çekirdek kimyasi by Kimya Kulübü

ÇEKİRDEK KİMYASI

ÜNİTENİN BÖLÜM BAŞLIKLARI • 1. Çekirdeğin Yapısı ve Kararlılık • 2. Yapay Çekirdek Reaksiyonları, Fisyon ve Füzyon • 3. Aktiflik, Radyoaktif Işınların Sayımı ve Sağlığa Etkisi • 4. Radyoaktif Maddelerin Kullanım Alanları

1. ÇEKİRDEĞİN YAPISI VE KARARLILIK

Maddenin en küçük parçası olan cüz–ü layetecezzada yoğun bir enerji vardır. Yunan bilginlerinin iddia ettiği gibi bunun parçalanamayacağı söylenemez. O da parçalanabilir. Parçalanınca da öylesine bir enerji meydana gelir ki Bağdat’ın altını üstüne getirebilir. Bu, Allah’ın bir kudret nişanıdır. Cabir bin HAYYAN* (721–805) * Kimya ilminin babası, Türk bilim adamı, büyük dâhi, Harran Üniversitesi rektörü. 4

Madde, sonsuz denecek ölçüde parçalanabilir. Nazzam* (792–845)

* İslam âlimi, Basra’da doğdu, Basra’da yaşadı, hayatının son devresini Bağdat’ta geçirdi. 5

RADYOAKTİFLİK • Bazı atomların çekirdeklerindeki kararsız yapıdan dolayı kararlı hâle gelebilmek için atomların çekirdeklerinden enerji ve/veya parçacık fırlatması veya dönüşümler gerçekleştirmesine radyoaktiflik denir. • n / p oranı 1,5’tan büyük veya eşit olan tanecikler ile n / p oranı 1’den küçük tanecikler radyoaktiftir. 6

• Atom numarası 83’ten büyük olan doğal elementler arasında radyoaktif olmayan element yoktur. 83Bi dâhil olmak üzere hepsi radyoaktiftir. • Atom numarası 83’ten küçük olan elementler 82Pb dâhil olmak üzere kararlıdır. Kararlı elementlerin sentetik izotopları, kararsız (radyoaktif) olabilir. • Radyoaktif taneciklerin çekirdeklerinden enerji veya parçacık fırlatmaları olayına ışıma denir. 7

IŞIMALAR (BOZUNMA, YAYMA, YAYINIM) • 1–Alfa ışıması: Atom çekirdeğinden 2 nötron ile 2 protonun beraber fırlatılmasıdır. Alfa ışıması yapan atomun atom numarası 2, kütle numarası 4 azalır. • 2–Proton ışıması: Atom çekirdeğinden 1 protonun fırlatılmasıdır. Proton ışıması yapan atomun atom numarası 1, kütle numarası 1 azalır. 8

• 3–Nötron ışıması: Atom çekirdeğinden 1 nötronun fırlatılmasıdır. Nötron ışıması yapan atomun atom numarası değişmez, kütle numarası 1 azalır. • 4–Beta ışıması: Atom çekirdeğindeki 1 nötronun; proton ve elektrona dönüşmesidir. Beta ışıması yapan atomun proton sayısı 1 artar, kütle numarası değişmez.

• 5–Pozitron ışıması: Atom çekirdeğindeki 1 protonun; nötron ve pozitrona dönüşmesidir. Pozitron ışıması yapan atomun proton sayısı 1 azalır, kütle numarası değişmez. • Beta ve pozitron ışımaları beta sembolüyle gösterilir. + işareti varsa pozitron, işaret yoksa veya – işareti varsa betadır.

• 6–Gama ışıması: Atom çekirdeğinden fazla enerjinin fırlatılmasıdır (enerji paketi). Genelde diğer ışımalarla beraber veya diğer ışımaların sonrasında gerçekleşir. Gama ışıması yapan atomun atom ve kütle numarası değişmez. • BOMBARDIMAN: Kararlı çekirdeklerin veya radyoaktif çekirdeklerin bazı parçacıklarla (alfa, beta, nötron, elektron, proton gibi) çarpıştırılmasıdır. 11

YAKALAMA (BOMBARDIMAN) • Nötron yakalama: Atom çekirdeğinin 1 nötron yakalamasıdır. Nötron bombardımanına maruz kalan atomun atom numarası değişmez, kütle numarası 1 artar.

• Elektron yakalama: Bazı çekirdekler 1. yörüngelerinden elektron yakalayabilir. Bu yakalanan elektron, çekirdekteki bir protonu nötrona dönüştürür. Elektron, çekirdek tarafından yakalanınca, onun boşalttığı yer, daha yüksek enerji düzeyinden bir elektron tarafından doldurulur. Pozitron ışıması ile elektron yakalanmasında aynı olay gerçekleşir (protonun nötrona dönüşmesi). Elektron yakalamada çekirdekten fırlatılan bir parçacık yoktur. 13

YARI ÖMÜR (YARILANMA SÜRESİ) • Radyoaktif bir maddenin başlangıç kütlesinin yarısının ışımalarla bozunması için geçen süreye yarı ömür veya yarılanma süresi denir.

YARILANMA SÜRESİ MADDENİN SONRADAN VAR EDİLDİĞİNİ GÖSTERİR • Radyoaktif maddeler yarılanma sonucunda bitmediğine göre bir başlangıçları var demektir. Şayet madde ezelî olsaydı (maddenin başlangıcı olmasaydı) radyoaktif maddeler çoktan bitmiş olacaktı. Bitmediğine göre sonradan var edilmiştir. Öyleyse madde ezelî değildir. 15

YARI ÖMÜR VE MADDE– ENERJİ İLİŞKİSİ • Madde, kaç yarılanma geçirirse geçirsin belirli bir miktarı kalır; örneğin uranyum bozununca kripton, baryum, nötron ve enerji meydana gelir. Çıkan ışının kütlesi kadar madde enerjiye dönüşmüştür.

DOĞAL ATOMLARIN YARI ÖMRÜ ÇOK YÜKSEKTİR (RADYASYON TEDBİRLERİ) • Potasyum–40 ve karbon–14 izotoplarının yarı ömürleri, diğer atomlara göre çok azdır. • Bu azlığa rağmen, örneğin; potasyum–40 atomunun yarı ömrü, insana zarar vermeyecek kadar uzundur. Potasyum–40 atomlarının yarısının bozunması için 1,3 milyar yılın geçmesi gerekmektedir. 17

• İnsan vücudunda en çok bulunan radyoaktif izotoplar potasyum–40 ve karbon–14 izotoplarıdır. Diğer radyoaktif izotopların yarı ömrü de insana zarar vermeyecek kadar uzundur. • Potasyum–40 atomlarının yarı ömrünün uzun olması sayesinde, bir hücre şayet yaşasaydı 200 senede ancak 1 kez potasyum–40 bozunmasıyla karşı karşıya kalacaktı. 18

• Bir hücre bu kadar uzun yaşamadığına göre, potasyum–40 bozunması ve izotopun yarılanmasından dolayı radyasyon yayılması söz konusu değildir.

KARARLILIK KUŞAĞI • Kabaca n/p oranı 1,5’tan büyük veya 1,5’a eşit olan tanecikler ile n/p oranı 1’den küçük tanecikler kararsızdır. Bunun dışında kalanlar kararlıdır. • Kararlı elementler; atom numarası 1 ile 82 arasındaki 82 elementtir. • 82Pb’den sonraki elementler kararsızdır.

BAĞLANMA ENERJİSİ (NÜKLEER ENERJİ) • Çekirdekteki nükleer enerjinin görevi, birbirlerini iten pozitif yüklü protonların bir arada durmalarını temin etmektir. Bağlanma enerjisi denmesi, bu sebepledir. • Einstein, çekirdekteki nükleer enerjiyi E=mc2 formülü ile açıklar. Formüldeki m maddenin kütlesi, c ışık hızı, E ise enerjidir. 21

• Hidrojen dışındaki bütün atomların, bir tartılan kütlesi bir de hesap edilen kütlesi vardır. Tartılan kütle, mutlak surette her zaman daha az çıkmaktadır. Bu azalan miktar kadar madde, daha ilk oluşumda, hidrojen hariç tüm atomların çekirdeğinde, enerjiye dönüşmüştür. İşte bu enerji, nükleer enerjidir.

ÇEKİRDEĞİNDE NÜKLEON BAŞINA DÜŞEN BAĞLANMA ENERJİSİNİN EN YÜKSEK OLDUĞU ELEMENT: DEMİR • Demirin bağlanma enerjisi en yüksektir. • Bağlanma enerjisinin en yüksek oluşu, ileride demir çekirdeği parçalanabilir anlamına gelebilir. 23

• Yerkürenin çekirdeğinde demir vardır. • Çekirdekte ağaca ait özelliklerin tamamı bulunur. • Günümüzde dünyada yaklaşık 90 doğal element tespit edilmiştir. Element sayısı 114’tür. • Demir dünyanın çekirdeği olduğuna göre acaba demirde de dünyadaki doğal elementlerin bütünü var mıdır? 24

• Magma tabakasındaki yüksek sıcaklığın, demirin nükleer reaksiyonundan kaynaklandığı bilinmektedir. Bu yüksek sıcaklık, demiri eritmektedir. • Demirde elementlerin çoğunun geçtiği bugün keşfedilmiştir. • İşte bunlardan dolayı ileride demir çekirdeğinin parçalanarak çeşitli elementlerin elde edilebileceğini söyleyebiliriz. 25

RADYASYONU VÜCUTTAN ATMAK İÇİN: KURŞUN • Kurşun geniş bir kapta eritilip insanın etrafında gezdirilir. • Daha sonra suya dökülür. • Suya döküldüğünde çıkan sesten sonra kurşun dağılmadıysa, külçe hâlinde kaldıysa radyasyon yoktur. Saçma tanesi gibi dağıldıysa radyasyon var demektir. • Aynı işleme, kurşun dağılmayıncaya kadar devam edilir. 26

RADYASYONU VÜCUTTAN ATMAK İÇİN GEREKLİ OLAN BAŞLICA İKİ GIDA • Kimyon • Limon

RADYOAKTİVİTEYLE İLGİLİ BAZI NOTLAR • 1– Radyoaktif olaylarda kütle enerjiye dönüşür. • 2– Radyoaktif olaylarda toplam proton sayısı ve toplam nötron sayısı değişebilir. Ancak proton ve nötronların toplam sayısı (toplam nükleon sayısı) asla değişmez. • 3– Herhangi bir dış müdahale olmaksızın kendiliğinden ışıma yapan tanecikler doğal radyoaktiftir. 28

• 4– Radyoaktif özellikler (ışıma, yarı ömür, fisyon vb.) sıcaklık, basınç, bileşik oluşturma gibi fiziksel veya kimyasal etkilerle değişmez. • 5– Yarı ömür tüm atomlar için farklıdır. • 6– Yarı ömür her bir atomun farklı izotopları için de farklıdır. • 7– Yarı ömrü uzun olan atomlar, yarı ömrü kısa olanlara göre daha kararlıdır. 29

• 8– Yarılanma hızı birim zamanda bozulan madde miktarıdır. Dolayısıyla hem madde miktarına hem de kütleye bağlıdır. • 9– Genelde fisyon, füzyon ve bombardıman olayları çekirdek tepkimesi olarak isimlendirilir. Işımalar ise bozunma olarak isimlendirilir.

ENERJİSİ DÜŞÜK OLAN MI YOKSA YÜKSEK OLAN MI HIZLI DÖNER? • 7 enerji düzeyi vardır. Çekirdeğe en yakın olan 1. enerji düzeyi, en uzak olan da 7. enerji düzeyidir. 1. enerji düzeyinden 7. enerji düzeyine doğru enerji düzeylerinin enerjisi fazlalaşır. 1. enerji düzeyinin enerjisi en az; 7. enerji düzeyinin enerjisi en çoktur. 31

• Çekirdeğe yakın elektronlar daha hızlı, çekirdeğe uzak elektronlar ise daha yavaş dönerler. • Herhangi bir atomun üst enerji düzeyindeki elektronların enerjisi daha fazladır. Buna rağmen diğerlerine göre daha yavaş dönerler. Elektronun hızı ile enerji düzeyinin enerjisi ters orantılıdır; bu iki konu birbiriyle karıştırılmamalıdır. • Kimyasal bağ, en üst düzeydeki elektronların bir kısmı ile meydana getirilir. 32

ATOMUN YAPISINDAKÄ° KANUNLAR

ATOMDAKİ KANUNLAR • ÇEKİM (CAZİBE) KANUNU: Atomun çekirdeğinde pozitif yüklü protonlar, etrafında ise negatif yüklü elektronlar bulunmaktadır. Bu iki zıt değer birbirini çekmektedir. • MERKEZKAÇ KUVVETİ: Protonlar, etrafındaki elektronları dağılmadan çekebilmesi ve döndürebilmesi için, çekirdek maddesinin çok büyük ve ağır olması gerekmektedir. 34

Bu yüzden de protonlar, elektronlardan yüzlerce kez daha büyüktür ve ağırdır; çünkü etrafındaki elektronları dağılmadan çekebilmesi ve döndürebilmesi için protonun ağır olması gerekir. 1 elektronun ağırlığı 1 birimdir. 1 proton ondan tam 1836 defa daha ağırdır; protonun ağırlığı 1836 birimdir. Bu ağır cisim etrafında, hafif olan elektronlar çok hızlı hareket etmektedirler. Elektronlar, bu süratli dönüşleriyle yörüngede kalmaktadırlar. Her elektronun hızı farklı farklıdır. 35

Etrafta çok hızlı hareket etme, çekirdekte ise ağır bir yük yüklenme vardır. Dolayısıyla ağırlık, merkezdedir. Çekirdeğin veya merkezi tutan ağırlığın önemi büyüktür. Çekirdeğe en yakın elektron en yüksek hıza sahiptir. Çekirdekten uzaklaştıkça elektronların hızı azalır. Çekirdeğin etrafındaki elektronlar biraz yavaş dönseydi, elektronlar dağılıp gidecek ve çekirdek yok olacaktı. Bunu koca dünya çekirdeğinin müthiş bir gürültü ile infilak edip yok olması takip edecekti. 36

Elektronlar, dönmesi gerekenden biraz daha hızlı dönseydi ve elektron çekirdeğe yanaşsaydı, düzenlilik yine bozulacaktı. Bu kanunun sosyal boyutuyla ilgili şunları söyleyebiliriz: En iyisi konumumuzun gereğini yerine getirmektir. Gerekli donanımı olmadığı hâlde, olduğundan fazla gözükerek kendilerini ülkesine hizmet ediyor gibi gösterip çekirdeğe yanaşanlar, bu yanaşmanın gereği olan samimi çalışkanlığı, başka niyetleri olduğundan dolayı sergilemediklerinden, kendilerine zarar verirler. 37

Çekirdeğe yakın elektronlar daha hızlı döner. Bunların yakınlığı ise uzaklık sebebi olmuştur. Gerekli donanımı olduğu hâlde, kendinden beklenen hızı göstermeyenlerin durumu ise şöyledir: Çekirdeğin cazibesi devam ettiği, çekirdek fırlatmadığı hâlde, onlar kendiliklerinden dağılıp giderler, çekirdekten uzaklaşırlar. Burada çekirdeğin de yok olması söz konusudur ki bu çok tehlikeli ve veballi bir durumdur; çünkü insan, iradesi olan bir varlıktır. 38

Doğrusu elektron gibi insanın da kendi makamında olmasıdır. Olduğundan fazla ya da noksan görünmemelidir. Aşırı alçak gönüllülük de gururdandır. Çekirdek çok ağır yük taşır. Elektron ise çok rahatlıkla akıp gider. Elektronların çekirdekten uzaklıkları, 1 mm’nin milyonda biri kadardır. Saniyedeki hızları ise 1000 km ile 15 000 km arasında değişir. Bu hızdaki elektronlar, çekirdek etrafında minicik yollarında saniyede milyarlarca defa tur atarlar. 39

Elektronların dönüş hızı her atomda farklı farklıdır. Hızlarını hiç kesmeden dönerler. Merkezkaç kuvvet bu dönüşle oluşur. • İTME (DAFİA) KUVVETİ: Aynı yükler birbirini iter. Çekirdekte birden fazla proton bulunursa bunlar, pozitif yüklü, yani aynı yüklü oldukları için birbirlerini iterler. Hidrojen hariç bütün atom çekirdeklerinde birden fazla proton bulunur. Elektronlar da, negatif yüklü, yani aynı yüklü oldukları için birbirlerini iterler. 40

• ZIT SPİNDEN DOLAYI ORTAYA ÇIKAN, ELEKTRONLARI BİR ARADA TUTMAKLA GÖREVLİ KANUN: Hidrojen hariç, bütün atomlarda birden fazla elektron vardır. Elektronlar, negatif yüklü, yani aynı yüklü oldukları için birbirlerini iterler. Bu durumda her iki elektrondan birisinin saat yönünde, diğerinin ise saat yönünün tersi istikamette dönmesi; elektronların birbirlerini itmelerini önleyerek bir arada kalmalarında rol oynar. Zıt spin, farklı yönde dönüş demektir. 41

NÜKLEER KUVVET (BAĞLANMA ENERJİSİ) Çekirdekteki nükleer enerjinin görevi, birbirlerini iten pozitif yüklü protonların bir arada durmalarını temin etmektir. Bağlanma enerjisi denmesi, bu sebepledir. Einstein, çekirdekteki nükleer enerjiyi E=mc2 formülü ile açıklar. Formüldeki m maddenin kütlesi, c ışık hızı, E ise enerjidir. 42

Hidrojen dışındaki bütün atomların, bir tartılan kütlesi bir de hesap edilen kütlesi vardır. Tartılan kütle, mutlak surette her zaman daha az çıkmaktadır. Bu azalan miktar kadar madde, daha ilk oluşumda, hidrojen hariç tüm atomların çekirdeğinde, enerjiye dönüşmüştür. İşte bu enerji, nükleer enerjidir.

Nükleer enerji, çekirdek reaksiyonları, radyoaktivite, radyoaktif atom, radyasyon, kararlılık kuşağı, kararsız atom gibi tabirleri konuyu iyi anlamak için bilmek gerekir. Işın yayan atomlara radyoaktif atom, bu konuya da radyoaktivite denir. Atomun çekirdeğinde pozitif yüklü protonlar bulunmaktadır. 44

Aynı yükler birbirini iter. Çekirdekte birden fazla proton bulunursa bunlar, pozitif yüklü, yani aynı yüklü oldukları için birbirlerini iterler. Hidrojen hariç bütün atom çekirdeklerinde birden fazla proton bulunur. Çekirdekteki nötronlar, protonların birbirlerini itmelerini önleyerek bağlayıcı rol oynar. 45

Bu da protonlar, nötronsuz bir arada bulunamazlar demektir. Bunun tersi de söz konusudur; nötronlar da her zaman protonlara muhtaçtır. Çünkü onlar da tek başlarına kaldıkları zaman 13 dakikada yarısı bozulmaya uğrayarak proton ve elektron çıkartırlar. Nötron = Proton + Elektron Atom çekirdeği büyüdükçe proton ve nötron sayısı eşit olarak değil, nötron sayısı daha fazla olacak şekilde artar. 46

Tabii her şeye rağmen bu artışın yine de bir sınırı ve ölçüsü vardır: Nötron sayısının proton sayısına oranı en az 1, en çok da 1,5 olmalıdır. Şayet nötron sayısının proton sayısına oranı bu ölçüyü geçmişse atom çekirdeği kararsız bir durum arz eder. Bu atomlara kararsız atom denir. Kararsız bir çekirdek de kendi içinde meydana gelen radyoaktivite ile kararlı hâle kavuşur. 47

Çekirdeğinde 83 ve daha fazla proton bulunan elementler ne kadar çok nötrona sahip olurlarsa olsunlar kararsızdır. Bu kadar çok pozitif yük, atom çekirdeğinde devamlı tutulamaz. Çekirdek küçülerek kararlı bir duruma düşer. En istikrarlı atom hidrojen, en istikrarsız atom ise uranyum atomudur. Uranyum atomunun protonları, bulundukları yerde sürekli gürültü ve infilaklara sebebiyet verir. 48

Onun için atom bombasında da temel unsurlardan biri olarak uranyum kullanılmaktadır. Uranyumun atom numarası 92’dir. Proton sayısı da 92 olur. Nötron sayısı ise 238–92=146 olur. Alfa ışıması yapmak, helyum çekirdeği yaymak demektir. Alfa ışıması yapan atomun atom numarası 2, kütle numarası 4 azalır. 49

U (Uranyum–238) atomu, bir alfa parçacığı neşrederek proton sayısını 92’den 90’a, nötron sayısını da 146’dan 144’e düşürür. 90 protona 144 nötron biraz fazladır. Uranyum bu defa bir beta parçacığı neşreder. Beta ışıması elektron yaymaktır. Beta ışıması yapan atomun atom numarası 1 artar, kütle numarası ise değişmez.

238

Neşredilen beta ışını sonucunda uranyum çekirdeği proton sayısını bir arttırır, nötron sayısını değiştirmez. Böylece proton sayısı 91 olur, nötron sayısı 144’te kalır. Beta bozunması sırasında çekirdekteki nötronlardan biri, proton ve elektrona parçalanmıştır. Nötron → Proton + Elektron

Proton sayısının her değişmesinde farklı bir element oluşur. Bir seri hâlinde bu iş devam eder gider. Nihayet uranyum atomu çekirdeği, 82 protonlu ve 124 nötronlu olan kararlı kurşun atomu çekirdeğine dönüşür. Radyoaktif bozunma, yalnız nötron–proton dengesizliğinden (nötron sayısının proton sayısına oranının yüksekliğinden) kaynaklanmaz. 52

Bazen sadece proton sayısının yüksek oluşu da buna sebep olabilir (pozitron bozunması). Pozitron, elektronun zıt ikizidir; kütlesi elektronun kütlesine eşittir; her şeyi elektronla aynı, sadece yükü farklıdır. Elektronun yükü –1, pozitronun yükü ise +1’dir. Pozitron bozunmasında; atom numarası 1 azalırken, kütle numarası değişmez. 53

Çekirdekteki nötronlar, elektrik bakımından yüksüzdür. Yüksüz oldukları için bir madde içinde uzun yol alabilirler. Bu ağır parçalar, ağırlıklarına göre süratlenirler. Hızları, ışık hızından saniyede birkaç km’ye kadar değişir. Nötronların bazıları çok ağırdır; bu ağırlıklarından dolayı öyle hız kazanabilirler ki, en kesif maddelerin bile bir tarafından girip öbür tarafından çıkabilirler. 54

Nötronlar bu süratle, 30 cm kalınlığındaki demir ve kurşundan bile geçebilir. Ancak atom çekirdeğiyle çarpışmalarında enerjilerini kaybederler. Kuş havada ne kadar rahat uçuyor veya balık denizde ne kadar rahat yüzüyorsa, nötronlar da o hız sayesinde o kadar rahat hareket ederler.

Bu özellikleri taşıyan nötronlar, çekirdek içinde enerjilerini, protonları bir arada tutmak için kullanırlar. Hidrojen hariç bütün atom çekirdeklerinde, mutlaka nükleer enerji bulunur. Hidrojen atomunun çekirdeğinde proton 1 adet olduğundan, hem nötrona hem de nükleer enerjiye ihtiyaç yoktur.

Einstein, çekirdekteki nükleer enerjiyi E=mc2 formülü ile açıklar. Formüldeki m maddenin kütlesi, c ışık hızı, E ise enerjidir. Nükleer reaksiyonlarda, atom numarası ve kütle numarası korunmaktadır; bu durum kütlenin korunduğu anlamına gelmez. Nükleer reaksiyonlarda kütle kaybı olur. Hidrojen dışındaki bütün atomların, bir tartılan kütlesi bir de hesap edilen kütlesi vardır. Tartılan kütle, mutlak surette her zaman daha az çıkmaktadır. 57

Bu azalan miktar kadar madde, daha ilk oluşumda, hidrojen hariç tüm atomların çekirdeğinde, enerjiye dönüşmüştür. İşte bu enerji, nükleer enerjidir. Olay, saatin kurulup bırakılması gibi de değildir: Protonların birbirlerini itmemeleri için başlangıçta maddenin enerjiye dönüşmesiyle başlayan görevi, nötronlar her an sürdürmektedirler. Ayrıca var etme her an sürmektedir. 58

YALNIZ HİDROJEN ATOMUNUN ÇEKİRDEĞİNDE NÖTRON BULUNMAMASININ SEBEBİ • Nötronun görevi; birden fazla protonu bulunan çekirdeklerde, protonların birbirlerini itmesini önlemektir. • Hidrojen atomunun çekirdeğinde 1 tane proton bulunduğundan, böyle bir görev söz konusu değildir. Bu nedenle de hidrojen atomunun çekirdeğinde nötron yoktur.

PROTON VE NÖTRON SAYISI, HANGİ ATOM ÇEKİRDEKLERİNDE EŞİTTİR? • Atom numarası çift ve 20’ye kadar olan atomlarda, proton sayısı ile nötron sayısı birbirine eşittir.

NÖTRON SAYISININ; PROTON SAYISINA GÖRE DAHA FAZLA OLACAK ŞEKİLDE ARTMASININ, BELLİ BİR SINIR VE ÖLÇÜSÜ VAR MIDIR? • Atom numarası tek ve 20’ye kadar olan atomlarda nötron sayısı, proton sayısından bir fazladır. Atom numarası 20’den sonra, nötron sayısı fazlalaşarak artar. Bu artışın belli bir sınır ve ölçüsü vardır.

NÖTRON SAYISININ PROTON SAYISINA BÖLÜMÜ 1,5’U GEÇMİŞSE NASIL BİR DURUM ORTAYA ÇIKAR? • Atom numarası 20’nin üzerindeki atom çekirdeklerinde; nötron sayısının, proton sayısına göre gittikçe daha fazlalaşarak artışı, belli bir sınır ve ölçüyü geçerse kararsızlık başlar. 62

ÇEKİRDEK KARARLILIĞIYLA ATOM KARARLILIĞI KARIŞTIRILMAMALIDIR • Çekirdek kararlılığı ile atom kararlılığı; farklı hususlardır. • Atom kararlılığındaki ölçü, soy gaza benzemedir. • Çekirdek kararlılığındaki ölçü ise, n / p oranının 1,5’tan küçük olmasıdır. Doğal elementlerde oran 1’den küçük olmaz. 63

ÇEKİRDEK KİMYASI ÜNİTESİNDE KARARLI ELEMENT NE DEMEKTİR VE HANGİLERİDİR? • Kararlı element; ışın yaymayan ve bozunmayan elementtir. Nötron sayısının proton sayısına bölümünün 1,5’a kadar olduğu elementler kararlı elementlerdir. Bunlar; atom numarası 1 ile 82 arasındaki 82 elementtir. 1H’den başlar, 83Bi’ta son bulur. Sonuncu kararlı element 82Pb’dur. 64

KARARSIZ ELEMENTLER • Kütle numarası 206 olan 82Pb’dan sonraki elementler kararsızdır. • n / p oranı arttıkça ve proton sayısı yükseldikçe atom çekirdeğindeki kararsızlığın arttığı görülür. • Kararsız elementlerde n / p oranı 1,5’tan büyüktür.

• Kararsız doğal elementler 83Bi (bizmut), 84Po (polonyum), 85At (astatin), 86Rn (radon), 87Fr (fransiyum), 88Ra (radyum), 89Ac (aktinyum), 90Th (toryum), 91Pa (protaktinyum) ve kütle numarası 238 olan 92U (uranyum)’dur. •

U’den sonraki elementler sentetiktir.

KARARSIZ ELEMENTLERE KARŞI NASIL BİR ÖNLEM ALINMIŞTIR? • Kararsız 10 atom; hem çevrelerine ışın yayar hem de çekirdeklerindeki enerjiyi dışarı verir. Böylece kararlı duruma geçerler (nükleer reaktörler). Bu elementlere radyoaktif element, bu olaya da radyoaktivite denir. 67

RADYOAKTİF BOZUNMA SERİLERİ • Uranyum, toryum ve aktinyum serisi olmak üzere 3 seri vardır. Her 3 seride de atom çekirdeği, bir seri değişim sonucunda 82 protonlu olan kararlı kurşun atomu çekirdeğine dönüşür. • Her bir değişimde atomlar enerjisini dışarı verir. Enerjinin dışarı verilmesiyle atom kararlı hâle geçer. Zaten kararlı elementlerin sonuncusu kurşundur. 68

ATOM NUMARASI EN BÜYÜK KARARLI ELEMENT: KURŞUN Bazı kaynaklarda bizmut geçmektedir. Bizmut şu yönlerden olamaz: • Bizmutun n / p oranı 1,5’tan büyüktür. • Kararsız atom çekirdekleri, bir seri değişim sonucunda 82 protonlu olan kararlı kurşun atomu çekirdeğine dönüşür. Bizmutta karar kılınmaz, kurşunda karar kılınır. • Kurşun radyoaktiviteyi alır, bizmut radyasyon yayar. 69

KARARSIZ ÇEKİRDEKLERDEKİ DÖNÜŞÜM REAKSİYONLARI • • • • • •

Nötron → Proton + Elektron Proton + Elektron → Nötron Proton → Pozitron + Nötron Pozitron + Nötron → Proton Pozitron + Elektron → Gama ışını Gama ışını → Pozitron + Elektron 70

• Denklemler formüllerle yazılırsa giren ve ürünlerin, atom ve kütle numaralarının eşit olduğu görülür.

NAZZAM’IN PARTİKÜL TEORİSİ İLE İLGİLİ 12–13 ASIR ÖNCEKİ KEŞFİ • Atom teorisini ilk ortaya koyan Yunan bilginleri maddenin en küçük parçasının atom olduğunu söylerken bir İslam âlimi olan Nazzam, maddenin sonsuz denecek ölçüde parçalanabileceğini söylemiş ve günümüzün ilim adamlarından biri gibi konuşmuştur. 72

• Bugünün partikül teorisi perspektifinden atom altı parçacıklar düşünülerek bu meseleye bakıldığında Nazzam’ın 12–13 asır önce, çok derin şeyler söylemiş olduğu iddia edilebilir.

NAZZAM “MADDE, SONSUZ DENECEK ÖLÇÜDE PARÇALANABİLİR.” DEMEKLE NELERİ SÖYLEMİŞTİR? • 1. Atomun parçalanabileceğini belirtmiştir. • 2. Atom altı parçacıklara işarette bulunmuştur. • 3. Maddenin bir başlangıçtan itibaren var olduğunu ifade etmiştir. • 4. Yarı ömürden söz ettiği düşünülebilir. 74

ESİR VE ENERJİ • Atomların yapı taşı birdir. Proton, nötron ve elektronun farklı adetlerinin bir araya gelmesiyle farklı atomlar ortaya çıkar. Bunun gibi proton, nötron, elektron ve diğer atom altı parçacıklar da aynı yapı taşının farklı adetlerinin bir araya gelmesiyle ortaya çıkar. Buz ile su buharının birleşmesinden su oluşabilir. Bunun gibi atom içinde de birleşme, dönüşüm ve eşitlik gerektiğinde olur. 75

• Bu birleşme, dönüşüm ve eşitlikler çekirdek tepkimesidir. Bu durum bize hem esir maddesinin enerji ile ilgili olduğunu ispat eder. Hem de atomdaki taneciklerin yapı taşının aynı olduğu konusunda fikir verir. • Bu birleşme, dönüşüm ve eşitliklerden bazıları şunlardır: Proton + Elektron → Nötron Nötron → Proton + Elektron 76

• Esirde tabir caiz ise büyük bir enerji olduğu düşünülüyor. • Kandiller bir zaman zeytinyağı ile yakılır. Sonra petrol ve elektrik enerjisi devreye girer. Petrolün devrinin bitmesi yakın görünüyor. Yer ve gök hazinelerinin üstündeki perdenin kalkacağı ve yeni enerji kaynaklarının açılacağı bir dönem beklenmektedir. O dönemin ulaşım vasıtaları temiz enerjiyle veya enerjiye bile lüzum görülmeden çalışacaktır. 77

KUARK ADIYLA BİLİNEN ATOM ALTI PARÇACIKLAR VE NÜKLEER KUVVET • Kuarklar; proton ve nötronları oluştururlar. • Kuark adı verilen partiküller de çiftler hâlindedir: Yukarı kuark–aşağı kuark, üst kuark–alt kuark, tuhaf (garip) kuark–tılsım kuark.

• Kuarklar; hem elektromanyetik kuvvet, zayıf kuvvet ve nükleer kuvvetin ortaya çıkmasına sebeptir hem de bunların etkilerini duyarlar. • Kuarklar belki de esirdir.

MADDENİN ZIT EŞİ (ANTİ MADDE) VE ENERJİ • Bildiğimiz atoma karşılık olarak çekirdeği negatif, elektronu pozitif (pozitron) olan atomlar da vardır. Bu atomlardan oluşan madde; maddenin zıt eşi veya anti madde olarak adlandırılır. • Sebepler dünyasında her şeyin çift yaratılmış olmasını, anti madde ile evren bazında da görmüş oluyoruz. 80

• Madde, enerjinin yoğunlaşmış şekli olarak da tarif edilebilir ve tekrar enerjiye dönüşebilir. • Fisyon ve füzyon reaksiyonlarında, kütlenin binde bir, on binde bir gibi çok küçük bir kısmı enerjiye dönüşür. Geri kalan kısmından ise başka element oluşur. • Anti madde, kuantum mekaniğinin en sırlı konularındandır. • Dünyada anti madde yoktur. 81

• Anti maddenin varlığı CERN’de tanecik hızlandırıcılarda ortaya konulmuştur. Atom altı parçacıkların ışık hızına yakın hızda parçalanmasıyla CERN’de çok küçük miktarda bir görünüp bir kaybolan anti madde ispatlanmıştır. • Anti madde bazı yıldız sistemlerinde bulunmaktadır. • Evren var edildiğinde, eşit miktarda madde ve anti maddenin yaratıldığı tahmin edilmektedir. 82

ANTİ MADDE NİÇİN BİR GÖRÜNÜP BİR KAYBOLUR? (DÜNYADA ANTİ MADDE NEDEN YOKTUR?) • Beta bozunmasında, nötron protona dönüşür ve dışarıya bir elektron ile bir anti nötrino denilen tanecik neşrolunur. Nötron → Proton + Elektron + Anti nötrino • Bazı nadir izotoplarda ise çift beta bozunması görülür. 83

• Çift beta bozunmasında, nötronların ikisi birden aynı anda bozunur. İki protona dönüşür. Bu esnada iki elektron ile iki anti nötrino yayılır. • Çift beta bozunmasının farklı bir versiyonunda ise anti nötrino oluşmaz. • Beta bozunmasında dışarıya bir anti nötrino neşredilir. Çift beta bozunmasında ise dışarıya iki anti nötrino neşredilir. Bu; bir nötronda bir anti nötrino bulunduğu anlamına gelir. • 2Nötron → 2Proton + 2Elektron 84

• Çift beta bozunmasının farklı versiyonunda oluşan anti nötrino çekirdekten dışarı çıkamadan, çekirdekteki bir başka nötron tarafından absorbe edilir. Bizim bunu gözlemimiz, anti nötrinonun bir görünüp bir kaybolması şeklinde olur. Buna, anti nötrinonun gizlenmesi de diyebiliriz. Dünyada anti maddenin olmayışı, anti maddenin gizlenmesinden dolayı olabilir. Şayet böyleyse; nötronun yapısında gizlenmiş anti nötrino maddenin temel parçacıkları arasında ayrı bir yer alacaktır. 85

• Anti madde, tanecikler arasında müstakil olarak mevcut değildir. • Anti madde, evrenin başlangıcında yüksek sıcaklık şartlarında mevcuttu.

DÜNYADA NİÇİN ANTİ MADDE YOKTUR? • Anti madde ile madde birbirine temas ettiğinde her ikisi de büyük bir enerji açığa çıkararak ortadan kaybolurlar. • Madde ile anti madde karşılaştığında; maddenin %100’ü enerjiye dönüşür. Bu, patlayan bir hidrojen bombasının bıraktığının, 143 katı fazla enerji demektir. • Şayet dünyada anti maddenin gizlenmesi olmasaydı, dünya olmayacaktı. 87

ELEKTRON İLE POZİTRON BİRBİRİNİN ANTİ MADDESİDİR • Elektron ve pozitron arasındaki temas neticesinde, 511000 elektron volt (eV) gibi enerjiye sahip gama ışınları meydana gelir. • e elektron, V ise volt demektir. eV elektron volt olarak okunur. Bazı kitaplarda elektro volt olarak geçmektedir. Doğrusu elektron volttur. 88

• Gama ışını, enerjisi en yüksek ışındır. • Elektronun (madde) atom numarası –1, kütle atom numarası 0’dır. Pozitronun (anti madde) atom numarası +1, kütle atom numarası 0’dır. • İkisini topladığımızda atom numarası da kütle atom numarası da 0 olan gama ışını oluşur ve enerji açığa çıkar.

KARANLIK ENERJİ VE KARANLIK MADDE • Bir görüşe göre de bilinmeyen % 96’nın; % 70’i karanlık enerji, % 20’si ise karanlık maddedir. • Evrendeki maddenin sadece % 4’ünün ne olduğu bilinmektedir. • Varlığın gözlemlediğimiz kısmı; bütününe göre çok azı, ufak bir parçasıdır. 90

FOTON (IŞIK PARÇACIĞI), GÜNEŞTEKİ ENERJİYİ DÜNYAYA TAŞIR • Foton, evrenin en hızlı parçacığıdır. Kütlesiz ve elektrikçe yüksüzdür. Saniyede 300 milyon km yol alır. • Fotonun görevi, güneşteki enerjiyi dünyaya taşımaktır. • Elektromanyetizmanın taşıyıcısıdır. • Elektrik yüklü parçacıklar üzerine etkir. 91

FOTON GÜNEŞİN MERKEZİNDE VAR EDİLİR • İlk var edildiği yer, güneşin merkezidir. Güneşin merkezindeki sıcaklık 15 milyon °C’tır. • Güneşin merkezinde var edilen her bir foton ilk başta yüksek enerjiye sahiptir. • Fotonlar güneşin merkezindeki çarpışmalar sonucunda soğur. Böylece farklı özellikte, düşük enerjili birçok değişik foton meydana gelir. 92

• Güneşten çıkan foton, yaklaşık 8,5 dakikada dünyaya ulaşır. • Foton çeşitlerinden zararlı olanları, dünyamıza ulaşamaz. Ozon tabakası, bunları tutmakla görevlidir. • Güneşte füzyon sonucu 4 adet hidrojen çekirdeğinden, 1 adet helyum çekirdeği oluşur ve 2 adet pozitron meydana gelir. Böylece her saniye 564 milyon ton H (hidrojen) elementi, He (helyum) elementine dönüşmüş olur. 93

• Bu dönüşüm esnasında güneş, her saniye kütlesinden E=mc2 formülüne göre 4 milyon ton kaybeder. • Bu azalan kütle enerjiye dönüştürülür. • Güneş enerjisi hâlinde dünyamıza gelir. • Foton ve nötrinolar da böylece meydana gelir. • Foton adı verilen parçacıklara da atom altı parçacık denebilir. Fotonlar çeşitlidir. 94

NÖTRİNO VE ENERJİ • Nötrino atom altı parçacıklardandır. • Nötrino da; fotonlar gibi, güneşte, hidrojenin helyuma dönüşmesi anında, maddenin enerji karşılığı olarak meydana gelir.

ÇEKİRDEK KUVVETİ, GLUON (GULON) TARAFINDAN TAŞINIR • Atomun yapısında gluon adı verilen parçacık da belirlenmiştir. • Şiddetli çekirdek kuvveti, gluon diye bilinen sekiz parçacık tarafından taşınır. • Kütlesiz ve elektrik yüksüzdür. • Elektromanyetik kuvvet ve zayıf kuvvete karşı duyarsızdır. 96

LEPTON • Çekirdek kuvvetinden etkilenmez. • Yalıtılmış bireyler olarak gözlemlenir.

MUON ADIYLA BİLİNEN ATOM ALTI PARÇACIK • Uzaydan dünyaya gelen muon adı verilen parçacıklara da atom altı parçacık denebilir.

TAKYON (TACHYON) VE ENERJİ • Takyon, Latincede “çok hızlı” demektir. • Takyonlar ışıktan hızlı, kütlesi eksi, boyutları sıfırdan küçük olan atom altı parçacıklardır. • Takyonların keşfi, enerjinin ışıktan hızlı gidebileceğini göstermiştir. 99

MADDE NAKLİ OLMASI İÇİN İZAFİYET (RÖLATİVİTE=GÖRELİLİK) TEORİSİNİNİN GEÇERLİLİĞİNİ YİTİRMESİ Mİ GEREKİR? • Cisimlerin hareket ettikleri yönde boylarından kaybedeceklerini ve ışık hızına erişince de yok olacaklarını belirtmiştik. 100

• Einstein’ın izafiyet teorisine göre ise, ışık hızına erişen bir cismin kütlesi sonsuz oluyordu. Günümüzde böyle olmadığı ortaya çıkmıştır. Işık hızının aşılmasıyla, kütlenin sonsuz olmadığı ispat edilmiştir.

101

ATOMUN YAPISINDAKİ ÇEKİMLER • Atom yapısında, her şey zıddıyla dengelenmiştir: a) Protonların birbirini itmesi nükleer kuvvetle (bağlanma enerjisi) dengelenmiştir. b) Elektronların birbirini itmesi zıt spinli dönüşle dengelenmiştir. c) Protonla elektronun birbirini çekmesi merkezkaç kuvvetiyle dengelenmiştir. 102

• Atomun yapısında eşit sayıda proton (+) ve elektron (–) olmasıyla denge sağlanmıştır. • Proton ile elektron birbirini çeker. Elektrondaki merkezkaç kuvveti bu çekimi zıt yönde dengeler. • Elektronlar, atom çekirdeği etrafında ikişerli dolanırlar. Biri saat yönünde, diğeri ise saat yönünün tersi yönde döner. Böylece elektronlar da, kendi aralarında eşlenmiştir. 103

• Kainatın herhangi bir noktasında bir partikül yaratılınca onunla birlikte zıt ikizi de meydana gelir. Elektronun zıt ikizi pozitron, protonun zıt ikizi anti proton, nötronun zıt ikizi anti nötron, nötrinonun zıt ikizi anti nötrinodur. • Proton ve nötronun meydana geldiği kuark adı verilen partiküller de çiftler hâlindedir: Yukarı kuark–aşağı kuark, üst kuark–alt kuark, tuhaf kuark–tılsım kuark. 104

• Bildiğimiz atomun yapısına karşılık olarak; çekirdeği negatif, elektronu pozitif olan atomlar da vardır. Bu atomlardan oluşan madde; maddenin zıt eşi veya anti madde olarak adlandırılır. Anti madde bazı yıldız sistemlerinde bulunmaktadır. • Elektriğin de pozitif ve negatif olmak üzere iki cinsi vardır.

105

PROF. DR. PAUL DİRAC (1902–1984) VE UCUZ ENERJİ ÜRETİMİ • Prof. Dr. Paul Dirac, fizik profesörüdür. • Prof. Dr. Paul Dirac, esir maddesinin kabul edilmesi sonucunda ilmî görüşlerde yeni değişiklikler olacağını ve ucuz enerji üretiminde faydalar elde edileceğini belirtmiştir. 106

• Prof. Dr. Paul Dirac, her yanı kaplayan ve hareket eden bir tanecik denizinden söz etmiştir. • Prof. Dr. Paul Dirac, 1933'te Schrödinger ile beraber Nobel Fizik Ödülü almıştır.

107

DR. FRANK M. MENO (1934– ….) VE ENERJİ • Pittsburgh Üniversitesi'nden Dr. Frank M. Meno adlı bilim adamının esir maddesiyle ilgili hipotezi vardır. Dr. Meno, esir üzerindeki çalışmalarına 1961 yılında başlamıştır. 1990 yılında Kanada'da "Physics Essays" isimli uluslararası bir dergide esirle ilgili yazısı yayımlanmıştır. 108

• Dr. Meno'nun teorisine göre; gyron (jayron) denilen atom altı parçacık esir maddesinin temelini teşkil eder. Gyron küresel değildir. İki ucu sivri ve ortası dar bir kalem şeklindedir. Kâinatta her şey bu maddeden ve bu maddenin dinamiğinden ibarettir. Bir adet atomda yaklaşık 1020 gyron vardır. Dolayısıyla evrenin en küçük parçacığı gyrondur. Dr. Meno‘ya göre; esirin uygulama alanları ileride; telepati, düşünce akışı, iletişim, enerji kontrolü, tıbbi tedavi gibi alanlar olacaktır. 109

ESİRLE İLGİLİ KEŞİF VE BULUŞLAR, ENERJİ PROBLEMİNİN ÇÖZÜLMESİNDE YENİLİK GETİRECEKTİR • Kimyacılar ve fizikçiler esir maddesine özel bir önem vermelidirler. Esirle ilgili keşif ve buluşlar, enerji probleminin çözülmesinde yenilik getirecektir. 110

• Yerlerin ve göklerin insanlık için bütün hazinelerini açması belki de bu yolla olacaktır...

111

SENTETİK RADYOAKTİF İZOTOPLARIN KULLANIMI • Sentetik izotoplar, radyoaktiftir. Belirli bir dozajı geçerse, kansere sebep olur. • Radyoaktif olan 60Co sentetik izotopu, ambalajlı gıdaların ışınlanmasında kullanılır. Işınlamadaki radyoaktif madde belirli bir limiti geçerse, alet otomatik olarak durur. Bu amaçla eskiden 60Cs de kullanılırdı, kanser riski fazla olduğundan artık kullanılmamaktadır. 112

• Radyoaktif olan 14C sentetik izotopu eskiden, ağaçların ve fosillerin yaşının tayininde kullanılırdı. Bulunan sonuçların yanlış olduğu belirlendiğinden günümüzde terk edilmiştir. Güvenilir bir metot olmadığı açığa çıkmıştır. • 99Tc, 201Tl, 67Ga, 111In, 123I sentetik izotopları da radyoaktiftir ve sintigrafi çekimlerinde kullanılır. • 131I ve 60Co sentetik izotopları da radyoaktiftir, kanser tedavisinde kullanılır. 113

• “Sentetik izotoplar bilimde hiçbir şekilde ve hiçbir alanda kullanılmamalıdır.” diyen ilim adamları çoktur. • “Kanserden öldü.” denilen hastaların çoğu kanserden değil, kanser ilaçlarının yan etkisinden ölmektedir. • Sentetik izotop vb. ilaçlarla son derece riskli olan kanser tedavi yolları denenmektedir. Gelecekte bir kısım antikorların üretilmesiyle kanser tedavisinde daha başarılı olunacaktır. 114

• Radyoaktif sentetik izotopların ve radyoaktif ışınların kansere karşı kullanımı önümüzdeki günlerde terk edilecektir. Böylece hastalar günümüzün kanser ilaçlarının ölümcül bile olabilen yan etkisinden kurtulacak ve zarar görmeyeceklerdir. Kanser hastalığı, insanlığın korkulu rüyası olmaktan çıkacaktır.

115

2. YAPAY ÇEKİRDEK REAKSİYONLARI, FİSYON VE FÜZYON

116

FİSYON (BÖLÜNME) • Büyük kütleli çekirdeklerin; genelde birbirine yakın kütledeki iki çekirdeğe ayrışmasıdır. Bu olayda çok büyük enerji açığa çıkar. Nükleer santrallerde bu reaksiyonlarla enerji üretilir. Atom bombasında açığa çıkan enerji de, kontrolsüz fisyon sonucundadır.

117

FÜZYON (BİRLEŞME) • Küçük kütleli çekirdeklerin birleşerek büyük kütlede çekirdeğe dönüşmesidir. Bu olayda fisyondan çok daha büyük enerji açığa çıkar. Güneş’teki enerji, füzyon ile ortaya çıkar. Hidrojen bombasında açığa çıkan enerji de, kontrolsüz füzyon reaksiyonu neticesindedir.

118

FİSYON VE FÜZYON OLAYLARINDA KULLANILAN MADDENİN NE KADARI ENERJİYE DÖNÜŞÜR? • Fisyon ve füzyon reaksiyonları, kütlenin binde bir, on binde bir gibi çok küçük kesirlerinin enerjiye dönüşmesi demektir. Geri kalan kısmı başka elemente dönüşür.

119

FÜZYON NİÇİN GERÇEKLEŞTİRİLEMEZ? • Füzyon, güneşte 15 milyon °C’ta gerçekleşir. • Füzyon için dünyada 100 milyon °C’lık sıcaklık gerekir. Çünkü, dünyadaki basınç güneştekinden daha düşüktür. • Bu sıcaklığa erişilebilmesi mümkün değildir. 120

ATOM BOMBASININ BULUNDUĞU ÜLKELER • • • • • • • •

PAKİSTAN HİNDİSTAN ÇİN TÜRKİYE AMERİKA İSRAİL KAZAKİSTAN FRANSA 121

• • • •

İNGİLTERE LİBYA* KUZEY KORE** GÜNEY AFRİKA*** * 1993 yılında nükleer silah programına son verdiğini açıkladı. ** Şubat 2005’te atom bombasının olduğunu açıkladı. Haziran 2008’de de atom bombası kulelerini yıktığını dünya kamuoyuna televizyon ekranlarından gösterdi. *** 1990’da nükleer silah reaktörünü söktüğünü açıkladı, İsrail ile beraberdi. 122

GÜNEŞTE HER SANİYE 4 MİLYON TON MADDE NÜKLEER ENERJİYE DÖNÜŞÜR • Güneşte her saniye 564 milyon ton H (hidrojen) elementi, He (helyum) elementine dönüşür. • Bu esnada güneş, her saniye kütlesinden E=mc2 formülüne göre 4 milyon ton kaybeder. 123

• Madde, nükleer enerjiye dönüşmüş olur. Güneş enerjisi hâlinde dünyamıza gelir. • Bu nükleer enerji, güneşteki füzyondur. Çekirdek birleşmesi veya çekirdek kaynaşması da denir. • Belli bir zaman sonra güneşteki hidrojenin tamamı helyum hâline dönüşecektir. Güneş soğuyarak ölecektir. Bu da dünyadaki hayatın sonu olacaktır. • Her an güneşte yeni bir keyfiyet meydana gelmektedir. Var etmenin her an olduğu güneşte apaçık görülmektedir. 124

URANYUM ELEMENTİNDEN AÇIĞA ÇIKAN NÜKLEER ENERJİ MİKTARININ HESAPLANMASI (İLİMLERİN ORTAYA ÇIKIŞI) • Uranyumun yakıt olarak kullanıldığı bir fisyon olayında cereyan eden kanunlardan örnek verelim: Şayet bu kanunlar konulmasaydı ilimler meydana gelemeyecekti. 125

• Çok küçük bir zaman diliminde ne kadar zincirleme reaksiyon olacağı ve ne kadar enerji açığa çıkacağı bellidir. Böyle bir prensip olmasaydı ne atom bombasından ne de nükleer santrallerden söz edilebilirdi. İşte bu ve benzeri sabit kanunlar sayesindedir ki fiziğin, kimyanın, astronominin sabit birer hakikat olduğundan bahsedilebilmekte ve onlarla sabit sonuçlara varılabilmektedir. 126

• Her konu gibi bu da icraata perde olmuştur. Zamana tabi olmadan kısa bir zamanda da olabilirdi. Ancak sebepler dairesinde şu kadar güce sahip olan ve şu kadar bir kuvvetle merkez tarafından çekilen ve şu kadar merkezkaç durumu olan, şu kadar hidrojen atomu, şu kadar helyuma dönecektir şeklinde bazı prensipler hayatın devamı ve ilimlerin ortaya çıkması için konmuştur. 127

ÇEKİRDEĞİNDE NÜKLEER ENERJİ BULUNMAYAN TEK ELEMENT OLMASINA RAĞMEN EN BÜYÜK ENERJİ KAYNAĞI: HİDROJEN (H2) 128

PERİYODİK CETVELİN İLK ELEMENTİ OLAN HİDROJENE BENZEMEK (KENDİNİ SIFIRLAMAK) • Atomlardan yalnız hidrojen atomunun çekirdeğinde nükleer enerji (bağlanma enerjisi) yoktur. Buna rağmen bütün enerjilerin kaynağı olmuştur. 129

• Hidrojen hariç diğer bütün atomların çekirdeklerinde nükleer enerji vardır. • Bu enerji, nükleer isminden de anlaşılacağı gibi çok büyük bir enerjidir. Maddenin enerji karşılığıdır, çekirdekte saklıdır. • Atom bombası veya nükleer santrallerde açığa çıkan enerji, çekirdekte saklı olan bu enerjinin dışarı çıkmasıdır.

130

• Hidrojen atomunun çekirdeğinde yalnız bir adet proton olduğundan, protonların birbirini itmesi diye bir şey söz konusu olmadığından, böyle saklı bir nükleer enerjinin çekirdekte bulunması gereksiz bir iş olacaktı. • Zaten abes ve hikmetsizliğin çekirdeğin içine girmesi düşünülemezdi. • Bu nedenle de hidrojen atomunun çekirdeğinde nükleer enerji yoktur. 131

• SORU: O hâlde güneşte hidrojenin helyuma dönüşmesinde açığa çıkan enerji, çekirdekte enerji bulunmadığına göre nereden çıkmaktadır? • CEVAP: Bu enerji, maddenin enerjiye her an dönüştürülmesiyle anında açığa çıkan enerjidir. • Biz de hidrojen atomunu örnek alıp, kendimizi sıfırlayıp, etrafımıza enerji kaynağı olmalıyız. • Yok yoksa var olur. 132

EN KÜÇÜK ATOM: Hidrojen EN BÜYÜK ATOM: Uranyum HİDROJENİN ENERJİSİ (FÜZYON), URANYUMUN ENERJİSİNDEN (FİSYON) DAHA FAZLADIR. FÜZYON GÜNEŞTEDİR, FİSYON İSE NÜKLEER SANTRAL, NÜKLEER LABORATUVAR VEYA ATOM BOMBASINDADIR. 133

EN İSTİKRARLI (KARARLI) ATOM: Hidrojen EN İSTİKRARSIZ (KARARSIZ) ATOM: Uranyum

134

3. AKTİFLİK, RADYOAKTİF IŞINLARIN SAYIMI VE SAĞLIĞA ETKİSİ

135

DOĞAL RADYOAKTİF ELEMENTLERİN ZARARI VAR MIDIR? • Her elementin izotoplarının yüzde oranları bellidir. Bu oran, dünyanın her yerindeki her bir parça aynı element için değişmez. • Doğada bulunan bu elementlerin radyoaktif izotoplarının etrafı radyoaktif olmayan izotoplarla sarılıdır. Bu sebeple insana zarar vermezler. • 238U atomları, 235U ile sarılıdır. 136

FEN VE TEKNİK, İNSANLIĞI DÜŞÜNME İLE KALP VE VİCDAN DUYARLILIĞINI DA BERABERİNDE GETİRMELİDİR • Einstein, atom çekirdeğindeki saklı nükleer enerjiyi enerji ihtiyacını karşılamada kullanmayı düşünürken, atomu bir canavara kaptırdığını ancak Hiroşima ve Nagazaki’nin yerle bir olmasından sonra anlayabilmiştir. 137

• Ağlayarak Japonyalı bilgin dostundan özür dilemiştir. Bu özür çok geç kalmış ve iş işten geçtikten sonraki bir özürdür. • Nükleer enerjinin, enerji ihtiyacımızın giderilmesi, aydınlatma, ısıtma, çeşitli araçların ve fabrikaların çalıştırılması vb. yerlerde kullanılınca yararlı olacağı malumdur; sorumsuz ve acımasız bir kısım Batılı elinde akıl ve vicdanın kontrolünden çıkınca, insanlığın yararına olmamış, zararına olmuştur. 138

• 1945 yılında Hiroşima ve Nagazaki’ye atılan atom bombası, büyük bir alanı senelerce yaşanmaz hâle getirmiştir. Japonya’da dev şehirlerin yerle bir olmasına, 80 000’i anında olmak üzere 300 000’den fazla insanın ölümüne sebep olmuştur. Atom bombasının zararlı radyoaktif etkileri hâlâ devam etmektedir. • Günümüzde de tehdit unsuru ve tedbir unsuru olarak değişik ellerde tutulmaktadır. 139

• İnsanın bir görevi de; maddeye hükmetmektir, atom çekirdeğindeki nükleer enerjinin ne için var edildiğini idrak etmektir. • İnsanın keşfettiği nükleer enerji; atom çekirdeğinde saklı bulunan ve var olan bir nükleer enerjidir. • Çernobil faciasının; bizi nükleer enerjiden vazgeçirmek için bir tertip olduğu, kasten meydana getirildiği, suikast olması ihtimali vardır. Bu yüzden, uyanık olmalıdır. 140

• Şayia, aldatmaca ve maksatlı olan nükleer kaza riski ile atom bombasından korkup, nükleer enerjiden vazgeçmemelidir. • Korkulacak konu; uyuşukluk ve tembellik yapıp nükleer santral ve nükleer laboratuvar kurmamaktır. • Atılan atom bombasının tahribatı ve Çernobil’deki nükleer kaza gibi nükleer enerjinin bir kısım zararları, bizi nükleer enerjiden vazgeçirmemelidir. 141

• Çernobil, dışa sızandır. Duyurulmayan başka sızmalar da olmuştur. • Fayda–zarar analizi yapıldığında işin doğrusu; insanın, nükleer enerjiyi genel olarak ele alması ve ortaya çıkan olumsuz durumlardan başta kendini, sonra da atom çekirdeğinde saklı bulunan nükleer enerjiyi suiistimal edenleri kınamasıdır. • Bu nedenle, bilimsel çalışmalarımızı hızlandırarak bir an önce ve zamanı gelince toryum reaktörünü kurmalıyız. 142

• Bu bakımdan insan unsurunun iyi eğitilmesi gerekir. • Akıl ve düşünce prensipleri üzerine oturtulan fen ve teknik, insanlığı düşünme ile kalp ve vicdan duyarlılığını da beraberinde getirebilmelidir.

143

1 MART 1954 GÜNÜ BİKİNİ ATALÜ ÜZERİNDE PATLATILAN HİDROJEN BOMBASI • 1 döteryum atomu çekirdeği ile 1 trityum atomu çekirdeği birleştirilmiştir; 1 helyum atomu çekirdeği ile 1 nötron meydana gelmiş ve enerji açığa çıkmıştır. Birleşme için gerekli olan 15 milyon °C’lık sıcaklık 235 U izotopunun fisyonundan sağlanmıştır. 144

ATOM HARBİNİN MORFİNLE ÖNLENMESİ • Morfin, atom şokundan olan ölümü önler. • Amerika, Türkiye’deki alkaloit fabrikalarını senelerce bloke etmiş ve morfin stoklamıştır.

145

NÜKLEER SANTRAL ATIKLARI • Yanmış yakıt, 10 sene yüksek sıcaklık ve basınca dayanıklı havuzda muhafaza edilir. Bu suretle radyoaktivitenin % 99’u ölmüş olur. • Kalan % 1’i plütonyumdur. Plütonyumun yarı ömrü 24 000 yıldır. Yenilse bile zararı olmaz. Plütonyum çeşitli şekillerde değerlendirilebilir veya depolanabilir. • Plütonyum atığı, tekrar yakıt olarak kullanılabiliyor; yapay elementtir. 146

SOĞUTMA SUYU NEDENİYLE NÜKLEER ENERJİYE KARŞI ÇIKMAK DOĞRU MUDUR? • Entropi kanunu öğretisi; açığa çıkan enerjiyi değerlendirmeyi, en faydalı hâlde muhafaza etmeyi ve israf etmemeyi gerekli kılmaktadır. Bu doğrudur. • İtiraz edenler; su buharının, suya dönüştürülmesi esnasında kaybolan enerjiye itiraz etmektedirler. 147

• Bu ise (soğutma suyu nedeniyle kaybolan enerji) ihmal edilebilir boyuttadır. • Bu nedenle, bu konuyu bahane ederek nükleer enerjiye karşı çıkmak yersizdir. • Temennimiz ileride bu israfın da önüne geçilmesidir.

148

NÜKLEER SANTRALİN ÇEVREYE ZARARI YOKTUR • Evde veya iş yerinde otururken bile bir nükleer santralin çevreye yaydığı radyasyondan 460–470 misli daha fazla radyasyona maruz kalınır. Reaktörün yanı başına oturulsa dahi bu kadar radyasyon olmaz. • Dünyanın her tarafında uranyum vardır. 149

• Uranyum zamanla bozunup radona dönüşür veya başka bir element uranyuma dönüşür. Radon gazı her yerden geçer. Sürekli etki hâlindeyiz. Bunlar doğal ve faydalı olaylardır. • Kozmik ışınlarla gelen radyasyon, nükleer reaktörle gelenden 120 kat daha fazladır. • Nükleer santraller, kaza durumunda ısınınca kendi kendini kapatıp zincirleme reaksiyonu kapatacak şekilde tasarlanmıştır. 150

• Soğutma suyu nedeniyle kaybolan enerji ve dünyanın ısı dengesinin bozulması abartıdır ve ihmal edilebilir boyuttadır. • Nükleer kaza riski ve çevreye zarar konusu ve iddiaları ya kasıtlıdır ya da cahilliğe bağlı abartılardır. • Bu konuları bahane ederek nükleer enerjiye karşı çıkmak bu nedenlerle yersizdir. 151

NÜKLEER ENERJİYE KİMLER KARŞI ÇIKIYOR? • Nükleer enerjiye karşı olanlar ya nükleer enerji sorunsalını bilmeyenlerdir ya da ajanlardır. • Çoğunluğu iyi niyetli, dürüst ve idealist insanlardan oluşan bazı kişiler çevreye zarar zannıyla nükleer enerjiye karşıdırlar. Bunlar nükleer enerjiyi araştırdıklarında, cahilliklerinden karşı çıkmış olduklarını anlarlar. 152

• Nükleer enerjiye karşı çıkanların içlerinde azınlık da olsa dünyayı yöneten petrol lobisinin içimizdeki ajanları ile Türkiye’nin birinci sınıf devlet olmasını istemeyen çevrelerin ajanları vardır. • Nükleer enerjiye karşı çıkma işi genelde çevre koruması adı altında gerçekleştirilmektedir. Çevre koruma kuruluşlarının içlerine de az da olsa ajanlar girmiştir. 153

Uluslararası Atom Enerji Ajansı (UAEA) • İngilizcesi “International Atomic Energy Agency” olup “IAEA” kısaltmasıyla gösterilmektedir. • Nükleer enerjinin barışçıl amaçlarla kullanılmasını ve planlanmasını sağlamak, nükleer güvenlik için gerekli standartları hazırlamak amacıyla 1957 yılında kurulmuştur. 154

• 2005 Nobel Barış Ödülü, Uluslararası Atom Enerji Ajansı (UAEA)’nın Mısırlı başkanı Muhammed El Baradey'e verilmiştir. • Merkezi Avusturya’nın başkenti Viyana’dadır. • Birleşmiş Milletler bünyesinde faaliyet göstermektedir.

155

TÜRKİYE ATOM ENERJİSİ KURUMU (TAEK) • Türkiye'de nükleer ve radyasyon güvenliğinden sorumludur. • 1956 yılında Ankara’da nükleer faaliyetler yapma yetkisiyle kurulmuştur. • Doğrudan Başbakan’a bağlı olan bir devlet kuruluşudur. • Nükleer enerjiyle ilgili araştırma, düzenleme, denetleme ve çalışma yapar. 156

• Çekmece nükleer araştırma ve eğitim merkezi, Türkiye Atom Enerjisi Kurumu'na bağlı olarak İstanbul'da Küçükçekmece gölü kıyısında kurulan nükleer araştırma merkezidir. Kısaca ÇNAEM olarak adlandırılan bu merkez 1962 yılında kurulmuştur. • Çekmece’de bulunan nükleer yakıt pilot tesisi ve iki adet araştırma reaktörü günümüzde atıl durumdadır. 157

• Geçmiş yıllarda Çekmece’de tıp ve endüstride kullanılmak üzere radyoaktif sentetik izotop üretilmiştir. Ayrıca uranyum yakıtı ile ilgili test mahiyetinde araştırma çalışmaları yapılmıştır. • TAEK Başkanı, Okay Çakıroğlu’dur. • Türkiye Atom Enerjisi Kurumu’nun geçmiş yıllardaki Başkanı Ahmet Yüksel Özemre (1935–2008) nükleer enerji konusunda dünya çapında önemli bir isimdir. 158

• Profesör Doktor Ahmet Yüksel Özemre’nin “Çernobil Komplosu” adlı kitabı meşhurdur. • ABD’nin Küresel Nükleer Enerji Ortaklığı (Global Nuclear Energy Partnership – GNEP) projesi kapsamında ABD ve Türkiye beraber çalışmaktadır.

159

NÜKLEER ENERJİ POLİTİKAMIZ • Türkiye’deki uranyum ve toryum rezervlerinin uluslararası tröstlerce ele geçirilmeye çalışılabileceği unutulmamalıdır. Nükleer santral inşa etmeye talipmiş gibi gözüken yerli firmalardan bazılarının da yabancıların taşeronu olabileceği göz ardı edilmemelidir. Yakın geçmişimizde, bor madeninde bu tür durumlar yaşanmıştır. 160

• Belki de bu tür ayak oyunlarından dolayı nükleer reaktör inşası gecikiyordur. • Uranyum ve toryum devlet tarafından çıkartılmalıdır ve işlenmelidir. Nükleer santrali devlet inşa etmelidir. Yerli sermayeye dayalı toryum veya uranyum santrali kurmalıyız. Nükleer santral, özel sektöre işlettirilmemelidir; devlet işletmelidir. Nükleer santral devletin işidir, özel sektörün işi değildir. 161

• Devletin patron olduğu güvenilir özel sektör, kontrollü kabul edilebilir. • Uranyum ve toryum Türkiye için stratejik öneme sahiptir. Ülkemizi ilerilere götürecek kaynaklardandır.

162

4. RADYOAKTİF MADDELERİN KULLANIM ALANLARI

163

ZENGİNLEŞTİRİLMİŞ URANYUM • Uranyumun 235U ve 238U olmak üzere iki izotopu vardır. Uranyum bileşiklerinde doğal olarak 235U izotopu % 0,7 oranında bulunur. 238U izotopu ise % 99,3 oranında bulunur. Nükleer enerji elde edilmesinde uranyum bileşikleri yakıt olarak kullanılır. • Önce zenginleştirme işlemi yapılmalıdır. • Nükleer enerji 235U’ten elde edilir. 164

• Zenginleştirme; uranyum bileşiklerindeki % 0,7 olan 235U izotopu oranının arttırılmasıdır. • Uranyumun nükleer santrallerde yakıt olarak kullanılabilmesi için, zenginleştirme oranı; % 2 – % 5 arasında olmalıdır. • Nükleer araştırma laboratuvarlarında % 80 oranında zenginleştirme olmalıdır. • Atom bombasında zenginleştirme % 90 oranında olur. 165

DOĞAL URANYUM BİLEŞİKLERİ • U3O8 (UO2+2U3O8) • UCl4 • UF6 • UCl6 • KUF5 • UO2 • UO3 • UF5

166

NÜKLEER ENERJİ SANTRALİNİN KISIMLARI

• • • •

Nükleer reaktörlerde başlıca dört büyük bölüm vardır. Fisyon reaktörü Su kazanı Buhar türbini Jeneratör 167

FİSYON (BÖLÜNME, PARÇALANMA) • Bir atom çekirdeğine bir nötron taneciğinin çarpmasıyla kararsız iki atom çekirdeği oluşur. Bu arada üç tane nötron ve enerji açığa çıkar. Açığa çıkan nötronlardan her biri başka bir çekirdeğe çarparak yeni kararsız çekirdeklerin oluşmasına ve yeni nötronlarla enerjinin açığa çıkmasına sebep olur. 168

• Bu olay zincirleme devam eder. Fisyonla açığa çıkan bu enerji, nükleer reaktörlerin ve atom bombasının temelini oluşturur.

169

FİSYON REAKTÖRÜNÜN KISIMLARI

• • • •

Fisyon reaktörü, başlıca dört kısımdan meydana gelir. Reaktörün kalbi Nötron yavaşlatıcı Soğutucu Kontrol çubukları

170

ATOM BOMBASINDAKİ FÜSYON İLE NÜKLEER REAKTÖRDEKİ FİSYONUN FARKI • Atom bombasında fisyon maddeleri küçük bir hacim içinde toplanmıştır ve fisyon tepkimesi aniden, patlamayla, yıkım gücü yüksek ve kontrolsüz olarak gerçekleşir. • Nükleer reaktörde ise fisyon tepkimesinin hızı yavaşlatılmıştır. Böylece kontrollü bir şekilde nükleer enerji elde edilmiş olur. 171

NÜKLEER REAKTÖRÜN ÇALIŞMA PRENSİBİ • Yavaşlatılmış ve kontrollü fisyon tepkimesiyle ısı açığa çıkar. • Açığa çıkan ısı, suyu buharlaştırır. • Su buharı, buhar türbinini çevirir. • Buhar türbini, jeneratörü çalıştırır. • Jeneratörde de, elektrik enerjisi üretilir.

172

NÜKLEER SANTRAL • 31 ülkede 449 nükleer santral işletiliyor. 28 nükleer santral hâlen inşa edilmektedir. • Amerika’da 104, Fransa’da 59, Japonya’da 55 reaktör vardır. • Dünya elektrik talebinin % 16’sı nükleer santrallerden karşılanıyor. • Nükleer santrallerin % 95’i gelişmiş ülkelerdedir. 173

TORYUM VE REAKTÖRÜ • Günümüzdeki nükleer santrallerin tamamı uranyum yakıtıyla çalışmaktadır. • Önümüzdeki yıllarda nükleer reaktörlerin yakıtının toryum olması için çalışmalar sürmektedir. Bu konuda sona yaklaşılmıştır. • Toryum madeni Türkiye için stratejik öneme sahiptir, ülkemizi ilerilere götürecek bir kaynaktır. 174

• Dünyada bulunan 1 071 000 ton toryumun 789 000 tonu Türkiye’dedir. Bu miktar, dünya rezervinin yaklaşık % 80’ine karşılık gelmektedir. • Toryumun nükleer yakıt olarak kullanıldığı nükleer santral, henüz dünyada yoktur. Toryuma dayalı nükleer santrallerin kurulma çalışmaları, deneme safhasındadır. Dünyada deneyler devam etmektedir. 175

• ABD, Fransa ve Japonya’da devam eden bu çalışmalarda Türk mühendisler de bulunmaktadır. • Toryumun nükleer yakıt olarak kullanılması, CERN’deki atom hızlandırma çalışmalarıyla da ilgilidir. 2007 yılında Isparta’daki uçak kazasında vefat eden rahmetli Engin Arık’ın CERN’deki atom hızlandırma çalışmalarına katılmasının sebebi toryumun nükleer yakıt olarak kullanılması içindi. 176

• Toryum kaynaklı yeni nesil santral kurulması çalışmaları Türkiye’de ekip hâlinde hızla sürdürülmektedir. Isparta’daki uçak kazasında 6 ekip üyesinin vefat etmesine rağmen çalışmalar durmamış, ilerlemiştir. Isparta’daki toryum toplantısına giderken uçak kazasında vefat eden öğretim üyeleri, Boğaziçi ve Doğuş Üniversitesi’ndeki toryum çalışması yapan öğretim üyeleriydi. 177

• Ülkemizdeki toryum madeni kaynakları Eskişehir–Sivrihisar–Beylikahır– Kızılcaören köyünde ve Malatya’da Hekimhan–Kulancak’tadır. • Toryumun, ileride uranyumun yerini alacağına kesin bir gözle bakılmaktadır. • Toryuma, kısaca tor da denmektedir. • Kasten meydana getirilen patlama anında bile, reaktörün fişi çekilecek, her türlü işlem duracak; bu suretle de hiçbir tehlike yaşanmayacaktır. 178

• Toryum, yerli ham madde olduğundan çok önemlidir. Nükleer santral kurulduğunda, dışa bağımlılık olmayacaktır. Elimizdeki toryumun kıymetini bilmeliyiz. Gerçek değerinden düşük fiyata ve zamanından önce satmamalıyız. Toryumla çalışan reaktörler devreye girdiğinde değerinin artacağını unutmamalıyız. • Toryum santralleri işletilmeğe başlanırsa, Çernobil’in benzeri kasıtlı patlatma tehlikesi de olmayacaktır. 179

NÜKLEER REAKTÖRLERİN BULUNDUĞU ÜLKELER VE REAKTÖR SAYILARI • • • • • •

ABD 104 ALMANYA 18 ARJANTİN 2 BELÇİKA 7 BREZİLYA 2 BULGARİSTAN 4 180

• • • • • • • • •

ÇEK CUMHURİYETİ 6 ÇİN 10 ERMENİSTAN 1 FİNLANDİYA 4 FRANSA 59 GÜNEY AFRİKA 2 GÜNEY KORE 20 HİNDİSTAN 16 HOLLANDA 1 181

• • • • • • • • •

İNGİLTERE 23 İSPANYA 9 İSVEÇ 11 İSVİÇRE 5 JAPONYA 55 KANADA 18 LİTVANYA 1 MACARİSTAN 4 MEKSİKA 2 182

• • • • • • •

PAKİSTAN 2 ROMANYA 2 RUSYA 31 SLOVAKYA 6 SLOVENYA 1 TAYVAN 6 UKRAYNA 15

183

TÜRKİYE’DE NÜKLEER SANTRAL İNŞA EDİLECEK • Türkiye’de ilk nükleer santralin Mersin Akkuyu’da inşası planlanmıştır. 2015 yılında elektrik üretecektir. Ancak bazı problemler yaşanmaktadır. • İkinci nükleer santralin inşası da Sinop İnceburun’da planlanmıştır.

184

NÜKLEER SANTRALLER NEREDE İNŞA EDİLMELİDİR? • Nükleer santraller inşa edilirken “soğutma suyu” ihtiyacı yüzünden deniz kenarı, göl kenarı veya nehir kenarına kurulma mecburiyeti vardır.

185

Geiger (Gayger) Sayacı, Elektroskop • Radyoaktif maddeler geiger (gayger) sayacı ile tespit edilir. • Radyoaktif maddelerin aktivitesi elektroskop ile ölçülür.

186

TÜRK MİLLETİ URANYUM ELEMENTİ GİBİDİR • Uranyum, elementlerin sonuncusudur. Türk milleti de dünyada kıyamete kadar insanlığa hizmet edecek milletlerin sonuncusudur. Sonuncusu olduğuna göre eskideki durumunu tekrar kazanacak, belki de geçecektir. • Uranyum doğalların sonuncusudur. Türk milleti de uranyum gibi doğaldır; samimidir, yapmacık değildir, suniliği 187 sevmez.

• Elementler içinde uranyumun, milletler içinde de Türk milletinin şanı yücedir. • Uranyum gibi, Türk milleti de enerjisini etrafına verir. • Uranyum, bağlanma enerjisi en yüksek olan elementlerdendir. Türk milletinin de fertler arasındaki irtibatı ve diyaloğu kuvvetlidir. Ancak demir kadar değildir. Zaten bağın kuvvetliliği, biraz da zayıflıktan kaynaklanır. 188

• Uranyum çekirdeğinin verdiği enerjinin nükleer reaktör veya nükleer laboratuvardaki enerji olması için kontrol edilmesi şartı vardır. Nötronun çekirdeğe çarpması ve çekirdeğin kontrollü dağılmasıyla enerji verir. Kontrolsüz olanı atom bombasındaki enerjidir. Türk milleti de dış etkiyle parçalanır. Parçalanması aynı anda enerji vermek demektir. Parçalanması zincirleme devam eder. Bu nedenle kontrolün iyi yapılması gerekir. Türk milleti asker millettir. 189

• Türk milleti akıllı ve zekidir. Kalplerinden hürmet ve merhamet çıksa, akıl ve zekâları onları, dehşetli ve acımasız hâle getirir ve idareleri mümkün olmaz. • Türk milleti, Müslümanlar içinde en çok nüfusa sahip üstün bir ırktır. Dünyanın her tarafında olan Türkler, Müslüman’dır. Diğer ırklar gibi Müslüman olan ve olmayan olarak iki kısma ayrılmamıştır. Nerede Türk topluluğu varsa Müslüman’dır.

190

• Bir şeyin en iyisi bozulunca en kötüsü olur; bunun gibi Müslümanlıktan çıkan veya Müslüman olmayan Türkler, Türklükten dahi çıkmışlardır (Macarlar gibi). Hâlbuki küçük ırklarda bile, hem Müslüman hem de gayrimüslim vardır. Bu nedenle biz Türkler, atom bombası olma riskimiz olduğundan, özellikle çok dikkat etmeliyiz. • Bazı Türk kabileleri eski zamanda yanlarına bir kısım başka kabileleri beraber alarak kaç defa Avrupa’yı hercümerç etmişlerdir. 191

• Fransız ihtilali ile gelişen hürriyetin arkasından sosyalistlik doğdu. Sosyalistlik komünistliğe inkılap etti. Komünistlik; insani ve ahlaki kuralları dinlemediğinden, anarşistlik meyvesini verdi. Anarşistlik fikrinin tam yeri ise dünyanın yedi harikasından birisi olan Çin seddinin yapılmasına sebep olan bir kısım Moğol ve Kırgız Türk kabileleridir. • Bu bilgiler ışığında, Türk milletini karalamaya girmemelidir. 192

• Hercümerce neden olan topluluklar aslen Türk değildirler. • Özellikle Moğollar, Türkler ile irtibatlandırılmıştır. • Anadolu, memerriakdamdır; daha önceleri çok farklı toplulukların gelip geçtiği yaşam yeridir. • Türk milleti, izole edilmediği takdirde; gökten gelen şualarla, her zaman infilak eder ve dünyanın değişik yerlerinde kendini hissettirir. 193

• Türk milletini izole eden unsurlar; ondaki hak, hukuk, adalet, temkin, başkalarını rahatsız etmeme, hürmet, merhamet, birleşen su damlaları gibi olma vb. üstün hasletlerdir. Uranyumun, 235U ve 238U olmak üzere iki izotopu vardır. Nükleer enerji 235U’ten elde edilir. Uranyum bileşiğinde % 0,7 235U izotopu, % 99,3 oranında ise 238U izotopu bulunur. Tüm uranyum bileşiklerinde 235U izotopunun etrafı, 238U izotopu ile izole edilmiştir. 194

• Günümüzde uranyumun kötüye kullanılmasına karşı, tüm insanlığın tepkisi vardır; bu başka meseledir. Türk milleti, uranyum elementi gibi olduğunu bildiğinden ötürü, başka bir deyimle kendini tanıdığından dolayı, kuru gürültüye pabuç bırakmamaktadır. Kalbin gayesi, müşahededir. Müşahede; feraset, basiret, sezgi, sezi, altıncı his, kalp gözü açıklığı, ilhama mazhar olma gibi meziyetlerle kendini belli eder. 195

• Bu üstün meziyetlerin %90’ı Türk milletine verilmiştir; %10’u ise diğer ırklara dağıtılmıştır. Aslında herkes potansiyel olarak buna açık var edilmiştir. Bu yolda; peygamberler, doğruluktan şaşmayan akıl, kusursuz kalp ve temiz duygu/düşünce taşıyan kalp sahipleri başta olmak üzere Türkler vardır. Bu başarı, mevhibeiilahiye olarak verilen bir başarıdır; kendimizden bilmemeliyiz. 196

• Bütün dünya Türk milletinin vatanıdır. Türk milleti, gittiği her yeri vatanı bilir. Hem sahip olduğu güzellikleri oralara götürür hem de gittiği yerlerden alacağını alır. Bununla beraber ana vatan başkadır. Vatan, çok önemlidir. Vatan sevgisi imandandır. Vatanı olmayanın, tüm dünya vatanı olamaz. Bu nedenle; kırmızıçizgiler, mutlak anlamda hiçbir zaman kalkmaz.

197

• Bizim milliyetimiz, dinimizle et ile kemik gibi birleşmiştir; ayrılmaları mümkün değildir. Ayırırsak mahvoluruz. • Türk milleti, tarihte mefahiri çok bir millettir. Türk milletinin İslamiyet’ten önceki övünülecek her şeyi İslamiyet defterine geçmiştir. • Türk milleti, büyük insaniyetin bayraktarıdır. Dünyada en mukaddes ve en muhterem bir mevkii kazanmışlardır. 198

• Türk milleti fen ve sanatı, mana ile yoğurarak ileri gittiği gibi ileride de gidecektir. Hakiki medeniyete sarılarak insanlığa rehber yine olacaktır. Türk milleti, tarihinin şahadetiyle cihana bütün güzellikleri neşretmiştir. Eski çağlarda cihangir Asya’da kahraman Türk askerleri ve Türk milleti 1000 sene insanlığa hizmet etmiştir. 500 senedir yatıyoruz; uyanmalıyız; gaflet ve uykuyu bırakmalıyız. Ancak böylece hakiki medeniyet inkişaf edecektir. 199

• Vahşet ve gaflete düşmemek için birleşen su damlaları gibi olmalıyız. Dünyayı kirlerden temizlemeliyiz.

200

Albert Einstein (Elbırt Aynsstayn)’ın Hayatı (1879–1955) • 1905 yılında izafiyet (rölativite=görelilik) teorisini ortaya koydu. • 1921’de Nobel ödülü aldı. • Yapay einsteinium elementine Albert Einstein ismine izafeten bu ad verilmiştir. • Einsteinium elementinin atom numarası 99’dur ve Es sembolüyle gösterilir. 201

• Einstein atomu bir canavara kaptırdığını ancak Hiroşima ve Nagazaki’nin yerle bir olmasından sonra anlayabilmiştir. Nükleer enerji, Batılıların elinde akıl ve vicdanın kontrolünden çıktığı için Japonya’da dev şehirlerin yerle bir olmasına, binlerce insanın ölmesine sebep olmuştur. • Günümüzde de atom bombası, tehdit ve tedbir unsuru olarak değişik ellerde tutulmaktadır. 202

• Bu bakımdan insan unsurunun iyi eğitilmesi gerekir. Akıl ve düşünce prensipleri üzerine oturtulan fen ve teknik; beraberinde, insanlığı düşünme ile kalp ve vicdan duyarlılığını da getirebilmelidir. • Maddenin dalga özelliği ile ilgili “süper sicim teorisi” veya uluslar arası ismiyle “superstring teorisi” 1915 yılında Einstein tarafından keşfedilen bir teoridir.

203

Albert Einstein (Elbırt Aynsstayn)’ın Meşhur Olmuş Sözleri • “Dinsiz ilim kör, ilimsiz din de topaldır.” (“İlimsiz din topal, dinsiz ilim ise kördür.”) Albert Einstein (Elbırt Aynsstayn)

204

•

“Allah zar atmıyor. Buna ikna oldum.“ Albert Einstein

•

“Kâinatın yaratıcısına olan inanç, ilmi araştırmanın en kuvvetli ve en asil muharrik (tahrik eden, harekete geçiren) gücüdür." Albert Einstein 205

FİSYON KONUSUNDA DOĞRU BİLGİLERİ İLK ORTAYA KOYAN TÜRK BİLGİN CABİR BİN HAYYAN’IN HAYATI 206

Kimyanın babası Cabir bin Hayyan’dır. Britannica Ansiklopedisi

207

CABİR BİN HAYYAN (721–805) Horasan’da doğdu. Kufe’de vefat etti. Kimya ilminin babasıdır. Türk bilim adamıdır. Büyük dâhidir. Dönemin en büyük ilim merkezlerinden Harran Üniversitesi’nin rektörüdür. Adı Latince’ye Geber diye geçmiştir. Cabir bin Hayyan’ın başta kimya olmak üzere tıp, fizik, astronomi, matematik, felsefe ve eğitim alanlarında çok hizmetleri olmuştur. 208

Bunların içinde şüphe yok ki en önemlisi atomla ilgili buluşudur. Yunanlı bilginler maddenin en küçük parçasına, bölünemeyen en küçük parçacık anlamına gelen atom demişlerdi. İslam bilginleri, bu kelimeyi o zamanın bilim dili olan Arapçaya çevirirken cüz–ü layetecezza dediler. Cüz–ü layetecezzanın diğer adı cüz–ü ferttir. Hem atom hem de molekül yerine kullanılabilir. 209

Cabir bin Hayyan ise Yunanlıların atomun parçalanamayacağı yolundaki teorilerine karşı çıktı. Bu konuda gerçek mahiyeti asırlar sonra anlaşılabilecek farklı görüşü ortaya koydu. Günümüz dünyasında, atomla ilgili ilk çalışmaların İngiliz kimyager John Dalton (1766–1844) tarafından yapıldığı, uranyumun çekirdeğinin parçalanabileceği fikrinin de 1944 Nobel Kimya Ödülü sahibi Alman kimyacı Otto Hahn (1879–1968) tarafından ortaya atıldığı fikri yaygındır. 210

Hâlbuki onlardan 1000 yıl önce yaşamış olan Müslüman kimyacı Cabir Bin Hayyan’ın aşağıdaki sözleri asrımızın ilim adamlarını dahi hayrete düşürecek mahiyettedir: “Maddenin en küçük parçası olan cüz–ü layetecezzada yoğun bir enerji vardır. Yunan bilginlerinin iddia ettiği gibi bunun parçalanamayacağı söylenemez. O da parçalanabilir. Parçalanınca da öylesine bir enerji meydana gelir ki Bağdat’ın altını üstüne getirebilir. Bu, Allah’ın bir kudret nişanıdır. 211

Cabir de simyacılar gibi kalay, kurşun, demir ve bakırdan altın elde edilebileceğini düşünüyordu. Ancak bunun yolunun atomların kontrol altında parçalanıp değerlerinin değiştirilmesiyle olacağını belirtmekteydi. Günümüzde nükleer laboratuvarlarda kontrollü çekirdek reaksiyonlarıyla yeni yapay elementler veya mevcut elementlerin yapay izotopu elde edilmektedir. 212

İleride altın da elde edilebilir. Simyacılar, fiziksel veya kimyasal yolla elementleri altına çevirmek istedikleri için boşuna uğraşıyorlardı. Yine kontrolsüz çekirdek reaksiyonlarının atom bombası olduğu da bilinmektedir. Cabir, çok eski yıllarda bütün bunlardan söz etmişti. Cabir, Lavoisier’den önce Lavoisier kanununu (kütlenin korunumu kanunu) ifade etmiştir. 213

Cabir bin Hayyan, Lavoisier’den önce Lavoisier kanununu (kütlenin korunumu kanunu) ifade etmiştir. Newton’dan önce Newton kanununu (yer çekimi kanunu) açıklamıştır. Gay Lussac’dan önce Gay Lussac kanunundan (gazlarda basınç– sıcaklık ilişkisi kanunu) bahsetmiştir. Güneş enerjisinden faydalanma çığırını açmıştır. Kimya ilminin hem teorik hem de pratik alanda büyük gelişimine sebep olmuştur. Cabir’in en bariz vasfı deneyciliğidir. 214

Modern kimya laboratuvarını ilk kuran kişidir. Cabir’in kimyadaki diğer hizmetlerini şöyle sıralayabiliriz: HCl formülüyle gösterilen hidroklorik asidi (tuz ruhu) elde etmiştir. HNO3 formülüyle gösterilen nitrik asidi (kezzap) elde etmiştir. 1 hacim derişik HCl ile 3 hacim derişik HNO3 karışımından oluşan kral suyunu keşfetmiştir. Günümüzde de bütün dünyada kuyumculukta kullanılmaktadır. 215

Altın, yalnız kral suyuyla kimyasal reaksiyona girer; başka hiçbir elementle reaksiyona girmez. Kral suyu, hem altının saf olup olmadığının anlaşılmasında hem de altın alaşımlarındaki altının yüzde bileşim miktarının bulunmasında kullanılır. Altının saflığının belirlenmesi ve sahteciliğin önlenmesinde bugün de kullanılan en yaygın yoldur.

216

Üretilen asitler sayesinde, hem Cabir bin Hayyan hem de günümüze kadar bütün kimyacılar bazı metal bileşiklerini elde edebildiler. George Sarton (Corc Sörtın), “Fen Bilimleri Tarihine Giriş” adlı önemli çalışmasında 750 ile 800 yılları arasındaki dönemin en önemli ilim adamı olarak Cabir bin Hayyan’ın adını vermiştir. 217

Cabir’in elde ettiği bazı bileşikler şunlardır: Şap (KAlSO4), nişadır (NH4Cl), gümüş nitrat (AgNO3) vb. Cabir kristalizasyon, süzme, eritme, buharlaştırma, süblimleştirme, damıtma, çözme vb. metotları geliştirdi veya kimya ilmine kazandırdı. Bir kısım tabirler vardır ki Cabir ve diğer kimyacılar sayesinde Batı dillerine geçmiştir. Bunlardan bir kısmı şunlardır: 218

• • • •

Alcohol (Arapça aslı el kuhl) Alkali ( Arapça aslı el kali) Kimya (Arapça aslı kimie) Alembic (Arapça aslı el imbik) Görülüyor ki Cabir, günümüzün modern ilminin dayanmış olduğu gözlem ve deney metotlarını, asırlarca önce kullanmıştır.

219

ÇEKİRDEK KİMYASI ÜNİTESİYLE İLGİLİ SOSYAL ALANDA KULLANILAN KİMYA KELİME VE DEYİMLERİ • Radyoaktif etki: İkinci dereceden etki. • Alfa, beta, gama etki: Alfa etki en kuvvetli etki, beta etki daha zayıf etki, gama etki ise en zayıf etkidir. 220