Loading

Savaşlarda En Çok Kullanılan Silahlardan Biri: Bombalar ve Çalışma Prensibinin Fiziği

Radyoaktif Madde

 

Konun başlığı sizi görünce ürkütebilir ancak ne yazık ki yıllar önce en tehlikeli bombalar ile felaketleri yaşadı bu Dünya... Konuya geçmeden önce bombaları temel olarak sınıflandıralım.

 

Kimyasal Bombalar

Toplumsal olaylarda ve savaşlarda kullanılır. 

  • Sinir sistemi zehirleri
  • Yakıcı kimyasallar
  • Tahriş edici kimyasallar
  • Kan zehirleri
  • Kapasite bozucu kimyasallar
  • Kargaşa kontrol kimyasalları
  • Bitki öldürücü ajanlar 

gibi çeşitleri vardır.

Termonükleer ve Nükleer Bombalar

Sadece savaşlarda kullanılır.

  • Hidrojen bombası 
  • Nötron bombası 
  • Atom bombası 

gibi bazılarına aşina olduğumuz çeşitleri vardır.

Biyolojik Bombalar

Her türlü ideolojik, politik ve bireysel çatışma ve savaşlarda kullanılır.

  • Mantar
  • Bakteri
  • Virüs
  • Mikrobiyal toksinler
  • Parazitler

kaynaklı oluşturulan çeşitleri vardır.

Ben ise sizlere bugün kullanıldığı zaman tahribatı inanılmaz derecede fazla olan ve taşı taş üstünde bırakmayan bir türden bahsedeceğim ''Termonükleer ve Nükleer Bombalar.'' Ama öncesinde makale boyunca sürekli, göreceğiniz iki kelimenin tanımını vermek istiyorum.  Basitçe söylemek gerekirse, fisyon bir atomun ikiye bölünmesidir. Füzyon ise iki hafif atomun nükleer reaksiyonlar sonucu birleşerek daha ağır bir atom oluşturmasıdır. Şunu belirtmeden de geçemeyeceğim, fizyon ve füzyon bombaları sınıflandırması her ne kadar yukardaki haliyle popüler olsa da silah tasarımlarındaki çeşitlilik bu basit sınıflandırmadan çok daha karmaşıktır.

Termonükleer ve Nükleer Bombaların Yapısı

Atom çekirdeğinin fizyon, füzyon ya da her ikisinin karışmasıyla oluşan bir kimyasal reaksiyon ile enerji açığa çıkması  sonunda oluşan patlamayı yaratan her türlü silaha genelde ''nükleer silah'' adı verilir. Nükleer silahlar, yok edici etkileri sağlayan nükleer reaksiyonlara ve tasarımlarındaki ayrıntılara göre çeşitli biçimlerde gruplandırılabilir.  Fizyon ve füzyon silahlarının genel özelliği atom çekirdeğinin transformasyonu sonucu etrafa enerji yaymalarıdır. Bu açıdan bütün bu tip patlayıcı araçlar için en uygun genel terim "nükleer silahtır.''  Eğer bu enerjiyle birlikte füzyon silahlarında reaksiyon oluşması için yüksek bir ısıya da ihtiyaç duyuluyorsa bunlar ''termonükleer silah'' sınıfına girer.  

Hidrojen/Nötron ve Atom Bombası

Atom bombası kontrolsüz çekirdek tepkimesi yoluyla sağlanan bir patlamadır. Füsyon reaksiyonun temel bileşeni hidrojen izotopuysa bu da  'hidrojen bombası' olarak anılır. Füzyon silahlarında oluşan diğer bir reaksiyon ise, atomun parçalanmasıyla ortaya çıkan milyonlarca derecelik ısı kaynağı içinde etkileşen döteryum ve trityum iyonlarının 14.000.000 elektron volt enerji yüklü nötronu saçmasıdır. Bu ise 'nötron bombası' olarak anılır.

Üç Korkunç Bombanın İcadı Ve Etki Alanları

İlk atom bombasının bulunması 1945 yılında (ilk defa fiziksel olarak denenler hariç), Julius Robert Oppenheimer tarafından gerçekleştirilmiştir. İlk atom bombaları da aynı sene, 1945 yılında üretilmiş, isimleri Fat Man ve Little Boy olarak belirlenmiştir. O zamanlarda yaklaşık olarak saniyede 12.000 kJ enerji açığa çıkaran atom bombaları, uranyum ve benzeri kimyasal maddelerin de daha fazla üretilmesi ile beraber daha ölümcül hale getirilmiştir. Ve ne yazık ki II. Dünya Savaşı'nın son aşamasında 6 Ağustos 1945 Pazartesi saat 08:15'te Amerika Birleşik Devletleri'nin Uranyum-235 tipi atom bombası "Little Boy" ile Hiroşima'ya, 9 Ağustos 1945 (Amerikan kaydına göre 10:58'de, Japon kaydına göre saat 11:02'de), Plütonyum-239 tipi atom bombası "Fat Man" ile Nagasaki' ye atılmıştır. Yapılan hesaplara göre yerden yaklaşık 2,5 km havada patlatılan 1 megaton’luk atom bombasının çarpma etkileri kısaca; 20 psi ek basınç altında, rüzgarın hızı 670 km/h iken her şey yerle bir olur.

İlk hidrojen bombasının icadı ise 1945'te II. Dünya Savaşı'nı resmi olarak sona erdiren Japon İmparatorluğu'ndaki Hiroşima ve Nagasaki' ye atom bombası saldırısının öğrenilmesinin ardından program ağırlıklı olarak Nazi silah projesi ve ABD Manhattan Projesi hakkında etkili istihbarat toplanması yoluyla devam etti. 29 Ağustos 1949 tarihinde Kazakistan Sovyet Sosyalist Cumhuriyeti'nin Semey şehrinde ABD'nin Fat Man tasarımına dayanan ve RDS-1 adı verilen ilk başarılı atom bombası testini gizlice gerçekleştirdi. Nükleer Fizikçi Edward Teller, Sovyetler Birliği'nin 1949 yılında geliştirdiği bu ilk atom bombasını denemesi üzerine, Truman yönetimini hidrojen bombası çalışmalarına hız vermeye ikna etti. Teller'in geliştirilmesine öncülük ettiği ilk hidrojen bombası, 1 Kasım 1952 yılında  Büyük Okyanus'taki Enewetak Mercan Adaları'nda patlatıldı. Bomba, 160 km genişliğinde ve 40 km yüksekliğinde bir mantar bulutu oluşturarak civar adalardaki tüm canlıları öldürdü. Sovyetler ise 30 Ekim 1961 tarihinde, saatler Greenwich saati ile 8:30'u gösterirken Novaya Zemlya'da Tsar (Çar) Bomba lakaplı 57 megatonluk bir hidrojen bombası denemesinde bulunmuştur. Bu bomba Hiroşima'ya atılan atom bombasından yaklaşık 3.800 kat daha güçlüdür. Oluşturduğu alev topu 965 km (599.624 mil) öteden gözlenebilmiştir.

İlk nötron bombası da, 1958 yılında Fizikçi Samuel Cohen tarafından bulundu. İlk başlarda dönemin ABD başkanı John F. Kennedy'nin karşı çıkmasına rağmen 1963 yılında Nevada'da bir yer altı üssünde denemesi yapıldı. Geliştirilmesi sonraki başkan Jimmy Carter döneminde 1978 yılına kaldıysa da protestolar yüzünden ertelendi. Üretimine başlanması 1981 yılında başkan Ronald Reagan döneminde oldu. Bombanın patlamasıyla saçılan nötron ışınları, binalar ve çevreye bir zarar vermemekle birlikte insan hayatı için kesin öldürücü tehlike içermektedir. 1 kilotonluk nötron bombasının patlama noktasından 700 m uzaklıkta, yaklaşık ışıma dozu 16000 radyan olduğunu varsayarsak, hemen peşinden bedensel ve düşünsel etkinliğin anında ve tamamen kaybı, 1-2 gün süren can çekişmeden sonra ölümün kaçınılmazlığı gelir diyebiliriz. 

Bombaların Fiziği ve Mekanizması

Nükleer silahlar çalışma prensiplerine göre ikiye ayrılırlar. İlk üretilenler atomların parçalanmasıyla çalışan fisyon bombalarıdır. Daha sonra devam eden çalışmalarla bir fisyon bombasının termonükleer reaksiyon oluşturabilmesi için tüm koşulları sağlayabildiği tespit edilmiş ve çekirdek birleşmesiyle çalışan füsyon bombaları üretilmiştir. Bunlar ise hidrojen bombalarıdır. Klasik atom bombalarından çok daha güçlüdürler. Bu bombaların yapımı için zenginleştirilmiş uranyum yani U-235 gereklidir.

 

 

 

                             

    

                                       

  

 

Bir nötron bombasında muhafaza malzemesi ya nötronlara karşı geçirgen olacak ya da üretimlerini aktif olarak arttıracak şekilde seçilir. Termonükleer reaksiyonda yaratılan nötronlar fiziksel patlamanın önüne geçerek patlamadan daha hızlı hareket ederler. Silahın termonükleer aşaması dikkatli bir şekilde tasarlanarak atomik patlama en aza indirilirken nötron patlaması yükseltilir. Bu nötronun ölümcül yarıçapının patlamanın kendisinden daha büyük yapar. Nötron bombasının yaydığı trityumun yaklaşık 13,32 yıl ömrü vardır. Bu ömür, atom bombasına göre on kat daha fazladır. Bir atom bombasında ise deniz seviyesinde hem gama ışınlarından hem de nötronlardan oluşan toplam radyasyon salınan tüm enerjinin yaklaşık %5'i kadardır. Bu oran nötron bombalarında %40'a yakındır. Bunun sebebi ise özel tasarlanmış daha yüksek nötron üretiminden gelir. Ayrıca bir nötron bombası tarafından yayılan nötronlar bir fisyon reaksiyonu sonrasında yayılanlardan çok daha yüksek ortalama enerji seviyesine sahiptir. Nötronlar hava tarafından emildiği ve çevreden hızla kaybolduğu için bir düşman topluluğu üzerinde böyle bir patlamanın mürettebatı öldürmesi ve bölgeyi hızla tekrar işgal edilebilecek hale getirmesi için tasarlanmıştır. Sonuçta kimse öncesinde radyoaktif bir patlama olmuş alanı işgal etmek istemez. Ancak üretimlerinin pahalı olması ve kullanımlarının zor olması nedeniyle artık üretilmemektedir. Doğada bulunan uranyumun sadece %0.71 kadarı U-235'ten kalanı ise parçalanmayan bir izotop olan U-238'den oluşur.

           

                     

                                    

                                        

Bomba yapılacak olan uranyum %90 oranında zenginleştirilmelidir (U-235 izotopunun uranyum içerisindeki diğer izotoplardan ayrıştırılmasına zenginleştirme denir). Zenginleştirme işlemi iki şekilde yapılır ve oldukça uğraştırıcıdır. Çünkü biri çok pahalı diğeri ise çok yavaştır. İlki gaz difüzyonu yöntemi ile katı olan uranyumu gaz haline çevirmeye ve bu şekilde yarıştırmaya dayanır. Daha sonra yüksek basınca dayanıklı iki bölmeden oluşan ve aralarında gözenekli bir zar bulunan kabın içine konan metal haldeki uranyum yüksek basınç altında UF6 gazı haline getirilir. U-235 içeren gaz molekülleri diğer moleküllerden hafif olduğu için ısı altında daha hızlı hareket ederek gözenekli zarın diğer tarafında birikirler. Konsantre bir zenginleştirme için bu işlem binlerce kez tekrarlanır. Bu yöntemde kullanılan kapların ve basınçlama işlemi için harcanan binlerce megawatt'lık enerjinin maliyeti tesis için dev boyutlardadır. Ancak pahalı olan bu yöntemle bir sene içinde tonlarca zenginleştirilmiş uranyum elde edilebilir. Diğer yöntemse uranyum izotoplarının aynı frekanstaki lazer atımları karşısında verdikleri farklı tepkiye daynanır. Uranyum izotopları iyonlaştırılır ve bir manyetik alan üzerinden geçirilir. Aynı hızda hareket etmekte olan iyonlar manyetik alandan geçerken daha ağır olanlar daha küçük, hafif ollanlarsa daha büyük yarı çaplı daireler üzerinden saptırılıp karşıdaki bir toplayıcı levhanın farklı yerlerine düşürülür. Bu yöntem aşırı ucuz olmasına rağmen son derece yavaş işler. Yani gün sonunda ancak gram düzeyinde zenginleştirilmiş uranyum elde edilir.

Bomba yapımında kullanılan diğer bir madde olan plütonyumda uranyumdan elde edilir.  Bomba yapımına uygun uranyum ve plütonyum elde edildikten sonra bomba üretmek kolaydır. Nükleer silahlar zincirleme reaksiyonla çalışırlar. Uranyum U-235 ve plütonyum PU-239 gibi elementlerin çekirdeğine bir nötron çarptığında çekirdek iki parçaya bölünür. Bu esnada üç nötron ve bir miktar enerji açığa çıkar. Ortaya çıkan üç nötron U-235 veya PU-239'a çarptığında döngü tekrarlanmaya başlar ve buna zincirleme reaksiyon denir. Zincirleme reaksiyonunun devamlılığı yeterli U-235 atomu varsa sağlanır. Bu devamlılık için gereken ihtiyaca kritik kütle denir. Olası en küçük kritik kütle 7-8 kg'dır. Yani nükleer bomba üretiminin temelinde çok büyük miktarlarda ısı açığa çıkarabilecek bir zincirleme reaksiyon için gerekli süper kritik kütleye ulaşmak yatar.  Bunun en basit yolu silah tasarımlarıdır. Uranyum veya plütonyumdan oluşan kritik kütleden ayrılan küçük bir parça kurşun olarak adlandırılır. Bu kurşun bir patlayıcıyla küre ya da fıçı olarak adlandırlılan büyük kütleye doğru ateşlenir. İki kütle bir araya geldiğinde süper kütleye ulaşılmış olur. Ve fisyon bombalarında nükleer patlama gerçekleşir. Füzyon bombalarında ise hidrojen ya da hidrojenin izotopları olan döteryum ve trityum çekirdeklerinin birleşmesine dayalıdır. Bu birleşmeden doğan güç fisyondan çok daha güçlüdür. Ancak hidrojen çekirdeklerinin kaynaştırılabilmeleri için çok yüksek hızla çok yüksek ısı içinde çarpıştırılmalıdır. 

 

      

                         

 

Peki Neden Havada Patlatılan Bir Bomba Suda ve Karada Patlatılana Göre Daha Fazla Tahribat Yaratır?

Enerjinin patlama gibi ani biçimde ortaya çıkması basınç ve ısıyı artırır ve eldeki materyal, bomba muhafazası ile birlikte basınçlı, sıcak gaza dönüşür. Bu gaz hızla genişleyince de bir “şok dalgası” ya da “çarpma dalgası” meydana getirir. Bu çarpma-yıkma etkisi nükleer silahların etkilerinden bir tanesidir. İkinci olarak, bir nükleer patlama sonucu çok yüksek bir sıcaklık oluşur. Bir başka deyişle, enerjinin bir bölümü ısı olarak açığa çıkar. Ayrıca, çok parlak bir ışık oluşur. Termal radyasyon adı verilen bu ikinci tür etki çok uzak mesafelerde bile deri yanıklarına ve yangınlara neden olur. Bir nükleer patlamada, ayrıca radyoaktif ışınlar meydana çıkar. Buna ani radyasyon etkisi denir ve ölümcül sonuçlar doğurur. Son olarak da, nükleer patlama sonucu radyoaktif kalıntılar oluşur. Bunlar uzun bir süre radyoaktif ışınlar yaparlar ve rüzgar etkisiyle geniş alanlara yayılırlar. İşte bu sonraki radyoaktif etkilere de radyoaktif serpinti etkisi denir. Bunların tümü birden nükleer patlamanın nükleer silahların sonuç ve etkilerini meydana getirirler. Daha fazla tahribata sebep olmasını ile çarpma (blast) etkisiyle açıklayabiliriz.

           

     

Tüm bunlara ek olarak, nükleer denemelerin yeryüzündeki tektonik hareketlenmeleri arttırdığı söyleniyor. Ve doğal olarak bunlarında depremlere zemin hazırladığı belirtiliyor. Zaten nükleer denemeler sonrası Kuzey Kore halkının yaşadığı sarsıntılar ve depremler bir ara epey dillendirilmişti. Japonya'ya atılan atom bombaları sonrasında Japonya'nın teslim olmasıyla birlikte sıcak savaş son buldu. Sonrasında nükleer silahlanmanın artmasıyla soğuk savaş dönemine girildi. Nükleer silah kervanına katılan pek çok ülke olsa dahi  III. Dünya Savaşı'nın çıkmamasının en büyük nedeni bu zamana kadar silahlanmanın yaygınlaşmış olması ve nükleer silahın artık savaşı değil barışı temsil ediyor olmasıdır. Çünkü eminim ki hiç kimse elinde nükleer silahlar bulunan birine saldırmak istemez. Birleşmiş Milletlerce 2017 yılında kabul edilen nükleer silahlanma yasağı doğrultusunda dilerim ki böyle bir insanlık suçu bir daha hiç yaşanmaz....

Gözde Tutku DOĞRU
Yazar / 8 Yazı / 48,0K Okunma

1999, İstanbul doğumluyum. Liseyi, Davutpaşa Anadolu Lisesinde bitirdim. Şimdi de Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesinde İngilizce Fizik üzerine öğrenim görmeye devam ediyorum. Kendimi Fizik ve Astronomi alanında geliştirmek adına araştırmalar yapıyorum ve kurucusu olduğum Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Fizik ve Astronomi topluluğunda çalışmalarımı sürdürüyorum. Ayrıca boş zamanlarımda kendimi geliştirecek eğitimlere ve konferanslara katılmaya özen gösteriyorum. Amatör bir şekilde tiyatroyla ilgileniyorum. Farklı teknikler ile resim yapıyorum. Bolca kitap ve dergi okuyup Fizik ve Astronomi üzerine makaleler yazıyorum. Ayrıca eski bir lisanslı voleybolcuyum ve spor yapmaktanda son derece keyif alıyorum.


Yorum Yap

E-Posta adresiniz yayınlanmayacaktır.

ya da üye olmadan yorum yap ve onaylanmasını bekle.
ÜST