Atom Bombasının Öyküsü

Fransa'daki Çalışmalar


Tam bu sırada Paris' te Iren Joliot-Curie ve Pavel Savitch ikilisi de aynı konuya ilgi duydu Onlar da nötronla uranyumu bombardıman etti Bulunan elementler hakkında bir kararsızlıktan sonra "lantana çok benzeyen uranyum ötesi bir element" oluştuğunu açıkladılarAtom numarası 92 olan elementle atom numarası 57 olan lantanın ne gibi bir ilişkisi olabilir? Koşullanmışlık bir kez daha ayakucunda duranı uzaklara savuruyor Buldukları lantanın ta kendisiydi Eğer bu tanıyı yapabilselerdi fisyonun keşfini Fransa yapmış olacaktı Lantan (La), atom numarası 57 olan yaklaşık onun yarısı ağırlıkta bir elementtir ve uranyumun bölünme ürünleri arasında olduğu bilinmektedir Roma' dan sonra Paris de fisyonun keşfini müjdelemekten mahrum oldu


Lise Meitner(1878-1968), 1907 yılından beri Berlin ' de yaşıyordu ve Avusturya pasaportu taşıyordu 1937’de Adolf Hitler, Avusturya’yı işgal etti 1938’de Avusturya' da artık Musevilere yaşam hakkı yoktu Lise Meitner, 1938 Temmuzunda apar topar Stockholm' e kaçmak zorunda kaldı 10 Kasım 1938 günü ve ertesinde Berlin' de Musevilere ait ev ve işyerleri faşistlerce yakılıp yıkıldı; kırılan camlar, caddeleri kristal bir örtü gibi kaplamıştı O gecenin adı 'Kristal Gece' ydi Paris ekibinin çelişik bildirileri O Hahn ve F Strassmann ikilisine incelemeye değer geldi Hahn ve Strassmann, 40 yıl önce Madam Curie' nin ayrımsal kristallendirme yöntemini kullandılar Önlerine baryum klorür çıktı Fakat basiretleri bağlıydı Baryum olamayacağını düşündüler Sonra radyoizotop karışımını yeniden ayırmaya çalıştılar Sonunda 17 ve 19 Aralık 1938 de gerçeği kabul eden denel sonuçlar aldılar: 22 Aralık 1938 de makaleyi Doğal Bilimler dergisine ulaştırdılar Makale kısaltılarak 6 Ocak 1939’da yayımlandı Uranyum nötronla bombardıman edilince yaklaşık eşit ağırlıkta ikiye bölünüyordu Atomos, bölünemez demekti Demokrit ‘ten 2300 yıl sonra atomu insanoğlu bölmüştü


Yıllar sonra Otto Hahn şöyle diyecekti:


"Nükleer fizikçiler bizi koşullandırmışlardı Ne zaman onların etkisini kafamızdan sildik ve bir kimyacı gibi düşündük, işte o zaman gerçeği görebildik"


Otto Hahn,çekirdek bölünmesinin bulucusu olarak 1944 Nobel Kimya Ödülünü aldı


Fermi ABD'de


Oppenheimer'ın Trajedisi


Oppenheimer, Komünist Parti üyesi miydi?


Çekirdek Parçalanmasının Keşfi


Gördüğünüz gibi, şu nükleer fizikçiler fisyon tepkimesinin bulunuşunu epeyce geciktirmişler!”1938 yılının sonuna doğru bilimimizde beklenmedik bir şey oldu


Carl Friedrich, Berlin’den bizim Leipzig’te yaptığımız Salı Seminerlerine gelerek, Otto Hahn’ın uranyum atomunun nötronlarla bombardıman edilmesi sırasında sonuç ürünleri arasında baryum (Ba) elementini bulduğu haberini verdi Bu, uranyum çekirdeğinin benzer iki büyük parçaya bölünebileceği anlamına geliyordu Biz de hemen böyle bir olayın atom çekirdeği hakkında bildiklerimiz doğrultusunda açıklanıp açıklanmayacağını tartışmaya başladık Biz, uzun bin süre atom çekirdeğini,proton ve nötronlardan oluşmuş sıvı damlalarına benzetiyorduk”


1939 yılında fisyon tepkimesinin bulunması uranyumu, çağımızın en önemli maddesi haline getirdi Uranyum ,yalnız ticari yönden değil fakat askeri ve politik yönden de değerli bir madde oldu Petrolden sonra bulunan ama stratejik önemi onu çok aşan bir maddeydi uranyum


19 Aralık 1939 Pazartesi günü Otto Hahn, eski dostu Lise Meitner' e uzun bir mektup yazmıştı "Şu ana kadar atomun parçalanabileceğine hiç ihtimal vermedik Öyleyse baryum nasıl doğuyor? Mevcut fizik kanunlarına göre bunu açıklayabilir misin?" diyordu Lise Meitner de bunun olabileceği şekline bir yanıt verdi Lise Meitner’e İsveç Bilimler Akademisi, Fizik enstitüsünde profesörlük verildi Yeğeni Otto R Frisch ise Kopenhag' da Niels Bohr' un yanındaydı Meitner ve Frisch onun enerji yönünü sezinlediler Hesapla ve deneyle fisyon sonunda büyük bir enerji açığa çıktığını gösterdiler Canlı hücrenin bölünerek çoğalmasından esinlenerek olaya fisyon (bölünme) adını verdiler ve 16 Ocak 1939’ da olayın mükemmel bir açıklamasını İngiliz Doğa dergisine gönderdiler Lise Meitner ve Otto Robert Frisch, olayı çekirdeğin sıvı damlası modeline ve maddenin enerjiye dönüşümüne dayanarak açıklıyorlardı Yalnız olayın nötronla ilgili boyutunu anlayamamışlardı Onun açıklaması da Mart 1939 da Paris' ten geldi: Hans von Halban, Frederic Joiot ve Lew Kowarski üçlüsünün imzasını taşıyan ve Doğa dergisine postalanmış mektupta olayda fazla nötron açığa çıktığını ve ardışık bir zincir tepkimesi oluştuğu açıklanıyordu Otto Hahn, engin bir alçak gönüllülükle şöyle demişti:


" Zaman, keşif için olgunlaşmıştı Buna Berlin' de ulaşılması bizim talihimizdi"


Fisyon olayı, 1939 yılında Avrupa' da çözülmüştü Ama İkinci Dünya Savaşı’nın alevleri de Avrupa’yı yakmaya başlamıştı


1940'larda bilimin önündeki soru şuydu: Fisyon yapan uranyum izotopu hangisidir? Uranyum-235 mi, uranyum-238 mi? Doğadaki bin uranyum atomundan yalnızca 7 si uranyum-235, 993 tanesi ise uranyum-238 di Mart 1940 da Amerika’lı J RDunning uranyum-238 in fisyona katılmadığını gösterdi Bu, ciddi bir sorundu Çünkü doğada çok olan değil de eser miktarda denebilecek olan uranyum-235 işe yarıyordu Kısacası fisyon olayı için bin atomdan 993 tanesi safra durumundaydı; işe yaramıyordu Uranyum-238 gerçi nötron yutuyordu ama fisyon yapmıyordu Bir de nötronların hızına ve tasarrufuna bakmak gerekiyordu Fisyonda hızlı nötronlar değil yavaş nötronlar daha etkin ateşleyiciyidi Yani zincir tepkimesi için yalnız uranyum değil aynı zamanda nötron yavaşlatıcısı bir madde de gerekiyordu Bu da grafit ya da "ağır su" idi


Nötronun Yavaşı İyi


Fermi,1939’da Columbia’daki fizikçilere, yavaş nötronların öteki atom parçacıklarını vurma olasılığının daha yüksek olduğunu göstermişti Fizikçiler, nötronlar yeterince yavaşlatılabilirse zincir tepkimesinin başlatılabileceğini anlamıştı Fermi de aynı kanıdaydı; ama çekinceleri vardı Bu çekincelerini Washington Beşinci Kuramsal Fizik Konferansı’nda açıkladı


Fermi’nin konuşması iki meslektaşını, Leo Szilard ve Isidor Isaac Rabi’nin ilgilerini yüreklendirdi Fermi’den üç yaş büyük olan Szilard, Albert Einstein ile çalışmış, Nazizm göçmeni bir Macar Yahudisiydi 1944 Nobel Ödülü’nü alacak olan Rabi ise Galiçya’da doğmuş ve NewYork’un Yahudice konuşan bir ev halkı içinde büyümüştü Szilard ve Rabi, Avrupa İkinci Dünya Savaşı'nın uçurumunun kenarındayken,Fermi’nin zincir tepkimesini herkesin önünde tartışamayacağını düşünüyordu Kimse, Nazilerin atomik araştırmalarda ne kadar ileride olabileceğini bilmiyordu,ama bir zincir tepkimesinde açığa çıkacak enerji,onu yapanları dünyaya egemen kılacak bir silah yapımında yararlı olabilirdi


Szilard, Rabi’nin Fermi’ye gizlilik gereği konusunda baskı yapmasında ısrar etti Fermi,yanıtsız bıraktığı zaman iki bilim adamı onu ikinci kez toplantıya çağırdılar Rabi, Fermi’ye “ Ben size Szilard’ın düşüncesini anlattım,siz ‘Çılgın’!’ dediniz diye anımsattı “Szilard,neden çılgın dediğinizi bilmek istiyor” Fermi, ‘bir zincir tepkimesine ulaşmak sadece çok zayıf bir olasılık’ yanıtını verdi Rabi sordu: “Çok zayıf bir olasılık derken,ne demek istiyorsunuz?”


“Pekala,yüzde on” diye yanıtladı Fermi


Rabi,”yüzde on,onu öldürebileceğimiz anlamına geliyorsa çok zayıf bir olasılık sayılmaz” diye görüş belirtti “Zatürre olmuşsam ve doktor bana yüzde on gibi zayıf bir olasılıkla ölebileceğimi söylüyorsa bu beni heyicanlandırır”


Szilard ile Rabi aynı düşüncedeydi Fermi değildi Daha sonra Szilard konumlarını şöyle özetledi: Bir zincir tepkime “olasılığını tutucu davranışın aşağıya çektiğini düşünüyordu Fermi Ben tutucu davranışın olabileceğini varsaymak ve gerekli bütün önlemleri almak olduğunu düşünüyordum”


Ama Fermi bir bilim adamıydı Çok geçmeden kendi mantık zinciri onu,bir zincir tepkimesinin çok daha fazla olabilir olduğunru düşünmeye başladı Olasılığı artık öyle “Çılgın!”la bir yana atamıyordu


Çılgın,onun en sevdiği Amerikan argo sözcüğüydü,Fermi’nin İngilizceyle sorunları vardı,ailesinin de olduğu gibi


Çekoslovakya’nın İşgali


14 Mart 1939’da Hitlerin orduları Çekoslovakya’yı işgal etti Bu, daha beş ay önce Hitler ile Britanya Başbakanı Chamberlain arasında Münih’te varılan anlaşmanın açıkça çiğnenmesi demekti Faşizmin dünyayı yakma projesi gelişiyordu


1938 yılının sonunda,iki kimyacı Otto Hahn ve Fritz Strassman ve bir fizikçi Lise Meitner, anahtar bir deney gerçekleştirmişlerdi Deneyin analizi, bombardıman edilen uranyum atomlarının hemen hemen eşit iki parçaya bölündüklerini gösteriyordu Bu atomların daha küçük parçalara bölünüp protonlar verdiği önce de biliniyordu ama şimdi uranyum atomlarının eşit olarak bölündükleri zaman olağanüstü büyük bir nükleer enerji salıverdikleri görülmüştü Bu sürece fisyon denildi ve deniliyor


Bu, kimya biliminin fizik bilimine armağanı olan büyük bir atılımdı O,aynı zamanda,bilim adamları,özellikle de Columbia’daki göçmen fizikçiler arasında büyük bir ilgi görüyordu Nazi Almanyasının atomik silahlanma konusunda düşünülenden çok daha ileride olduğu söylentisi vardı


Göçmen Bilimciler Harekete Geçiyor!


Leo Szilard, Almanya’dan gelen bu tür haberler üzerine hemen hareket geçti İki gram radyumla,onun sözcükleriyle, “tıpkı her yanda sıkıştırılmış gibi olan atomik enerjinin büyük ölçüde kurtuluşu” diye anlatılan bir deneme gerçekleştirdi Bu,onun hem beklentilerini hem de kaygılarını artırdı Szilard “Zincir tepkime olasılığı artık yüzde elli dolayında” sonucuna vardı


Çekoslovakya’nın işgalinden iki gün sonra, Szilard, Fermi ve Eugen Wigner “yirminci yüzyılın kuramsal fizik liderlerinden biri,” Columbia Fizik Bölümü Kürsüsünde Profesör George B Pegram’a şöyle bir uğradılar Profesör Pegram, Alman bilim adamlarının atomik bir zincir tepkimesine ulaşmaları tehlikesini hemen kavradı Birleşik Devletlerin, atomik silahları Nazilerden önce geliştirmesi çok önemliydi Profesör Pegram ve ötekiler, Nobel ödülü sahibi de olması nedeniyle Fermi’nin otoriteler üzerinde etkili olabileceğini düşünüyorlardı Pegram, Donanma Operasyonları Başkanı Amiral SC Hooper’e Fermi’yi kabul etmesini dileyen bir mektup yazdı Mektup bilerek pes perdeden bir dille yazılmıştı Uranyumun bölünmesiyle ortaya çıkan enerjinin bilinen patlayıcıların herhangi birinin her pauntu başına milyon kez daha büyük olabileceğini; Fermi’nin Nobel Ödülü sahibi olduğunu ve de “ nükleer fizik alanında Profesör Fermi’den daha yetkili bir yok” deniyordu Fermi, Amiralle randevusuna geldiği zaman yaveri onu durdurdu ve amirine “ Dışarıda bir makarnacı var” diye bilgi verdi Amiral, bir çok subayı ve iki sivil bilim adamıyla birlikte Fermi’yi karşıladı Ordu, hangi radyasyonun,silahların namlularını eritmeden,hangi topla,nasıl ateşleneceğini göremiyordu Donanmanın böyle uçucu bir maddenin ne tür bir taşıyıcı ile taşınacağı konusunda kuşkuları vardı Sivil bilim adamları,karmaşıklıkları tam olarak izleyemiyordu,zincir tepkime olasılığının çok küçük olduğunu düşünüyorlardı Amiral Hooper politikti, Fermi’nin donanmayı aydınlatmasını istedi;ama atomsal silahlanma fikrini tamamıyla bilim kurgu saydığı apaçıktı


Üstelik Avrupa’nın en zengin uranyum yatakları Çekoslovakya’daydı O da Mart 1939’da Hitler’in eline geçmişti


Fermi ve Columbia’daki diğer bilimciler kaygılıydı Almanlar fisyonu başarmışlardı ve şimdi de uranyumun en bol olduğu ülkeyi işgal etmişlerdi Temmuz 1939’da Leo Szilard ve Eugene Wigner,Albert Einstein’I görmeye gittiler Hahn’ın keşfinden sonra Almanların katetmiş olabileceklerini düşündüler Başkan Franklin D Roosevelt’ten aşağı olmayan bir yönetim yetkilisine Einstein’ın bir mektup gönderilmesini kararlaştırdılar Mektup başkanı da telaşlandıracak bir bilgi notuyla son buluyordu: “ Almanya’ın işgal ettiği Çekoslovakya’nın madenlerinden uranyumun satışını durdurduğunu iyice biliyorum”


Eistein mektubu imzalarken “ insan, tarihte ilk kez Güneşten gelmeyen bir enerji kullanacak” tahmininde bulundu


”Ağır Su”yun Peşinde


Mektubu alan Başkan Roosevelt, Uranyum Danışma Komitesi kurdu Fermi nötron yavaşlatıcı maddeler istiyorduAğır hidrojeni 1932’de ABD’li kimyacı Harold CUrey bulmuştu Urey,yalnız döteryumu bulmakla kalmamış normal suyun içinde pek küçük oranda bulunan ağır suyun ayrılarak elde edilmesi yönetimini de geliştirmişti Ağır su molekülü olağan su gibi bir oksijen ve iki hidrojen atomundan oluşur;ama buradaki hidrojenler normal hidrojenin yaklaşık iki katı ağır olan döteryumlardır Ondan sonra en iyi madde grafitti,ama saf grafit de çok az bulunuyordu Ağır su, nötronları filtre gibi yavaşlatırAğır su bu iş için en iyi madde idi;ama elde edilemiyordu


Ağır su, doğal madde değildir,üretilmesi gerekir Eylül 1939’da Almanya’nın Polonya’yı işgali ile İkinci Dünya Savaşı başladığı zaman,yeryüzünde ağır su üreten tek bir fabrika vardı ve o da kuzey Norveç’te Vemork’taydı


1940 Nisan’ında Nazi orduları Norveç ve Danimarka’yı işgal etti O zaman ellili yaşlarında olan Nobel Ödüllü Danimarkalı fizikçi Niles Bohr, hemen Nazi karşıtı Danimarka direniş hareketine katıldı 1943’te “her an tutuklanma tehditi altındayken,bir balıkçı teknesiyle İsveç’e sonra da Birleşik Devletlere gidinceye “ kadar etkin biçimde onlarla çalıştı


1940’ta Almanlar Vemork Ağır Su Fabrikasını ellerine geçirdikleri zaman, Bohr, bu fabrikanın önemini biliyordu “Onun teklifi ile fabrika, Norveç yeraltı örgütü tarafından gözetim altına alınmıştı Bohr, Almanların fabrikadaki üretimi arttırdığını öğrendi Bu bilgiyi Fermi ve arkadaşlarına ulaştırdı Fermi ve arkadaşlarının kaygısı çılgınlık düzeyine yükseldi “ Nazilerin,demokrasilerden önce bir atom bombası yapabileceğinden korkuyorlardı”


Ama onların korkuları, Amerikan halkının tarafsızlık duygularına ters düşüyordu Mihver Güçleri ve taraftarları bütün batı Avrupayı işgal ettiği,İngiltere tek başına ve saldırıya açık durumda bulunduğu sıralarda bile birçok Amerikalı Birinci Dünya Savaşını anımsayarak karışmak istemiyordu Franklin Roosevelt 1940’da yeniden Başkan seçilirken İngiltere’ye desteğini hafifletmişti Kongre ile askeri fonları yavaş yavaş oylama yöntemini seçti,bir fildişi kule,süper bomba yapma hayaline dokunmadı


Fermi, Danışma Komitesi önünde,boş yere daha az çok para arayışı için birkaç kez ifade verdi Onu, karısı Laura’ya göre “hala olgun bir aksanla ve bir sesli harfler sağanağı halinde konuştuğu” için hafifçe komik buluyorlardı Daha fazla para sağlamadılar ve başlangıçtaki 6000 dolar ödünç alınmış bir miktar uranyum ve acınacak derecede saf olmayan grafit sağlamaya harcandı


Fermi ve meslektaşları durumun önemini hala unutmalarını önlemek için yönetimde gayretle çalışmayı sürdürüyorlardı Bu çaba neredeyse iki yıl sonra-Almanlar uranyum fisyonuna ulaştıktan üç yıl sonra-sonuç getirdi Bilimsel Araştırma ve Geliştirme Bürosu direktörü Vannevar Bush, onlara bir atomik enerji araştırma programına para ayrılabildiğini bildirdi


Columbia grubu sevindirilmişti Haberi 6 Aralık 1941’de aldılar Ertesi gün Japon Hava Kuvvetleri, Pearl Harbor’u bombaladı ve ABD yönetimi, Enrico Fermi’yi düşman yabancı ilan etti”