KUANTUM #4: Zayıf Nükleer Kuvvet (Radyoaktivite)

Doğadaki 4 temel kuvvetten biri olan zayıf nükleer kuvvetin gerçekten de şanssız bir isme sahip olduğunu söyleyebiliriz. Her ne kadar güçlü alanın milyarda biri kuvvetinde olsa da radyoaktiviteyi sağlayan ve zamanında Nobel ödüllü Fransız bilim insanı Marie Curie'nin ölümüne dahi sebebiyet vermiş bu kuvvet aslında pek de zayıf değil. Görevi diğer kuvvetlerin yaptıklarını yıkmak ve bu yıkımla atomların içindeki enerjinin bir kısmını geri vererek gezegenimizi ısıtmak...

    Zayıf nükleer kuvvetin kuvvet taşıyıcıları W+, W- ve bozonlardır. Kısa mesafede etkili olan (yaklaşık olarak proton boyutunun %1'i) ve kütlesi  yaklaşık olarak 90 protona denk gelen bu bozonların temel görevi kuarkların çeşidini  değiştirmektir. Kuarklar nötronların ve protonların yapı taşlarıdır. Her bir protonda iki yukarı, bir aşağı; her bir nötrondaysa bir yukarı, iki aşağı kuark vardır ,ki kuarklar elektrik yüklüdür ve bu yükleri atomun dengede durmasını sağlar. Bozonlar bu kuarkları değiştirerek atomun dengesini bozarlar ve fisyon reaksiyonu dediğimiz olay oluşur.

  Bozonlar bir protonu bir nötrona dönüştürürken aslında protonun içindeki bir yukarı kuarkı aşağı kuarka dönüştürürler. Nötron protona  dönüşürken de bunun tam tersi geçerlidir. Bunun sonucunda dengesini kaybeden atom parçalanır yani atom bozunur. Radyoaktif bozunum dediğimiz fisyon tepkimesi sonucu etrafa dört şey saçılır:

1. Gama Işını

2. Alfa parçacığı

3. Beta parçacığı

4. Nötrino

 

1)Gama Işını

   Gama ışını aslında çok enerjik bir fotondur. Öyle ki bir gama ışını sadece çarparak bile bir atomu iyona     dönüştürebilir. Yani elektronlarından birini ayırarak, atomu elektron aramaya itebilir. Eğer elektron arayan   atomun etrafında bir canlı varsa radyoaktif yanık oluşabilir. Daha da kötüsü hücrelerimizdeki DNA   moleküllerini parçalayarak kodlarını değiştirebilir. Bunun sonucunda da genelde mutasyon veya kanser oluşur.

 

2)Alfa Parçacığı

Alfa parçacığı, elektronları kopartılmış bir helyum atomuna denk gelir. İki nötron ve iki protondan oluşur. Kendine elektron aramaya başlar ve diğer atomların elektronlarını çalabilir yani radyoaktif yanıklara yol açabilir. Uranyum gibi çekirdeği ağır elementler bu yüzden tehlikelidir. Ciltteki atomların kimyasını bozarlar.

 

 

 

3)Beta Parçacığı

   Beta parçacığı, çok enerjik bir elektrondur. Fisyon tepkimesi sonucunda çekirdekteki enerji fazlalığı ünlü   denklem  E=mc²'ye göre maddeye yani elektrona dönüşür. Bu elektron negatif ya da pozitif olabilir. Eğer değişen   parçacık protonsa, etrafa pozitif (+) yüklü elektron(pozitron), nötronsa negatif (-) yüklü elektron yayılır.

 

 

4)Nötrino

Nötrinoların en ilginç özelliği şu ana kadar bilinen en küçük parçacık olduğudur. Çok küçük, yüksüz ve enerji taşıyan nötrinoların sayısı çok fazla. Öyle ki vücudumuzun her santimetresinden her saniye 60 milyar nötrino geçiyor.-İşin ilginç tarafı bizi fark etmiyorlar bile-Çünkü güçlü alana ve -yüksüz oldukları için- de elektromanyetik alana karşı tepkisizler. Sadece zayıf nükleer kuvvete ve kütleçekime bağlı olarak hareket ediyorlar. Bu da atomların içinden kolaylıkla geçmelerini sağlıyor.

 

Her ne kadar yıkım olarak ifade edilse de, nükleer santrallerin enerji üretmesini sağlayan şey de radyoaktivitedir. Düşük yakıt maliyeti, yüksek miktarda enerji üretimi gibi yararları olan nükleer kuvvetin ana maddesi ise uranyumdur. Nükleer santrallerde enerji, uranyumun fisyon tepkimesine girmesiyle elde edilir. Medyanın çarpıtarak kötü gösterdiği nükleer kuvvet hakkında, Cristophe Galfard Evren Avucunuzda isimli kitabında şöyle bahsediyor:

 

''Atom merkezini fisyonu ya da füzyonuyla bir bütün olarak bakılınca, atom enerjisi büyük miktarlarda enerjiler içerir ve bu enerjiler de insanın nükleer santraller yoluyla olabildiğince etkin toplamaya çalıştığı şeydir. Bizim yapabileceğimiz, bu tür teknolojilerin günün birinde temiz ve güvenli hale gelmesini ummak çünkü barındırdıkları potansiyel akıllara durgunluk verici.

Basında kötü temsil edilmelerine ve geçmişte belirsiz gerekçelerle kullanılmalarına karşın, nükleer kuvvetler olmasa var olmayacağımızı asla unutmamalıyız. Radyoaktivite olmasaydı dünya üstünde yaşam imkansız olurdu.

Tabi bizim bildiğimiz türden bir yaşam.''

 

Referanslar:

  1. Galfard, Christophe (2017), Evren Avucunda, (İstanbul, Domingo Yayınları)
  2. Hawking, Stephan (2012), Zamanın Kısa Tarihi (İstanbul, Alfa Yayınları)
  3. http://www.taek.gov.tr (Görsel için)

 

İlgili Makaleler

Başlık

Açıklama