Atom Nasıl Parçalanır?
Bir atomun parçalanıp iki farklı atomu oluşturması olayına, nükleer fisyon (Çekirdeksel parçalanma) reaksiyonu denir. Atomu ilk kez parçalamayı başaranlar Lise Meitner ve laboratuvar arkadaşı Otto Hahn idi. Uranyum, nötron bombardımanına tutulur. Atom belli bir nötron sayısına ulaştığında artık kararsız, durumunu koruyamaz bir hale gelir. Bunun sonucunda da iki farklı atoma bölünerek kararlı hale ulaşır. Bu iki atomu önceden bir arada tutan bir bağ vardı. Bu bağ sayesinde uranyum bir bütün olarak kalabiliyordu. Ancak artık uranyum ikiye bölündüğü ve bu bağ kırıldığı için, bağ enerjisi de açığa çıkmış oldu. Bu bağın kaynağı doğadaki 4 temel kuvvet arasındaki en güçlü kuvvet olan güçlü nükleer kuvvettir.
Fisyon Tepkimesi: Uranyum, nötron bombardımanına tutulur. Kararsız hale gelen ağır atomik yapı daha hafif atomlara parçalanır. Nükleer santrallerde yaygın şekilde kullanılır.
Lise Meitner kimdir?
Avusturya'nın Viyana şehrinde doğan Meitner, o zaman kızlar için mümkün olan tüm eğitimleri aldı. Ardından 14 yaşında üniversiteye girmesinde yardımcı olması için özel matematik ve fizik dersleri aldı. 1901 yılında Viyana Üniversitesi'ne kabul edildi. Burada teorik fizikçi Ludwig Boltzmann ile çalıştı. 1906 yılında fizik üzerine doktorasını aldı.
1907 yılında Max Planck ile çalışmak üzere Berlin'e gitti. Marie Curie'nin çalışmalarından etkilendiğinden, radyoaktivite üzerine çalışmak istiyordu. Kısa süre içinde Otto Hahn ile tanıştı. Otto Hahn'ın kimya bilgisi ile kendisinin fizik ve matematik bilgisini birleştirip beraber çalışma yapmaya karar verdiler.
1918 yılında çalışmalarının ilk ürünü olan, keşfettekleri yeni radyokatif element olan protaktinyumu duyurdular. Bu keşif ikisinin Alman bilim dünyasında ünlerini artırdı. 1918 yılında, Meitner, Kaiser Wilhelm Enstitüsü'nde radyoaktivite fiziği bölüm başkanı oldu. Daha sonra, 1926 yılında, Berlin Üniversitesi'ne ilk kadın profesör olarak atandı. Hahn ile ortak araştırmalarına devam ederken bir taraftan da kendi başına beta parçacıkları üzerine araştırmalarını sürdürmekteydi.
1933 yılında Nazi Partisi, Almanya'daki Yahudi bilim adamlarının hayatını değiştirmişti. Yahudi olmasına rağmen, sahip olduğu Avusturya vatandaşlığı onu korumaktaydı. 1930'ların ortalarında Hahn'ın uranyumu yavaş nötronlarla bombardıman etmesi deneylerine katıldı. Amaçları uranyumumdan başka elementler elde etmekti. Daha evvel Enrico Fermi denemişti fakat sonuçları belirsizdi.
1938'de Almanya Avusturya'yı işgal edince, Meitner'in Avusturya vatandaşlığı kalkanı ortadan kalktı. Çalışmalarını yarıda bırakıp Hollandalı bir meslektaşının yardımı ile yasadışı yollarla Hollanda'ya kaçtı.
Lise Meitner ve Otto Hahn
Otto Hahn bir deney sırasında elde ettiği baryuma bir anlam verememişti. Ve bunu bir mektupla Meitner'e yazdı. Meitner bu sonuç karşısında uranyum çekirdeğinin parçalandığı kanısına vardı. Bu fikrini yeğeni fizikçi Otto Frisch ile paylaştı. O da bu açıklamayı onaylayınca, 11 Şubat 1939'da dünyayı değiştirecek bir makale yayınladılar. "Uranyumun nötronlarla parçalanması: Yeni tip bir nükleer tepkime" Bu makalelerinde Hahn ve Strassmann'ın deneylerini referans göstererek, çekirdeğin damlacık modeli kullanarak, baryumun uranyumun parçalanmasından ortaya çıktığını önerdiler. Bu olaya biyolojide de kullanılan fizyon ismini koydular ve bir çekirdekte oluşan nükleer fizyon tepkimesinden yaklaşık 200 milyon elektron volt (200 MeV) enerji açığa çıktığını hesapladılar.
1943 yılında, Frisch'in de katıldığı, ABD'nin yürüttüğü kod adı Manhattan Projesi olan atom bombası projesine gidecek olan İngiliz takımına davet edildi. Lise Meitner, bilimsel katkılarını askeri uygulamalarda kullanmayacağını belirterek, teklifi geri çevirdi ve II. Dünya Savaşı bitinceye kadar İsveç'te kaldı ve 1949 yılında İsveç vatandaşlığına geçti.
1960 yılında Stokholm'den, yeğeni Frisch'in yanına, İngiltere'ye taşındı ve 1968 senesinde Cambridge'te öldü.bkz.[7]
Albert Einstein ve Atomu Parçalama Deneyi
Albert Einstein atomun parçalanabilirliğini sadece kuramsal olarak ortaya atmış daha sonraları bu kuram yapılan deneylerle doğrulanmıştır.Uranyum atomunun nötron bombardımanı sonucunda parçalandığı ve baryumun ortaya çıktığı gözlenmiştir.Deneyler sonucunda uranyum atomu ikiye bölünürken bunun yanında oldukça büyük bir enerji de açığa çıkmıştır ve bölünme sonrası oluşan toplam kütlenin başlangıçtaki uranyumun kütlesinden daha az olduğu gözlenmiştir.Bu enerjinin nereden kaynaklandığı ve kaybolan kütlenin ne olduğu Einstein'in E=m.c2 denklemiyle açıklığa kavuşmuştur.Bu denkleme göre kayıp kütlenin c2 ile çarpılması sonucunda kaybolan enerji değeri bulunmuştur.
En fazla proton ve elektrona sahip olan Uranyumun (U-238) kapasitesi artırıldı. Daha fazla nötron girişi olduğunda atom genişledikçe 2'ye bölündü. Bu bölünme sırasında açığa çıkan enerjiden atom bombasının yapımında yararlanılmıştır. Einstein'ın atomu parçalaması, en basit halde atomun özkütlesinin enerjiye dönüşmesidir(E= m.c2).
Atom bombasının mucidi Oppenheimer`dir.[3]
Nükleer enerji, atomun çekirdeğinden elde edilen bir enerji türüdür. Kütlenin enerjiye dönüşümünü ifade eden, Albert Einstein'a ait olan E=mc² formülü ile ilişkilidir.
Bununla beraber, kütle-enerji denklemi, tepkimenin nasıl oluştuğunu açıklamaz, bunu daha doğru olarak nükleer kuvvetler yapar. Nükleer enerjiyi zorlanmış olarak ortaya çıkarmak ve diğer enerji tiplerine dönüştürmek için nükleer reaktörler kullanılır.
Nükleer enerji, üç nükleer reaksiyondan biri ile oluşur:
- Füzyon: Atomik parçacıkların birleşme reaksiyonu.
- Fisyon: Atom çekirdeğinin zorlanmış olarak parçalanması.
- Yarılanma: Çekirdeğin parçalanarak daha kararlı hale geçmesi. Doğal (yavaş) fisyon (çekirdek parçalanması) olarak da tanımlanabilir.
Nükleer enerji, 1896 yılında Fransız fizikçi Henri Becquerel tarafından kazara, uranyum maddesinin fotoğraf plakaları ile yan yana durması ve karanlıkta yayılan radyoaktif ışınların fark edilmesi ile keşfedilmiştir.
Nükleer Enerjinin Elde Edilmesi
Bir nükleer santral kurmak için zenginleştirilmiş uranyuma ihtiyaç vardır. Uranyumun fisyon tepkimesine girerek bölünmesi sonucunda açığa çok yüksek miktarda enerji çıkar. Bu bölünme için, nötronlar yüksek bir hızla uranyum elementinin çekirdeğine çarpar. Bu çarpışma çekirdeğin kararsız hale geçmesine ve sonrasında büyük bir enerji açığa çıkartan fisyon tepkimesine neden olur. Gerçekleşen tetikleyici ilk fisyon tepkimesi sonucunda ortama nötronlar yayılır. Bu nötronlar diğer uranyum çekirdeklerine çarparak fisyonu elementin her atom çekirdeğinde gerçekleştirene kadar devam eder. Ortaya çıkan enerji kontrol edilmediği takdirde ölümcül boyutlardadır. Kontrol etmek için reaktörlerde fazla nötronları tutan ve tepkimeye girmesini engelleyen üniteler vardır. Bu sayede kontrollü bir fisyon tepkimesi zinciri sağlanır.
Nükleer Santrallerde Üretim
Nükleer santralin iç yapısına baktığımızda, uranyumun fisyon tepkimesine girmesiyle oluşan enerji su buharının çok yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılmasını sağlar. Yüksek sıcaklıktaki bu buhar, elektrik jeneratörüne bağlı olan türbinlere verilir. Türbin kanatçıklarına çarpan yüksek enerjili buhar, bilinen şekilde türbin şaftını çevirir ve jeneratörün elektrik enerjisi üretmesi sağlanır. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan basınç ve sıcaklığı düşmüş buhar, tekrar kullanılmak üzere yoğunlaştırıcıya gider ve su haline geldikten sonra tekrar bölünme ile açığa çıkan enerji ile ısıtılıp buhar haline getirilir ve döngü devam eder.
Nükleer atık nedir?
Ortaya çıkan enerji radyasyondur. Nükleer çekirdeksel radyoaktivitedir.Cernobil faciasini herkes bilir.[4]
Evde Atom parçalanır mı?
Bunu denerseniz Richard Handl gibi haber konusu ve alay konusu olursunuz[6]
Binlerce yıl önce Antik Yunanlı ünlü filozofların ortaya attığı atom teorileri, maddenin parçalanamaz en küçük yapı birimi yani atomdan meydana geldiğini söylemekteydi. 20. yüzyıla kadar geçerliliğini koruyan bu teori, teknolojinin muazzam bir hızla gelişmesinin sonucunda insanoğlunun atomun da parçalanabildiğini anlamasıyla birlikte geçerliliğini yitirdi.
Günümüzde atom kelimesi hala kullanılıyor olsa da, popüler kültürün “Tanrı Parçacığı” olarak tanıdığı Higgs Bozonu’nun aradığı Cern Deneyi’nden çok öncesinde bile atom çekirdeğinin parçalanabileceği anlaşılmıştır.
Hobi olarak atomu parçalamaya çalışan Richard Handl, AP ajansına yaptığı açıklamada, İsveç'in güneyindeki evinde radyum, amerikyum ve uranyum elementleri olduğunu, polisin kendisini yasa dışı yollardan nükleer materyal elde etmek suçuyla gözaltına aldığını bildirmişti.
Polisin evinde tehlikeli düzeyde radyoaktif element bulamadığını bildiren Handl, projesinin iyi fikir olmadığını anladığını kaydetti.
Handle çalışmalarını blog sayfası üzerinden yayınlıyordu. [5]
Nükleer santralin iç yapısına baktığımızda, uranyumun fisyon tepkimesine girmesiyle oluşan enerji su buharının çok yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılmasını sağlar. Yüksek sıcaklıktaki bu buhar, elektrik jeneratörüne bağlı olan türbinlere verilir. Türbin kanatçıklarına çarpan yüksek enerjili buhar, bilinen şekilde türbin şaftını çevirir ve jeneratörün elektrik enerjisi üretmesi sağlanır. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan basınç ve sıcaklığı düşmüş buhar, tekrar kullanılmak üzere yoğunlaştırıcıya gider ve su haline geldikten sonra tekrar bölünme ile açığa çıkan enerji ile ısıtılıp buhar haline getirilir ve döngü devam eder.
Nükleer atık nedir?
Ortaya çıkan enerji radyasyondur. Nükleer çekirdeksel radyoaktivitedir.Cernobil faciasini herkes bilir.[4]
Evde Atom parçalanır mı?
Bunu denerseniz Richard Handl gibi haber konusu ve alay konusu olursunuz[6]
Binlerce yıl önce Antik Yunanlı ünlü filozofların ortaya attığı atom teorileri, maddenin parçalanamaz en küçük yapı birimi yani atomdan meydana geldiğini söylemekteydi. 20. yüzyıla kadar geçerliliğini koruyan bu teori, teknolojinin muazzam bir hızla gelişmesinin sonucunda insanoğlunun atomun da parçalanabildiğini anlamasıyla birlikte geçerliliğini yitirdi.
Günümüzde atom kelimesi hala kullanılıyor olsa da, popüler kültürün “Tanrı Parçacığı” olarak tanıdığı Higgs Bozonu’nun aradığı Cern Deneyi’nden çok öncesinde bile atom çekirdeğinin parçalanabileceği anlaşılmıştır.
Hobi olarak atomu parçalamaya çalışan Richard Handl, AP ajansına yaptığı açıklamada, İsveç'in güneyindeki evinde radyum, amerikyum ve uranyum elementleri olduğunu, polisin kendisini yasa dışı yollardan nükleer materyal elde etmek suçuyla gözaltına aldığını bildirmişti.
Polisin evinde tehlikeli düzeyde radyoaktif element bulamadığını bildiren Handl, projesinin iyi fikir olmadığını anladığını kaydetti.
Handle çalışmalarını blog sayfası üzerinden yayınlıyordu. [5]
Kaynaklar,
1.https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fission
2.https://science.howstuffworks.com/nuclear-power1.htm
3.https://cernbilim.blogspot.com/2018/02/atom-bombasnn-mucidi-robert-oppenheimer.html
4.https://en.wikipedia.org/wiki/Chernobyl_disaster
5.https://richardsreactor.blogspot.com/
6.http://www.hurriyet.com.tr/kelebek/evinde-atomu-parcalamaya-kalkan-adam-40009846
7.https://en.wikipedia.org/wiki/Lise_Meitner
guzel takipçi
YanıtlaSilfreelancer buradan alinir
YanıtlaSilŞekilli Ayna
YanıtlaSil