6 Agustos 1945 aksami ABD baskani Harry Truman ‘ in radyolardan yayinlanan konusmasindan iki cümlecik. 20. yüzyil Ikinci Dünya Savasi' nin bitimiyle "atom çagi " daha dogrusu nükleer çag adini alacakti. Ama bu çaga atom çagi denmesinin gerçek bir anlami vardi. 20. yüzyil bastan sona atomun yapisinin aydinlatildigi bir yüzyildi. Gelin bir yönüyle  "çok bilimsel",öteki yönleriyle "gayri bilimsel" olan 20.yy'a kusbakisi bir göz gezdirelim.

ÇAGI HAZIRLAYAN BULUSLAR...
Bunlara çaga adini veren buluslar da diyebilirsiniz. 1899 yilinda Amerikan Patent Dairesi Baskani “Icat edilebilecek her sey icat edildi” diyordu. Ama üç yil önce Fransa’da radyoaktifligin kesfedildigini bilmiyordu. Iletisim bu denli hizli degildi.

Insanlik tarihinde mutlu rastlantilar vardir. "Atom çagi " iste böyle bir mutlu rastlantiyla açildi. 1896 yilinin Subat ayiydi. Fransiz bilgin Antoine Henri Becquerel  (1852-1908)ve asistani Marie Sklodowska Curie (1867-1934) radyoaktifligi kesfettiler. Bu, atom çaginin baslangicini simgeleyen bir kilometre tasiydi. Çünkü radyoaktiflik, insanoglunun farkina vardigi ilk nükleer olaydi. Ilginçtir, radyoaktiflik atom çekirdeginden kaynaklanan bir olaydi, ama bulundugu yillarda bu kaynak bilinmiyordu. Radyoaktif isinlar, insanogluna izcilik etti ve atomun çekirdegine giden karanlik tünelleri aydinlatti. 1911 yilindayiz. Radyoaktiflik bulunali tami tamina 15 yil geçmisti. Ingiliz bilgin Ernest Rutherford, radyoaktif maddelerden yayilan alfa isinlariyla ince metal levhalari bombardiman etti, atomlarda pozitif yüklü, çok yogun ve çok küçük hacimde bir atom çekirdegi bulundugunu gösterdi. Bu, atom içine olan yolculukta çok büyük bir adimdi. Atom çekirdegi, pozitif yüklü olduguna göre, tam sayilarla belirtilen bir yük içermeliydi. Çünkü Amerikali Millikan, iki yil önce, 1909 da ister pozitif ister negatif olsun elektrik yüklerinin "kuantli", "taneli" olacagini göstermisti. Atom çekirdekleri de öyle olmaliydi. Moseley, iste bu gerçegi yakaladi ve 1913'te her element için çekirdek yükünün (atom numarasinin) karakteristik özellikl oldugunu buldu Her element, parmak izi gibi bir tayf çizgisi veriyordu. Bu genç bilim adami, Birinci Dünya Savasi'nda  Çanakkale' de ölüp gitti(1915). Savaslar kimbilir ne kadar çok insani alip götürdü! Kuantum Kurami 20. yüzyila damgasini vuracak iki büyük kuramdan biri. Bunu yüzyilin basinda, 1900 yilinda, Max Planck ortaya atti. Enerjiyi sürekli (kesiksiz) bir akis olarak gören klasik enerji kurami yerine kuantum kuramini ortaya atmisti. Planck’in deneysel temellere dayanan önerisi, enerjinin kesik kesik ya da paket paket alinip verildigi seklindeydi. Bu kurami, 1905 yilinda  Albert Einstein(1879-1955), fotoelektrik olayi açiklamakta kullandi. Danimarkali Niels Bohr, 1913 te kuantum kuramiyla atomdaki elektron düzeninin ilk açiklamalarini yapti. Çagimiza damgasini vuran diger büyük kuram da görelilik kuramidir. Einstein 1905 te özel görelilik kuramini, 1915 te de genel görelilik kuramini ortaya koydu. Einstein, kütle ve enerjiyi apayri seyler olarak degil birbirine dönüsen olgular oldugunu ileri sürdü. O siralar Zürih patent bürosunda memur olarak çalisiyordu. Kütle ve enerjiyi bambaska iki varlik olarak düsünmeye alismis bilim çevreleri, kavramlari birbirine karistiran patent bürosunun" zirvalari" üzerinde durmadi bile. Bilim dünyasi onun söylediklerini ancak 15 yil tartistiktan sonra hazmedebildi. Einstein, 1921 de Nobel ödülünü aldi; ama görelilik kuramindan degil de fotoelektrik olaydan. Arthur Eddington’un alkislanasi ukalaligina göre o zaman bile bir çok bilim adami göreliligi anlamamisti. Eddington’a göreliligi yalnizca üç kisinin anladiginin dogru olup olmadigi soruldugunda nükteli Ingiliz profesör durmus ve “üçüncü kisinin kim oldugunu bulmaya çalisiyorum” demisti( Time-2000, Frederic Golden’in yazisi).Kütlenin yogunlasmis bir enerji oldugu görüsü 1927' de denel olarak da destek buldu. Aston, kütle spektrometresi denen bir aygiti gelistirmisti. Bu alet atom kütlelerinin çok duyarli olarak ölçülmesini sagladi. Bu aygit yoluyla özellikle nükleer tepkimelerde bir kisim kütlenin enerjiye dönüstügü ve bu dönüsümün Einstein' in ünlü denklemine(enerji= kütlex isik hizinin karesi) uydugu kanitlandi. Atom çekirdegini bulan Rutherford, 1919 yilinda, simyacilarin ünlü düsünü gerçege dönüstürdü. Havanin azotunu alfa isinlariyla bombardiman ederek onun oksijene dönüstügünü gördü. Simyacilar, her seyi altina çevirecek filozof tasini hiç bulamadilar; ama bir elementin insan elinde baska bir elemente dönüstürülmesi bir düsün gerçek olmasidir elbette. Bir element, baska bir elemente dönüsebiliyordu. Insanoglunun eli artik atom çekirdegine gidiyordu. Ilk yapay nükleer tepkime, çekirdege ilk müdahale. Atom çekirdegi, pozitif yüklüydü; nötral bir atomda elektron sayisi ile proton sayisinin, yani birim negatif yüklü  parçacik sayisi ile birim pozitif yükteki parçacik sayisinin esit olacagi açikti. Çekirdekte pozitif yükten baska ne var acaba?

Nötronun Bulunmasi

Bu sorunun yanitini Rutherford' un ögrencisi James Chadwick verdi:1932 yiliydi. Alfa isinlariyla berilyum çekirdeklerini bombardiman edince yüksüz bir radyasyonun olustugunu açikladi ve buna nötron dedi. Böylece atomun üç temel parçacigi elektron, proton ve nötron bulunmus oluyordu. Alfa, kendisi de bir çekirdek (helyum atomunun çekirdegi) oldugu halde, atom çekirdegine giden yolu aydinlatiyordu. Bilim tarihinin en büyük kadini Madam Curie, 4 Temmuz 1934 de gözlerini yasama kaparken, bir kaç ay önce damadinin ve kizinin- Joliot-Curie çiftinin- yapay radyoaktifligi kesfettiklerini biliyordu. Joiot-Curie çifti, alfa isinlariyla alüminyum çekirdegini bombardiman ettiler. Sonuçta radyoaktif bir element

Chadwick(1891-1974)

(radyoaktif fosfor) olustugunu buldular. Böylece, bir inanisa daha son verildi: Radyoaktiflik, yalnizca dogadaki elementlerin bir özelligi degildi; onu insanoglu da “yaratabilir”di. Insanoglu radyoaktif elementler de üretiyordu artik. Bombardimanda kullanilan radyasyonlar, dogal radyoaktif maddelerden saglaniyordu. Beli ki dogal kaynaklara bagli kalmamak ve dogal olanlardan yayilan parçaciklari hizladirarak kullanmak nükleer tepkimeleri çesitlendirecekti. Atlantigin iki yakasinda hemen ayni anda hizlandiricilar yapilmaya baslandi. Amerika' da Ennest Lawrence 1930 da, Robert J. van de Graff 1931 de; yine ayni yil içinde Ingiltere' de John Cockroft ile E.T.S. Walton kendi adlariyla anilan hizlandiricilar yaptilar. Çok kisa sürede, 3 yil içinde 1937'de kesfedilen radyoaktif izotop sayisi 200' ü bulmustu. H . G. Wells , 1913 yilinda The World Set Free: A Story of Mankind adli kurgu bilim romanini yayinlamisti. Bu romanda bazi tahminler de yer aliyordu. Örnegin 1933 te yapay radyoaktif maddelerin bulunacagini ve 1956 yilinda atom bombasinin kullanilacagi hayali savaslari anlatmistir. O günlerde bunlar neredeyse akil disi seylerdi. Yapay radyoaktiflik yazarin öngördügü tarihten bir yil önce kesfedildi, ama savasa neden olmadi. Atom savasi yani atom bombasinin kullanilmasi ise yazarin öngördügünden onbir yil önce gerçeklesti Macar dogumlu, Musevi asilli fizikçi Leo Szilard 1932 yilinda Berlin' de çalisirken nasilsa bu romani okuyor. Çok etkileniyor. Ertesi yil göçe zorlaniyor ve Ingiltere' ye gidiyor. Romandan aldigi esinle "zincir tepkimelerine dayali kanunun patenti" ni 1934 yilinda Ingiliz Amirallik Dairesine tescil ettiriyor.  Atom Çekirdegi Nasil Bölündü?

  Fisyonun Kesfi

 Fisyonun kesfi, 5 yil süren bir maratonunun sonunda oldu. Yarisi, hem de gürültülü bir sekilde Romali bir grup genç fizikçi baslatti . Bu gençlerin içinde Italyan fiziginin harika çocugu Enrico Fermi de vardi. Kuramsal fizikteki üstün basarilari sonucu henüz 28 yasindayken Italyan Kraliyet Akademisine üye seçildi. Akademi’nin en genç üyesiydi. 1934 yilinin baslarinda çevresine topladigi bir grup fizikçiyle deneysel fizige yöneldi. Çekirdek bombardimaninda o zamana dek alfa parçaciklari kullaniliyordu. Alfa parçaciklari agir kütlesi ve çifte elektrik yükü nedeniyle kati maddeye nüfuz etkisi küçük kaliyordu. Fermi , iki yil önce kesfedilen nötronu bombardiman mermisi olarak seçti. Nötron elektrikçe yüksüzdü ve ayrica kütlesi alfa parçaciklarinin dörtte biri kadardi. Herhangi bir itme ile karsilasmadan maddenin içlerine girebilirdi. Roma' dan zafer çigliklari çok çabuk yükseldi. Fermi ve arkadaslari önüne gelen elementi nötronla bombardiman ederek bir dizi radyo izotop elde ettiler. Sira uranyuma geldi. Görünürde degisen bir sey yoktu. Nötronla bombardiman edilen uranyum, beta yayan çekirdeklere dönüsüyordu. Beta olayinin açiklamasini yapan Fermi' nin kendisiydi. Beta yayan bir çekirdekte bir nötron bir protona dönüsüyor, yani atom numarasi bir artiyordu. 1934' te Fermi, Emilio Segre ve daha üç arkadasinin imzasiyla su haberi yayinladilar: Uranyumun nötronlarla bombardimanindan en az 4 radyoaktif madde olusmaktadir. Bunlardan ikisi uranyumdan daha agir 93. ve 94. elementlerdir. Haber, bilim dünyasinda bomba gibi patladi. Roma basini da Uranyumötesi elementlerin bulundugunu yaziyordu. Aslinda yanilmislardi. Beta yayicilar uranyumötesi elementler degil, uranyumun yaklasik ikiye bölünmesinin ürünleriydi. Fermi ve arkadaslari fisyonla oynuyorlardi. O sirada bu olasiliktan sadece Alman kimyaci Ida Noddack söz etmisti. Renyum elementinin kesfedeni olan 38 yasindaki Noddack hanimefendi söyle diyordu: "Bilinmeyen radyoaktiflerin periyodik tabloya dahil elementlerin hiçbirisine ait olmadiklari tek tek kanitlanmadan onlara yeni element demek dogru olmaz" O zaman fizikçiler ve kimyacilar söyle bir olguya kosullanmisti: nükleer bombardimana tutulan bir element ancak yakin komsularina dönüsebilir. Fermi, yillar sonra söyle dedi: "Uranyumda diger elementlerden farkli olarak bir olayin olabilecegini düsünecek kadar hayal gücüne sahip degildik. Ayrica olusan radyoaktiviteleri ayristirabilecek kadar kimya bilmiyorduk " Haberin büyüklügü, devrin en ünlü radyokimyacisi olan Otto Hahn' in ilgisini çekti. 30 yil sonra bir madalya töreninde ABD Atom Enerjisi Komisyonu Baskani G. T. Seaborg, Otto Hahn' a dönerek söyle diyecekti: " Genç bir radyokimyaci olarak beni Nobel kazanmaya götüren çalismalarimda sizin Uygulamali Radyokimya kitabiniz elimden birakmadigim sanki bir mukaddes kitapti " Ögretmenine unutulmaz bir ödül vermenin güzel bir örnegi. Almanya üzerinde biraz daha duralim. 1933 yilinda Nasyonal Sosyalist Parti ve onun lideri Adolf Hitler Almanya' da iktidari- demokratik yolla, seçimle- ele geçirmisti. Fasizmin dislerini göstermeye basladigi bu yillarda Otto Hahn (1879-1968), Berlinde Keiser Wilhelm Enstitüsünün Radyokimya Bölümü baskaniydi. Ayni enstitünün Nükleer Fizik bölümü baskani da bayan Lise Meitner(1878-1968) ' di. Lise Meitner Otto Hahn ve Lise Meitner, 28 yildir ortak çalisma yapan iki dosttular. Lise Meitner, Almanya' nin Madam Curie' si diye de taninir. Tarihin ilginç bir cilvesi olsa gerek bu iki bilim kadini, Birinci Dünya Savasi sirasinda birbiriyle çarpisan Fransa Otto Hahn ve Avusturya ordularinda karsi cephelerde röntgen uzmani olarak hizmet vermislerdir. Roma’dan büyük haberlerin yayimlandigi günlerde Hahn ve Meitner, Rusya seyahatinden dönüyorlardi. Onlari karsilayan arkadaslari söyle takilirlar: Fermi' nin bombasi uykunuzu kaçirmadi mi?

1935 lerde Roma fizikçi grubu dagilmisti. Fisyonun bayragi artik Berlin ekibinin elindeydi. Ekip,Otto Hahn, Lise Meitner ve genç kimyaci Fritz Strassmann üçlüsünden kuruluydu. Ekip nötronla bombardiman ettikleri uranyum tepkimesi sonucunda yariömrü farkli 9 element bulundugunu gördüler( Fisyon tepkimesi sirasinda 200 kadar radyoizotop olustugunu bu gün artik biliyoruz). Berlin çalismalari sonucunda sadece 93. ve 94. degil, 94. ve 95. elementlerin olustugu açiklandi. 1937 yilinda Fermi , Nobel ödülüne aday gösterildi. Tam bu sirada Paris' te Iren Joliot-Curie ve Pavel Savitch ikilisi de ayni konuya ilgi duydu. Onlar da nötronla uranyumu bombardiman ettiler. Bulunan elementler hakkinda bir kararsizliktan sonra "lantana çok benzeyen uranyum ötesi bir element" olustugunu açiklarlar. Kosullanmislik bir kez daha ayakucunda durani uzaklara savuruyor. Bulduklari lantanin ta kendisiydi. Eger bu taniyi yapabilselerdi fisyonun kesfini Fransa yapmis olacakti. Lantan (La), atom numarasi 57 olan yaklasik onun yarisi agirlikta bir elementtir ve uranyumun bölünme ürünleri arasinda oldugu bilinmektedir. Roma' dan sonra Paris de fisyonun kesfini müjdelemekten mahrum oldu. Lise Meitner, 1907 yilindan beri Berlin ' de yasiyordu ve Avusturya pasaportu tasiyordu. 1937 de Adolf Hitler, Avusturya’yi isgal etti. 1938 de Avusturya' da artik Musevilere yasam hakki yoktu. Lise Meitner, 1938 Temmuzunda apar topar Stockholm' e kaçmak zorunda kaldi. 10 Kasim 1938 günü ve ertesinde Berlin' de Musevilere ait ev ve isyerleri fasistlerce yakilip yikildi; kirilan camlar caddeleri kristal bir örtü gibi kaplamisti. O gecenin adi 'Kristal Gece' ydi. Paris ekibinin çelisik bildirileri O. Hahn ve F. Strassmann ikilisine incelemeye deger geldi. Hahn ve Strassmann, 40 yil önce Madam Curie' nin ayrimsal kristallendirme yöntemini kullandilar. Önlerine baryum klorür çikti. Fakat basiretleri bagliydi. Baryum olamayacagini düsündüler. Sonra radyoizotop karisimini yeniden ayirmaya çalistilar. Sonunda 17 ve 19 Aralik 1938 de gerçegi kabul eden denel sonuçlar aldilar: 22 Aralik 1938 de makaleyi Dogal Bilimler dergisine ulastirdilar. Makale kisaltilarak 6 Ocak 1939 da yayimlandi. Uranyum nötronla bombardiman edilince yaklasik esit agirlikta ikiye bölünüyordu. Atomos, bölünemez demekti. Demokrit'ten 2300 yil sonra atomu insanoglu bölmüstü. Yillar sonra Otto Hahn söyle diyecekti: "Nükleer fizikçiler bizi kosullandirmislardi. Ne zaman onlarin etkisini kafamizdan sildik ve bir kimyaci gibi düsündük, iste o zaman gerçegi görebildik." Gördügünüz gibi, su nükleer fizikçiler fisyon tepkimesinin bulunusunu epeyce geciktirmisler!.. 19 Aralik 1939 Pazartesi günü Otto Hahn, kadim dostu Lise Meitner' e uzun bir mektup yazdi. "Su ana kadar atomun parçalanabilecegine hiç ihtimal vermedik. Öyleyse baryum nasil doguyor? Mevcut fizik kanunlarina göre bunu açiklayabilir misin?" diyordu. Lise Meitner de bunun olabilecegi sekline bir yanit verdi. Lise Meitner Isveç Bilimler Akademisi, Fizik enstitüsünde profesörlük verilir. Yegeni Otto R. Frisch ise Kopenhag' da Niels Bohr' un yanindadir. Meitner ve Frisch onun enerji yönüne egildiler. Hesapla ve deneyle fisyon sonunda büyük bir enerji açiga çiktigini gösterdiler. Canli hücrenin bölünerek çogalmasindan esinlenerek olaya fisyon (bölünme) adini verdiler ve 16 Ocak 1939 da olayin mükemmel bir açiklamasini Ingiliz Doga dergisine gönderdiler. Lise Meitner ve Otto Robert Frisch, olayi çekirdegin sivi damlasi modeline ve maddenin enerjiye dönüsümüne dayanarak açikliyorlardi. Yalniz olayin nötronla ilgili boyutunu anlayamamislardi. Onun açiklamasi da Mart 1939 da Paris' ten geldi: Hans von Halban, Frederic Joiot ve Lew Kowarski üçlüsünün imzasini tasiyan ve Doga dergisine postalanmis mektup olayda fazla nötron açiga çiktigini ve ardisik bir zincir tepkimesi olustugu açiklaniyordu. Otto Hahn engin bir alçak gönüllülükle söyle der: " Zaman, kesif için olgunlasmisti. Buna Berlin' de ulasilmasi bizim talihimizdi." Fisyon olayi, 1939 yilinda Avrupa' da çözülmüstü. Ama Ikinci Dünya Savasi’nin alevleri de Avrupa’yi yakmaya baslamisti. Avrupa’daki savas yangini, atom yarisinda bayragin, kita degistirmesine yol açti. Sans bir kez daha Amerika Birlesik devletlerine güldü. Avrupadaki Bilim adamlarinin kaçtigi/göçtügü/sigindigi iki ülke oldu: Amerika ve Türkiye. Bu konularda pek sesi solugu çikmayan Amerika inanilmaz bir atak yaparak basa geçti. Avrupa’da fasizmin egemen olusu bilim adamlarini Amerika’ya yigmisti. Türkiye’ye gelenler de 1933 Üniveriste Reformunun mimarlari oldular.(Türkiye,1990'larda Sovyetler Birliginin çöküsünden yararlanabilirdi;ama bu atilimi yapacak iktidar yoktu...) 1940'larda bilimin önündeki soru suydu: Fisyon yapan uranyum izotopu hangisidir? Uranyum-235 mi, uranyum-238 mi? Dogadaki bin uranyum atomundan yalnizca 7 si uranyum-235, 993 tanesi ise uranyum-238 idi. Mart 1940'da Amerika’li J. R.Dunning uranyum-238 in fisyona katilmadigini gösterdi. Bu, ciddi bir sorundu. Çünkü dogada çok olan degil de eser miktarda denebilecek olan uranyum-235 ise yariyordu. Kisacasi fisyon olayi için bin atomdan 993 tanesi safra durumundaydi; ise yaramiyordu. Uranyum-238 gerçi nötron yutuyordu ama fisyon yapmiyordu. Bir de nötronlarin hizina ve tasarrufuna bakmak gerekiyordu. Fisyonda hizli nötronlar degil yavas nötronlar daha etkin atesleyiciyidi. Yani zincir tepkimesi için yalniz uranyum degil ayni zamanda nötron yavaslaticisi bir madde de gerekiyordu.

 20. yüzyil bitmek üzere. Çagimiza “nükleer çag” deniyor. 1895'te Röntgen, giriciligi yüksek olan x-isinlarini kesfetti. Bu isinlarin kaynagi bilinmediginden ‘iks isinlari” adi verilmisti. 1896'da Henri Becquerel, radyoaktifligi kesfetti. 1897'de J.J. Thomson, yeni bir temel parçacik olan elektronu kesfetti. 1898'de ise Curie’ler radyumu diger maddelerden ayirmayi basardilar. (Heinz Pagels,Kozmik Kod, s: 62)

Ramazan KARAKALE

Yorum (0)

RSS yorumları

İsim

Başlık

Yorum

Gönder