Nükleer Silahlar - Nükleer Bomba Nedir ? - Fisil Madde

Nükleer Silahlar - Nükleer Bomba Nedir ? - Fisil Madde
Nükleer Silahlar - Nükleer Bomba Nedir ? - Fisil Madde
Nükleer Silahlar

Nükleer silahları askeri açıdan çok çekici kılan, bu silahların birim ağırlıkları başına, patlaması ırasında ortaya çıkarttıkları enerjidir Bir bombanın patlaması sonucunda ortaya çıkan enerji, çok kısa bir süre içinde, yakın çevresindeki ortamı ısıtarak bir şok dalgası yaratır Bu şok dalgası, çevreye, dolayısıyla da hedefe zarar verir Bir bombanın tahrip gücü, patlama sonucu çevreye eşit derecede zarar verecek kimyasal bir patlayıcı olan trinitro-tolüen' in (TNT) ağırlığı cinsinden verilir Kimyasal patlayıcıların çevreye zarar ile nükleer bir patlayıcının vereceği zarar arasında binler veya milyon mertebesinde bir fark vardır Örneğin, Amerikan Minuteman-III Kıtalar Arası Balistik Füzesi içinde bulunan, her biri 170 kt gücünde, ağırlığı yaklaşık 400 kg' dan az olan W62 nükleer başlıkları,patlama sonucu 170,000 ton TNT' e eşdeğer bir enerji açığa çıkarırlar Diğer yandan, dünyadaki en güçlü nükleer bombalar, Çinlilerin CSS-4 sistemleri olup; güçleri 5-10 Mt (5-10 Milyon ton TNT' ye eşdeğer) dolayında, ağırlıkları ise 5 tondan azdır

Nükleer silahları, güç-ağırlık oranları çekici yapmaktadır Askeri dilde taşıma platformları olarak anılan, uçak veya füze teknolojisine sahip uluslar için nükleer patlayıcılar, çok uzaklardaki hedefleri vurabilme olanağı vermeleri açısından büyük önem taşımaktadırlar

Nükleer silahların caydırıcı rolünün bir göstergesi,yarım yüzyıla yakın bir süredir bozulmayan Dünya barışıdır Nükleer silahlara sahip bir ülke, benzer bir saldırının kendisine de yapılacağı kabusu ile yaşamak zorundadır Bu nedenle nükleer silah sistemleri, "sac ayağı" olarak tanımlanan, bir üçlü sistemden oluşur İlk sistem, düşmanın Kıtalar Arası Balistik Füze (KABF) silolarını hedef alan KABF sistemidir Bu sistem, planlanmış bir saldırıda ya da saldırı karşısında savunma amacı ile kullanılabilmektedir ABD ve eski SSCB, karşılıklı olarak ilk saldırıda bulunmama garantisi vermiş ve KABF sistemleri salt kendilerine yapılacak bir saldırı karşısında kullanma kararını benimsemişlerdir Bir nükleer savaşın ilk yirmi dakikasında, KABF' lerin çoğunluğunun imha edilmesi ve bunların çevreye çok büyük zararlar vermesi olasılığına karşılık,daha çok intikam alma amacına yönelik olan Denizaltından Atılan Balistik Füzeler (DABF) sistemi geliştirilmiştir Bu füzelerde, KABF başlıklarına oranla daha güçlü olan çok sayıda nükleer patlayıcı vardır ve füze siloları yerine kentleri hedef alırlar Kısacası nükleer güçler,karşı tarafın sivil halkını rehin almaktadırlar Üçüncü sistem ise, KABF ve DABF sistemlerinin arasında devreye girebilen, insan kumandası ile çalışan ve gerektiğinde geri çağrılabilir nükleer silahlar taşıyabilen bombardıman uçaklarıdır

Nükleer Bomba Nedir ?

Nükleer bombaların çalışma ilkesi, iki ayrı tür çekirdek tepkimesine dayanır Ağır çekirdeklerin parçalanması, yani fisyon olayı ile enerji üreten nükleer bombalara, yanlış bir terim olmasına karşın, Atom Bombası denilmektedir Diğer bir bomba tipi ise, açığa çıkardığı enerjinin çoğunluğu hafif çekirdeklerin kaynaşmasına; yani füzyon tepkimesine dayanan, termonükleer bomba ya da Hidrojen Bombasıdır Henüz geliştirilme aşamasındaki çok yeni tasarımlar dışında, termonükleer bombaların ateşlenmesinde fisyon tepkimesinden yararlanılır Diğer bir deyişle hidrojen bombasının tetik *****izması bir atom bombasıdır Dolayısıyla nükleer silahların yapılabilirliğini incelemede, atom bombası yapımı için gerekli malzeme ve teknolojinin neler olduğunun belirlenmesi yeterlidir Fisil, yani bölünebilir madde adını verdiğimiz uranyum izotoplarından U-233 ve U-235 ile insan yapısı olan plütonyum izotopu Pu-239, nükleer silahların ham maddeleridir Uygun miktar ve geometride bir araya getirilen bu malzemelerde fisyon tepkimesi, bir nötron kaynağı yardımı ile başlatılır Kaynaktan çıkan bir nötron, fisil madde ile fisyon tepkimesine girerek, fisil maddenin çekirdeğinin parçalanmasına yol açar Bu tepkime sonunda, yüksek kinetik enerjiye sahip (fisil maddenin çekirdeğine göre) iki hafif çekirdekten başka, iki veya üç tane de nötron ortaya çıkar Ortaya çıkan bu nötronlardan bazıları, sistemdeki diğer fisil çekirdeklerle fisyon tepkimesine girmeksizin sistemi terk ederler Sistemden kaçan nötronların fisyon tepkimesine girenlere oranı, sistemin fiziksel büyüklüğü ile ters orantılıdır Fisyon tepkimesinden çıkan nötronlardan bir kısmı ise, fisil maddede veya sistemdeki diğer maddelerde fisyon yapmayacak tepkimelerle yutulurlar Sızma ve yutulma kayıplarından arta kalan nötronlar yeniden fisyon tepkimesi yaratırlar Eğer sistemde yeterli fisil madde varsa ve seçilen geometri uygunsa, art arda gelişen (zincirleme) fisyon tepkimeleri sonucu, sistemdeki nötron sayısı zamanla artar Hızla oluşan bu zincir tepkimeler sonucu, çok büyük bir ısı açığa çıkar Sıcaklığı artan sistem genleşme eğilimi gösterir ve sistemden sızan nötronların oranı artar; bunun sonucu olarak da zincirleme tepkimeler sona ere Dolayısı ile, nükleer bomba tasarımında en önemli konu, malzeme ve geometri seçiminin, zincirleme tepkimeyi mümkün olduğunca uzun süre devam ettirecek şekilde yapılmasıdır

Nükleer sistemler tasarlanırken, nötron sızıntısının en aza indirilebilmesi amacıyla genelde küresel geometri yeğlenir Küre, bütün geometrik cisimler içinde,hacim başına en az yüzeye sahip olanıdır Tümüyle fisil maddeden oluşan bir kürenin çapı büyüdükçe,sızan nötronların oranı azalmaktadır Kullanılan fisil malzemeye bağlı olarak değişen, belli çaptaki bir kürede her bir fisyon olayından doğan nötronlardan en az biri, yeni bir fisyon tepkimesine yol açarak, zincirleme tepkimelerin oluşmasını sağlar Böyle bir sisteme kritik kütle adı verilir Kürenin çapı,kritik çaptan büyük ise, her bir fisyon olayı, birden fazla fisyon tepkimesine yol açar Bu durumda zincirleme tepkimeler artarak devam eder Bu tip sistemlere kritik-üstü adı verilir Kürenin çapı kritik değerinin altındaysa, zincirleme tepkimeler oluşmaz ve böyle sistemler kritik-altı sistemler adı ile anılır

Nükleer bir bombanın yapımı sırasında kritik kütle oluşturacak kadar fisil maddeyi bir küre halinde bir araya getirmeye çalışmak, patlamaya yol açar Bu nedenle, nükleer silahların içine konan fisil madde, normal koşullardaki yoğunluğunda zincirleme tepkimeye izin vermeyecek kadar küçük bir metal küre halindedir Bu metal küre, bombanın patlaması için, kimyasal patlayıcılar yardımı ile sıkıştırılarak, çok daha yoğun; ancak daha küçük bir küre haline getirilir Kürenin yoğunluğunun artması ile nötron sızıntısı azalır ve çok hızlı gelişen zincirleme tepkimeler,nükleer patlamaya neden olur

Bir nükleer bombanın yapımı için, yalnızca fisil malzemeye sahip olmak yeterli değildir Fisil maddeden yapılmış kürenin sıkıştırılabilmesi için, kimyasal patlayıcıları senkronize olarak ateşleyecek düzeneklerin yapımı, bu alanda ileri bir teknolojiye sahip olmayı gerektirmektedir

Fisil Madde

Nükleer bombalarda kullanılabilecek fisil maddelerden günümüzde en çok tercih edileni, plütonyumdur Nükleer silahlara sahip olan bütün ülkelerin bombaları plütonyumdan yapılmıştır Plütonyumun (daha doğru kullanımı ile Pu239'un) fisyon başına ürettiği nötron sayısı, diğer fisil maddelere oranla daha fazladır Bu da, daha az malzeme ile kritik kütle elde edilebilmesine olanak verir Pu239, yarı ömrü 24 000 yıl olan kararsız bir çekirdek olması nedeni ile, doğada bulunmaz Doğal uranyumun %993'ünü oluşturan ve fisil olmayan bir izotop olan U238' in nükleer reaktörlerde nötronlarla ışınlaması ile elde edilir Pu239 üretebilmek için bir nükleer reaktör ve bir kimyasal ayrıştırma tesisi gerekirken; U235, ancak çok pahalı olan izotop zenginleştirme yöntemlerinin kullanılması ile elde edilebilir Nükleer bomba hammaddesi olarak kullanılabilen diğer fisil madde U233, doğada bulunmadığından, yine Pu239' a benzer yöntemlerle üretilebilmektedir U233 üretimi için, toryumun doğada bulunan tek izotopu olan Th232, bir nükleer reaktörde nötronlarla ışınlanır Daha sonra kimyasal ayrıştırma gerektiren bu işlem, ortaya çıkan yan ürünlerin daha fazla radyoaktif olmasından dolayı Pu239 üretiminden daha zordur Bu nedenle pek kullanım alanı bulamayan bu izotop, nükleer silah sahibi devletler için cazip bir alternatif değildir Fisil uranyum izotopları,yalnızca nükleer silah teknolojisine gizlice girme amacı taşıyan az gelişmiş ülkelerin ilgi duyabileceği maddeler olabilir