Fisyon Olayı Nedir
Fisyon Olayı
Fisyon, çekirdek fiziğinde kararlılığı az ve büyük olan çekirdeklerin kararlı küçük çekirdeklere dönüşmesi. Bu olayda büyük miktarda enerji açığa çıkar. Bölünme tepkimeleri atom bombalarının yapımında ve nükleer santrallerde enerji üretiminde kullanılır.
Örneğin nötronla bombardıman edilen U238 (uranyum) çekirdeği nötronu aldığı zaman kararsızlaşarak Baryum 142 ve Kripton 91’e dönüşür bununla birlikte 3 nötron salar ve yüksek miktarda gamma ışıması yapar. Bu yaklaşık 25.000 ton kömürün enerjisine eşittir. Fisyon tepkimelerinde açığa çıkan enerji nükleer reaktörlerde kontrollü olarak kullanılarak enerji elde edilebilir. Ayrıca açığa çıkan alfa ve gama ışınları bilimsel deneylerde kullanılır.
Fisyon tepkimesinde açığa çıkan nötronlar ortamdan uzaklaştırılmazsa, tepkime zincirleme devam eder.
Fisyon tepkimeleri için bir ilk enerjiye (aktiflenme enerjisi) ihtiyaç vardır.
Fisyon Bombası
Uranyum ve Plutonyum gibi elementlerin nötron kullanarak parçalanmasi esasina dayanan bir nükleer patlamadir. Uranyum veya Plutonyumun her izotopu bu tür bir parçalanmaya olanak vermez. Elementin çekirdegine gönderilen nötron bazi izotoplar tarafindan absorblanmasini müteakip parçalanmaya ugrarken bazi izotoplari nötronu bünyesinde tutarak izotopun bir baska izotopa dönüsmesine yol açar. Parçalanabilen izotop, parçalanmaya ugradiginda (nükleer reaksiyonla) iki daha küçük izotop ve 2-3 nötron açiga çikarir. Reaksiyon ürünü izotoplarin çekirdekleri ve elektron kabuklarindaki elektron sayilari kararli atomlarinkine uymamaktadir. Bu nedenle bunlara kararsiz izotoplar adi verilir ve kararli hale gelmeye çalisirlar. Kararli hale gelmeye çalisirlarken de enerji salmaya devam ederler. Bu enerjiye radyasyon adi verilir.
Uranyum veya Plutonyum’un parçalanabilir izotoplarinin bir nötronu yakalamasi ve parçalanmasi çok çabuk meydana gelir. Süre olarak piko-saniye (1*10E-12 sn) mertebesindedir. Atom parçalandiginda açiga isi ve gama radyasyonu formunda muazzam bir enerji salar. Bunun nedeni de bir parçalanma reaksiyonu ile olusan iki küçük izotopun kütleleri toplami Uranyum veya Plutonyum’unkinden küçük olmasidir. Bu kütle farki E=m c^2 formülü ile enerjiye dönüstürülür. Bir kilo zengin uranyum nükleer bomba olarak kullanilacak olursa, açiga çikaracagi isi enerjisi 16 milyon litre benzinin verecegi isi enerjisine denktir. Bir kilo uranyumun yaklasik 3 golf topuna karsilik gelen bir hacim isgal ettigi düsünülürse, buna karsin benzin 25 m x 25 m x 25 m lik bir prizma hacmine sigdirilabilir. Bu da size çok az bir miktar uranyumun patlama ile yarattigi enerji hakkinda daha iyi bir fikir verir. Nükleer patlayici olarak kullanilan Uranyum dogada bulundugu sekliyle kullanilamaz. Patlayici izotopuyla çok yüksek oranlarda zenginlestirilirler.
Her tasarim için nükleer fizik gerektiren hesaplar sonucunda patlayici miktar (ki buna kritik kütle adi verilir) bulunur. Bu hesaplar o kadar kolay degildir; bir bilgisayar yardimiyla ve çesitli deneysel parametrelerden elde edilen veriler kullanilir. Bu kütle bir araya getirilirse, kendiliginden patlama gerçeklesebilir. Bu nedenle, kritik kütle birkaç parça halinde ve bir birinden ayri yerlerde tutulurlar. Bunlarin ayri yerlerde tutulmasi bomba tasariminda bazi problemleri beraberinde getirir, söyle ki, patlamanin istendigi anda parçalar bir araya toplanmali, bir nötron parçalanma (zincir) reaksiyonunu zamaninda baslatmalidir.
Kritik olmayan kütleleri bir araya getirmek için iki teknik kullanilir:
1) Tabanca Ateslemeli
2) Içe Dogru Patlama ile Atesleme.
Nükleer reaksiyonlari baslatmak için nötrona ihtiyaç vardir. Bu nedenle nötron üreteci (jenaratörü) gerekir.
Alıntıdır.
