Uran

Uranyumdan Nasıl Bomba Yapılır?Zenginleştirilmiş Uranyumdan Nasıl Bomba Yapılır?Zenginleştirilmiş uranyum, uranyum elementi ile izotopu olan U-235’i yüksek oranda barındıran ve yüzde 72’si doğal uranyumdan oluşan atomlardır. U-238 olarak adlandırılan normal uranyum, çekirdeğinde bulunan nükleonların (protonve nötron) miktarını belirtir. Yani 238, uranyumun doğada bulunduğu şekliyle proton ve nötronların toplamının sayısal olarak ifadesidir. U-235 atomunda, proton ve nötronlar düzensiz bir yapıya sahiptir. Kararsız ve daha elverişli hale getirmek için ise termal nötronların parçalanması gerekmektedir. Nükleer enerji ve nükleer silahların temeli olan bu parçalanma, yani fizyon süreci başlarken, aynı zamanda bir zincir reaksiyonu da başlamış olur.U-235, normaluranyumdan yüzde 1.26 daha hafif olmasına rağmen, aynı kimyasal özeliklere sahip olduğundan dolayı ayırt edebilmek zordur. Aynı zamanda süreç, oldukça yoğun enerjili ve maliyeti yüksek olduğundan dolayı, şimdiye kadar sadece birkaç ülke sanayi ölçeğinde çalışmalar yürütebilmiştir. 

Uranyum reaktör yapabilmek için U-235’in yüzde 3 ya da yüzde 4 gibi bir oranı kullanılırken, silah ya da bomba yapabilmek içinse yüzde 90 gibi bir oranına ihtiyaç vardır. Uranyum ayrışması için 9 farklı teknik bulunmaktadır. Ancak bazılarının kesinliklediğerlerinden daha iyi çalıştığını söyleyebiliriz.Araştırmacılar 2. Dünya Savaşı sırasında Amerika Birleşik Devletleri’nde bir dizi teknik kullanarak, ilk izotop ayrımının çalışmalarını yürütmüşlerdir. İlk aşama termal difüzyondan meydana geliyordu. Bilim adamları çok küçük sıcaklık değişimleri ile soğuk ve sıcak ısıl bölgelerde hafif U-235 ve ağır U-238 moleküllerini elde edebilirler. Bu, bir sonraki aşama olan elektromanyetik izotopayırma için malzeme oluşmasını sağlamış oldu.Elektromanyetik izotop ayırma işlemi, uranyumun buharlaştırılması ve pozitif yüklü iyonlar elde etmek için iyonlaştırma işlemlerini içerir. Daha sonra iyonize olmuş uranyum, güçlü bir manyetik alan tarafından eğilerek hızlandırılır. Hafif olan U-235 atomları, U-238 atomlarına göre manyetik alanda daha fazla saptırılır. Bu işlem birçok kez tekrarlanarak uranyum, U-235 parçalarından kurtarılarak zenginleştirilmiş hale gelir. Bu uranyum zenginleştirilmesi tekniği Hiroşima’yı yok eden Little Boy Bombası’nın yapımında kullanılmıştır. (Little Boy: Dünya’da saldırı amacıyla kullanılan ilk atom bombasının adıdır. 1945 yılında Japonya’nın Hiroşima kentine atılan atom bombası 70 binden fazla insanın ölümüne sebep olmuş ve birçoğunun da hastalanmasına, sakat doğmasına ve radyasyondan zehirlenmesine neden olmuştur.)Soğuk Savaş sırasında ise gaz difüzyonu tekniği, elektromanyetik izotop ayırma tekniğine tercih edilmiştir. Bu teknik ile yarıgeçirgen bir zar boyunca uranyum hegzaflorid gazı itilir ve uranyumun iki izotopu birbirinden ayrılmış olur. Önceki teknikte olduğu gibi sistemi U-235’ten izole etmek ve zenginleştirilmiş uranyum elde etmek için pek çok kez tekrarlanması gerekmektedir.Günümüzde ise araştırmacılar, zenginleştirme tekniği olarak santrifüjlemeişlemini kullanırlar. Sanrifüj işlemi sırasında, tercihen ağır olan U-238 atomlarının elde edilmesi için hafif U-235 atomları santrifüjün dış duvarlarına doğru itilir. Tüm diğer teknikler gibi esas sonucu elde etmek için birçok kez tekrarlanmalıdır.Bu şekilde uranyum arındırmak için tüm santrifüj sistemini aynı anda ve birçok kez kullanma işlemine ise kademeli santrifüjleme denilmektedir. İzotopları ayırmak için ısının yanı sıra merkezkaç kuvvetini de kullanan Zippe Tekniği ise, geleneksel santrifüjleme tekniğinden daha gelişmiş bir tekniktir.Diğer uranyum izotopu ayırma yöntemleri ise aerodinamik işlemler, lazerle ayırma, plazma ile ayırma, oksidasyon/redüksiyon tekniği gibi, izotopların yüzde 1.26’lık kütle farkından ya da izotopların kimyasal eğilimine göre değişkenlik göstermesinden yararlanan tekniklerdir.Yüksek zenginleştirilmiş uranyum tableti. Fotoğraf, Wikipedia’dan alınmıştır.Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı, dünyadaki tüm uranyum kaynaklarını gözlem altında tutarak bu kaynağın barışçılbir şekilde kullanılıp kullanılmadığını denetlemekle görevlidir. 2007 senesi itibariyle dünyada nükleer silah üretimi, askeri teçhizat ve araştırma amaçlı toplam 2 bin ton zenginleştirilmiş uranyum üretilmiştir. Zenginleştirme işlemi uranyumun kullanım amacı ve şekline bağlıolarak;*.Az zenginleştirilmiş uranyum*.Orta zenginleştirilmiş uranyum*.Yüksek zenginleştirilmiş uranyumolmak üzere 3 ayrı derecelendirme işlemine tabi tutulmaktadır.Nükleer silahların hedeflerinin dışına çıkabilen uzun vadeli inanılmaz tahrip edicigüçleri vardır. Zenginleştirilmiş uranyumdan ya da başka ağır elementlerden bomba yapmak, gelişen teknoloji ve sayısız destekle zor olmaktan çıkmıştır. Ancak nükleer bir patlamanın patlama anında sıcaklığın aniden yükselmesiyle her şey buharlaşır ve gerçekten ölümcüldür. Patlamayla birlikte oluşan ısı ve radyasyon yayılımının çevresel etkileri son derece zararlı olabilmektedir [5]. Radyasyonun ve radyoaktif serpintinin vücutta aktif bölünmeye uğrayan hücreleri doğrudan etkilediği kanıtlanmıştır. Ayrıca yüksek tahrip güçlü patlayıcıların da, azot oksitleri stratosfer ve ozon tabakasına taşıması nedeniyle ozon tabakasını ciddi ölçüde azaltabileceği görülmüştür. Bu nedenle ülkeler ve hükumetler nükleer silah yapım teknolojisini kontrol etmeye ve nükleer cephaneliği azaltmaya çalışmaktadırlar.Tuğba YaşarMarmara Üniversitesi Fizik BölümüKuark Bilim Topluluğu Popüler Bilim Yayın GrubuKaynaklar:1.http://www.wisegeek.com/how-is-uranium-enriched-to-make-bombs.htm2.http://www.livescience.com/6463-uranium-enriched.html3.http://www.smithsonianmag.com/science-nature/what-is-enriched-uranium-17091828/?no-ist4.http://tr.wikipedia.org/wiki/Little_Boy5.http://zaltac.ogu.edu.tr/nukes/nuke5.html