Atom Bombası

İlk atom bombası, 16 Temmuz 1945’te, A.B.D.’ndeki Alamogordo’da patlatıldı ve bir plütonyum kütlesi içinde son derece hızlı bir zincirleme tepkime oluştu. Çok kıs sürede, yerel sıcaklığı milyonlarca derece yükselten dev bir enerji açığa çıkararak, büyük ölçüde yıkıcı şok dalgalarının (ısı ve basınç şoku) doğmasına yol açtı. Nükleer patlayıcılar çağı da böylece başlamış oldu.

Bir atom bombası, uranyum 235’in (Hiroşima bombası) ya da plütonyum 239’un (Alamogordo ve Nagazaki bombaları) fisyonuyla (atom çekirdeğinin bölünmesi) gerçekleştirilir. Mermi olarak kullanılan bir nötron, uranyum 235’in çekirdeğini parçalayarak, lantan 57, brom 35 ve 3 nötronun oluşmasına yol açar. Böylece parçaların kinetik enerjisi ile  yayınımı enerjisi açığa çıkar. Ayrıca, nötronlar tepkimenin sürmesini sağlar, bir başka deyişle, zincirleme bir tepkimeye neden olurlar. İlk fisyondan ortalama 2,5 kullanılabilir nötron oluşur; bu nötronlardan her biri bir fisyona yol açarsa, ikinci kuşak fisyonda ortalama 6,25 nötron oluşacak ve tepkime, parçalanabilir çekirdekler tükenene kadar artarak sürecektir. Bu durum, nükleer enerjinin açığa çıkma sorununun çözümüyle ilgilidir. Her fisyonda açığa çıkan enerji 200 MeV, yani 3,2 çarpı on üzeri eksi on bir jouledur. Yapılacak bir hesap sonucunda bir gram uranyumun bütünüyle fisyona uğramasından 8,2.10 üzeri 7 kj düzeyinde bir enerjinin ortaya çıkacağı anlaşılır; bu düzeyde bir enerji de 1000 ton suyun sıcaklığını 20 santigrat derece yükseltmek için yeterlidir. Nükleer tepkimenin en hızlı biçimde oluşabilmesi için, iki koşulun yerine gelmesi gerekir. Önce, her fisyonda doğan nötronların büyük bölümünün tepkimeye katılmasını sağlamak için nötron yitimi en düşük düzeye indirilmelidir; bu sayede, yakıt olabildiğince arı ve nötronları soğurabilecek maddelerden temizlenmiş olur. İkinci koşulsa, fisyon madddelerinin saçılması sonucunda tepkimenin durmasını önlemek amacıyla, bomba kalbinin kohezyonunu elden geldiğince uzun süre korumaktır. Bombanın gücü temelde, bu kohezyonun, ateşleme düzeneğiyle, korunmasına bağlıdır.

A.B.D.’nde gerçekleştirilen ilk bombaların patlayıcı kütlesi kilogram düzeyindeydi; bomba kütlesinin büyüklüğü (4 tonun üstünde), patlamayı içeren ve nötronları içe doğru yansıtan gömlekten kaynaklanıyordu. Bu koşullarda, patlayıcı maddenin yüzde üçü parçalanma zamanı buluyordu (bir kilogram patlayıcı, 2000 ton trinitrotolüene eşdeğerdir).

Tepkimeyi belli bir hacim içinde başlatmak için, yakıt kütlesinin, kritik kütle denen en küçük ölçüyü geçmesi zorunludur. Bu koşul gerçekleştiğinde, atmosferden ya da bomba içine yerleştirilmiş özel bir kaynaktan gelen birkaç nötron, zincirleme tepkiyi başlatmak için yeterlidir. Patlama için gerekli kritik kütleyi elde etmede birçok teknik kullanılır. Birbirinden ayrı tutulan iki kritik altı kütle, klasik bir patlayıcıyla ansızın birleştirilir. Plütonyumlu bombalarda, yakıt nispeten büyük bir hacim içine, dağıtılarak yerleştirilir. Yakıtın çevresini tümüyle saran klasik patlayıcılar, aynı anda patlayarak nükleer patlayıcının ansızın sıkışmasına neden olurlar.

Hiroşimaya atılan nükleer bombanın gücü 20 kilotondu (20000 ton trinitrotolüene eşdeğer); günümüzdeyse bu güç, çok büyük ölçüde artarak yüzlerce kilotona ulaşmıştır. 1946 yılında Bikini mercan adasında yapılan deneyler, bombanın en etkili patlama yüksekliğini ve şu üç etkiden hangisini doğurabileceğini belirleme olanağını ortaya koymuştur: Isı etkisi; rüzgar ve basınç düşmesi etkisi ; alfa ışıma etkisi.

Nükleer bir bombaya belirgin niteliğini ışıma etkisi verir; klask bombaların etkilerine yeni bir tahrip biçimi katmasının yanı sıra, geniş bölgelerde radyoaktif buluşmaya yol açarak düşmanın ilerlemesini engeller.

Bir nükleer bombanın patlaması sonucunda atmosfere radyoaktif artıklar yayılır; bu artıklar, rüzgarın sürüklemesine bağlı olarak patlama noktasından çok uzaklarda yere düşerler.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir