Fisyonun Keşfi

[bluemoon24]

Kuramsal

fizikteki üstün başarıları sonucu, henüz 28 yaşındayken İtalyan Kraliyet

Akademisi'ne üye seçildi. Akademi'nin en genç üyesiydi. 1934 yılının başlarında

çevresine topladığı bir grup fizikçiyle deneysel fiziğe yöneldi.

Çekirdek bombardımanında o zamana dek alfa parçacıkları kullanılıyordu.

Alfa parçacıkları, ağır kütlesi ve çifte elektrik yükü nedeniyle katı maddeye

nüfuz etkisi küçük kalıyordu. Fermi, iki yıl önce keşfedilen nötronu,

bombardıman mermisi olarak seçti. Nötron, elektrikçe yüksüzdü ve ayrıca kütlesi

alfa parçacıklarının dörtte biri kadardı. Herhangi bir itme ile karşılaşmadan

maddenin içlerine girebilirdi. Roma'dan zafer çığlıkları çok çabuk

yükseldi. Fermi ve arkadaşları önüne gelen elementi nötronla bombardıman ederek

bir dizi radyo izotop elde ettiler. Sıra uranyuma geldi. Görünürde değişen bir

şey yoktu. Nötronla bombardıman edilen uranyum, beta yayan çekirdeklere

dönüşüyordu. Beta olayının açıklamasını yapan Fermi'nin kendisiydi. Beta

yayan bir çekirdekte bir nötron bir protona dönüşüyor, yani atom numarası 1

artıyordu. 1934'te Fermi, Emilio Segre ve daha üç arkadaşının imzasıyla şu

haberi yayınladılar:Uranyumun nötronlarla bombardımanından en az 4

radyoaktif madde oluşmaktadır. Bunlardan ikisi, uranyumdan daha ağır 93. ve 94.

elementlerdir.Haber, bilim dünyasında bomba gibi patladı. Roma basını da

uranyumötesi elementlerin bulunduğunu yazıyordu. Aslında yanılmışlardı. Beta

yayıcılar uranyumötesi elementler değil, uranyumun yaklaşık ikiye bölünmesinin

ürünleriydi. Fermi ve arkadaşları fisyonla oynuyorlardı.O sırada bu

olasılıktan sadece Alman kimyacı Ida Noddack sözetmişti. Renyum elementinin

keşfeden kişi olan 38 yaşındaki Bayan Noddack şöyle diyordu:Bilinmeyen

radyoaktiflerin, periyodik tabloya dahil elementlerin hiçbirisine ait

olmadıkları, tek tek kanıtlanmadan, onlara yeni element demek doğru

olmazO zaman fizikçiler ve kimyacılar şöyle bir olguya koşullanmıştı:

nükleer bombardımana tutulan bir element ancak yakın komşularına

dönüşebilir.Fermi, yıllar sonra şöyle dedi:Uranyumda diğer

elementlerden farklı olarak bir olayın olabileceğini düşünecek kadar hayal

gücüne sahip değildik. Ayrıca oluşan radyoaktiviteleri ayrıştırabilecek kadar

kimya bilmiyordukHaberin büyüklüğü, devrin en ünlü radyokimyacısı olan

Otto Hahn'ın ilgisini çekti. 30 yıl sonra bir madalya töreninde ABD Atom

Enerjisi Komisyonu Başkanı G. T. Seaborg, Otto Hahn'a dönerek şöyle

diyecekti:Genç bir radyokimyacı olarak beni Nobel kazanmaya götüren

çalışmalarımda, sizin Uygulamalı Radyokimya kitabınız, elimden bırakmadığım,

sanki bir mukaddes kitaptı. Öğretmenine unutulmaz bir ödül vermenin güzel bir

örneği.1933 yılında, Nasyonal Sosyalist Parti ve onun lideri Adolf

Hitler, Almanya'da iktidarı -demokratik yolla, seçimle- ele geçirmişti. Faşizmin

dişlerini göstermeye başladığı bu yıllarda Otto Hahn (1879-1968), Berlin'de

Keiser Wilhelm Enstitüsü'nün radyokimya bölümü başkanıydı. Aynı enstitünün

nükleer fizik bölümü başkanı da bayan Lise Meitner'di. (1878-1968)Otto

Hahn ve Lise Meitner, 28 yıldır ortak çalışma yapan iki dosttular. Lise Meitner,

Almanya'nın Madam Curie'si diye de tanınır. Tarihin ilginç bir cilvesi olsa

gerek bu iki bilim kadını, Birinci Dünya Savaşı sırasında birbiriyle çarpışan

Fransa ve Avusturya Ordularında, karşı cephelerde röntgen uzmanı olarak hizmet

vermişlerdir.Roma'dan büyük haberlerin yayımlandığı günlerde Hahn ve

Meitner, Rusya seyahatinden dönüyorlardı. Onları karşılayan arkadaşları şöyle

takılırlar: Fermi'nin bombası uykunuzu kaçırmadı mı?1935'lerde Roma

fizikçi grubu dağılmıştı. Fisyonun bayrağı artık Berlin ekibinin elindeydi.

Ekip, Otto Hahn, Lise Meitner ve genç kimyacı Fritz Strassmann üçlüsünden

kuruluydu. Ekip nötronla bombardıman ettikleri uranyum tepkimesi sonucunda

yarıömrü farklı 9 element bulunduğunu gördüler (Fisyon tepkimesi sırasında 200

kadar radyoizotop oluştuğunu bugün artık biliyoruz). Berlin çalışmaları

sonucunda sadece 93. ve 94. değil, 94. ve 95. elementlerin oluştuğu açıklandı.

1937 yılında Fermi, Nobel Ödülü'ne aday gösterildi. Tam bu sırada

Paris'te, Iren Joliot-Curie ve Pavel Savitch ikilisi de aynı konuya ilgi duydu.

Onlar da nötronla uranyumu bombardıman etti. Bulunan elementler hakkında bir

kararsızlıktan sonra lantana çok benzeyen uranyumötesi bir element oluştuğunu

açıklarlar. Koşullanmışlık bir kez daha ayakucunda duranı uzaklara

savuruyor. Buldukları lantanın ta kendisiyiydi. Eğer bu tanıyı yapabilselerdi,

fisyonun keşfini Fransa yapmış olacaktı. Lantan (La), atom numarası 57 olan,

yaklaşık onun yarısı ağırlıkta bir elementtir ve uranyumun bölünme ürünleri

arasında olduğu bilinmektedir. Roma'dan sonra Paris de fisyonun keşfini

müjdelemekten mahrum oldu. Lise Meitner, 1907 yılından beri Berlin'de yaşıyordu

ve Avusturya pasaportu taşıyordu.1937'de Adolf Hitler, Avusturya'yı

işgal etti. 1938'de Avusturya'da artık Musevilere yaşam hakkı yoktu. Lise

Meitner, 1938 Temmuzunda apar topar Stockholm'e kaçmak zorunda kaldı. 10 Kasım

1938 günü ve ertesinde Berlin'de Musevilere ait ev ve işyerleri faşistlerce

yakılıp yıkıldı; kırılan camlar, caddeleri kristal bir örtü gibi

kaplamıştı.O gecenin adı 'Kristal Gece'ydi. Paris ekibinin çelişik

bildirileri O. Hahn ve F. Strassmann ikilisine incelemeye değer geldi. Hahn ve

Strassmann, 40 yıl önce Madam Curie'nin ayrımsal kristallendirme yöntemini

kullandılar. Önlerine baryum klorür çıktı. Fakat basiretleri bağlıydı. Baryum

olamayacağını düşündüler. Sonra radyoizotop karışımını yeniden ayırmaya

çalıştılar.Sonunda 17 ve 19 Aralık 1938'de gerçeği kabul eden sonuçlar

aldılar: 22 Aralık 1938'de makaleyi Doğal Bilimler Dergisi'ne ulaştırdılar.

Makale kısaltılarak 6 Ocak 1939'da yayımlandı. Uranyum, nötronla bombardıman

edilince yaklaşık eşit ağırlıkta ikiye bölünüyordu. Atomos, bölünemez demekti.

Demokrit'ten 2300 yıl sonra atomu insaoğlu bölmüştü.Yıllar sonra Otto

Hahn şöyle diyecekti:Nükleer fizikçiler bizi koşullandırmışlardı. Ne

zaman onların etkisini kafamızdan sildik ve bir kimyacı gibi düşündük, işte o

zaman gerçeği görebildik.19 Aralık 1939 Pazartesi günü Otto Hahn, kadim

dostu Lise Meitner'e uzun bir mektup yazdı. Şu ana kadar atomun

parçalanabileceğine hiç ihtimal vermedik. Öyleyse baryum nasıl doğuyor? Mevcut

fizik kanunlarına göre bunu açıklayabilir misin? diyordu.Lise Meitner

de bunun olabileceği şekline bir yanıt verdi. Lise Meitner'e, İsveç Bilimler

Akademisi Fizik Enstitüsü'nde profesörlük verilir. Yeğeni Otto R. Frisch ise

Kopenhag'da Niels Bohr'un yanındadır. Meitner ve Frisch, onun enerji yönünü

sezinlediler. Hesapla ve deneyle fisyon sonunda büyük bir enerji açığa çıktığını

gösterdiler.Canlı hücrenin bölünerek çoğalmasından esinlenerek, olaya

fisyon (bölünme) adını verdiler ve 16 Ocak 1939'da olayın mükemmel bir

açıklamasını, İngiliz Doğa Dergisi'ne gönderdiler. Lise Meitner ve Otto Robert

Frisch, olayı çekirdeğin sıvı damlası modeline ve maddenin enerjiye dönüşümüne

dayanarak açıklıyorlardı.Yalnız, olayın nötronla ilgili boyutunu

anlayamamışlardı. Onun açıklaması da Mart 1939'da Paris'ten geldi: Hans Von

Halban, Frederic Joiot ve Lew Kowarski üçlüsünün imzasını taşıyan ve Doğa

Dergisi'ne postalanmış mektup, olayda fazla nötron açığa çıktığını ve ardışık

bir zincir tepkimesi oluştuğu açıklanıyordu. Otto Hahn engin bir alçak

gönüllülükle şöyle der:Zaman, keşif için olgunlaşmıştı. Buna, Berlin'de

ulaşılması bizim talihimizdi.Fisyon olayı, 1939 yılında Avrupa'da

çözülmüştü. Ama İkinci Dünya Savaşı'nın alevleri de Avrupa'yı yakmaya

başlamıştı. Avrupa'daki savaş yangını, atom yarışında bayrağın, kıta

değiştirmesine yol açtı. Şans bir kez daha Amerika Birleşik Devletleri'ne güldü.

Avrupa'daki bilim adamlarının kaçtığı/göçtüğü/sığındığı iki ülke oldu: Amerika

ve Türkiye.Bu konularda pek sesi soluğu çıkmayan Amerika, inanılmaz bir

atak yaparak başa geçti. Avrupa'da faşizmin egemen oluşu, bilim adamlarını

Amerika'ya yığmıştı. Türkiye'ye gelenler de 1933 Üniversite Reformu'nun

mimarları oldular. (Türkiye, 1990'larda Sovyetler Birliği'nin çöküşünden

yararlanabilirdi; ama bu atılımı yapacak iktidar yoktu.)1940'larda,

bilimin önündeki soru şuydu: Fisyon yapan uranyum izotopu hangisidir?

Uranyum-235 mi, uranyum-238 mi? Doğadaki 1.000 uranyum atomundan yalnızca 7 si

uranyum-235, 993 tanesi ise uranyum-238 idi.Mart 1940'da Amerika'lı J.

R.Dunning, uranyum-238'in fisyona katılmadığını gösterdi. Bu, ciddi bir sorundu.

Çünkü doğada çok olan değil de, eser miktarda denebilecek olan uranyum-235 işe

yarıyordu. Kısacası, fisyon olayı için 1.000 atomdan 993 tanesi safra

durumundaydı; işe yaramıyordu.Uranyum-238, gerçi nötron yutuyordu ama

fisyon yapmıyordu. Bir de nötronların hızına ve tasarrufuna bakmak gerekiyordu.

Fisyonda hızlı nötronlar değil, yavaş nötronlar daha etkin ateşleyiciydi. Yani

zincir tepkimesi için yalnız uranyum değil, aynı zamanda nötron yavaşlatıcısı

bir madde de gerekiyordu.



Siyaset, Bilim Ve Tarih Bilinci (Doğan Özlem )The Benefits Of TreesEnerji TasarrufuAlternatif Ucuz Enerji KaynaklarıErozyonun Tanımı Ve ÇeşitleriDünyamızın HareketleriDoğalgazDeve KuşlarıTeknolojik CellatlarımızKüresel IsınmaÇimento İşkolu Ve SorunlarıAtmosferin Başlıca Gaz KirleticileriNükleer EnerjiYapay KristallerHyrogen Fuel  The Fuel Of FutureKentiçi Ulaşımı Ve Çevre SorunlarıPrcı HakkındaÇevre Kirliliği Ve SonuçlarıSivil SavunmaUluslararası Hukuk Ve Çevre