6 Ağustos 1945 sabahı, bir bombardıman uçağı dünyanın saldırı amacıyla kullanılan ilk atom bombası Little Boy’u (Küçük Oğlan) Hiroşima’nın üzerinde bıraktı.
Bomba 45 saniye boyunca düştükten sonra sensörlerinden gelen veriler doğrultusunda ateşleme düzeneğini devreye soktu. Patlayıcılar sayesinde birbirinden ayrı olarak yerleştirilen Uranyum 235 izotopu (U-235) kütleleri birbirleriyle çarpıştırıldı. Bu çarpışma sonrasında fisyon tepkimelerinin bir patlamaya yol açacağı kritik kütlenin üzerine çıkıldı.
Fisyon tepkimesinde uranyum gibi ağır bir atom ile bir nötron çarpıştırılır. Bu çarpışma sonrası atom parçalanır ve daha küçük kütleli atomlar oluşur. Fisyon tepkimesini başlatan nötron sayısı bir iken tepkime sonrasında oluşan nötron sayısı daha fazladır. Bu sayede bir uranyum atomu parçalandıktan sonra ortaya çıkan nötronlar diğer uranyum atomlarıyla çarpışarak onların da parçalamasını ve yeni nötronlar oluşturmasını sağlar. Fisyon tepkimesi, bu şekilde devam eder. Birbiri ardına devam ettiği için de “nükleer zincir tepkimesi” olarak isimlendirilir.
Fisyon tepkimesinde ortaya çıkan yeni atomlar ile uranyum atomunun parçalanmadan önceki hâli arasında bir kütle farkı oluşmaktadır. Bu kütle farkı, Einstein ile özdeşleşmiş e= mc2 denklemi ile açıklanıyor. Bu denklem kütle (m) ile enerji (e) arasındaki ilişkiyi ifade ediyor. Denklemdeki c ise ışık hızıdır (299.792.458 km/s). Tepkimede kaybolduğunu düşündüğümüz kütle, enerjiye dönüştü. Denklemde kütleyi ışık hızının karesi ile çarptığımız için kütle ufacık olsa bile ortaya çıkan enerji muazzam boyutta oluyor.
Atom bombası patladıktan sonra çevresine ısı, şok dalgaları ve radyasyon yoluyla zarar verdi.
Fisyon tepkimesi, çapı iki yüz metreyi aşan bir ateş topu oluşturdu. Ateş topu oluşur oluşmaz etrafa ısı ve ışık yaymaya başladı. Patlamanın ilk anlarında ateş topu ultraviyole, kızılötesi ve görünür dalga boylarında radyasyon yaydı. Bu yüksek enerjili ışık (termal radyasyon) insanlara veya nesnelere çarptığında soğuruldu ve çarptığı her yeri hızla ısıttı.
Patlamanın merkez üssündeki sıcaklık 3000 ile 4000 santigrat dereceye ulaştı. Bu sıcaklık demirin erime sıcaklığının iki katı, kaynama noktasının ise daha da üstündeydi.
Termal radyasyon öylesine güçlüydü ki maruz kalan yüzeylerde, kalmayan yüzeylere göre renk farkları dahi oluştu. Ayrıca şehirde birçok yangın çıkmasına da sebep oldu.
Tüm bu etkilere bakıldığında ısı, bir nükleer silahın ortaya çıkardığı etkinin %35’ini oluşturur.
Patlamanın ilk saniyelerinde görünen kör edici ışıktan ve termal radyasyonla gelen ısıdan sonra şehri yüksek hızlı basınç dalgası ve ardından da şiddetli rüzgâr vurdu. Canlılar ve şehirdeki yapılar patlama dalgaları nedeniyle çok büyük zararlar gördü. Şehirdeki yapıların çok azı ayakta kalabildi.
Şok dalgaları ise bir nükleer silahın ortaya çıkardığı etkinin %50’sini oluşturur.
Radyasyonu ortamda taşınan enerji olarak tanımlayabiliriz. Bu enerji, parçacıklar ile taşınabildiği gibi elektromanyetik dalgalar ile de taşınabilir. Eğer radyasyon yani taşınan enerji atomlarda iyonlaşmaya sebep olmuyorsa buna iyonlaştırıcı olmayan radyasyon diyoruz.
Günlük hayatımızda aslında birçok yerde radyasyona maruz kalıyoruz. Radyo dalgaları, kızılötesi dalgalar hatta gözümüzle görebildiğimiz ışık, iyonlaştırıcı olmayan radyasyona örnek verilebilir.
Eğer taşınan enerji atomdan elektron koparabiliyor ise buna da iyonlaştırıcı radyasyon diyoruz. X-ışınları ve gama ışınları buna örnek verilebilir. Atom bombası patladığında da etrafa bol miktarda iyonlaştırıcı radyasyon yaydı.
Patlama kaynaklı iki çeşit iyonlaştırıcı radyasyon etrafa yayılmıştı. Bunlardan biri fisyon süreci yani patlamadan sonraki ilk dakikalarda üretilen “ilk radyasyon”, diğeri ise patlamadan sonraki ilk dakikalarda çevrede varlığını sürdüren “kalıntı radyasyon”du. İlk radyasyonda patlamada ortaya çıkan nötronlar ve gama ışınları önemli mesafeler kat ederek insan derisine nüfuz etti ve iç yaralanmalara neden oldu.
Kalıntı radyasyonda patlama sonrasında atom bombasının kendi enkazı, patlamanın yüzeye yakınlığına göre de toprak, su gibi yüzeyde bulunan materyaller, yükselen bulut tarafından emilerek bir serpinti oluşmasına sebep olur. Bu serpinti geniş alanlarda biyolojik yaşamı tehdit edebilir.
Akut radyasyon nedir?
Patlamayı takip eden günlerde Hiroşima’da patlamadan kurtulan insanlar daha görünür yaralarına ek olarak kusma, ishal, iştahsızlık ve genel bir halsizlikten şikayetçiydi. Bunlar akut radyasyon belirtileriydi. Patlamadan on bir gün sonra, 17 Ağustos’ta bir doktor, hastalarının çoğunda cilt altında küçük kanamalar ve saç dökülmeleri gözlemledi. İyonlaştırıcı radyasyonun sağlık üzerindeki etkileri çok daha uzun süreler devam etti. Hem bombadan etkilenen insanlarda hem de onların sonraki nesillerinde kanser ve genetik bozukluklar gibi hastalıklar ciddi oranda arttı.
Atom bombası atıldıktan sonra hem Hiroşima’da hem de Nagazaki’de radyoaktivite sanıldığı kadar uzun bir süre devam etmedi. Patlamadan üç ay sonra iki şehirde tespit edilen radyoaktivite miktarı önemsenmeyecek bir düzeye kadar inmişti. Ayrıca iki şehirde de bitki yaşamı gelişmeye devam etti.
Radyasyon bir nükleer silahın ortaya çıkardığı etkinin %15’ini oluşturur.
Bombada kullanılan 64 kilogramlık uranyum yakıtın 1 kilogramdan azı fisyon tepkimesine uğramıştı. Fisyon sonucunda da 0,6 gram kütleye sahip madde enerjiye dönüştü. Bu enerji 15 bin ton TNT’nin patlama gücüne denk bir patlama yaşanmasına sebep oldu. Patlamanın mantar bulutu 12 kilometreyi aşan bir yüksekliğe ulaştı. Patlama anında ve çok kısa bir zaman diliminde 70 bin, 1945’in sonuna kadar ise 100 binden fazla insan hayatını kaybetti.
(Kağan Gökhan Görgişen, bilimgenc.tubitak.gov.tr)
Görsel: chernobylx.com
