Fisyon Nedir

Fisyon Nedir, Fisyon Çekirdek Bölünmesi Hakkında Bilgi

Fisyon, çekirdek bölünmesi olarak da bilinir, uranyum ya da plütonyum çekirdeği gibi ağır bir atom çekirdeğinin hemen hemen eşit kütleli iki parçaya bölünmesidir. Çekirdek bölünmesinde çok büyük miktar­da enerji açığa çıkar.

Doğada geçerli temel ilkelerden biri, her sistemin, engelleyici bir etki bulunmadığı sürece, potansiyel enerjisinin en alçak dü­zeyde olacağı biçimi alacağını öngörür. Örneğin, bir dağın tepesinde bulunan su, engellenmediği sürece, aşağı doğru akar, böylece potansiyel enerjisi giderek azalır ve kinetik enerjiye dönüşür. 1905’te Einstein, enerji ve kütlenin aynı fiziksel niceliğin farklı görünümleri olduğunu ve birbirlerine dönüşebileceğini ortaya koydu. Bir ağır elementin (atom numarası demirinkinden daha yüksek olan elementler) atomunun çekirdiği iki parçaya bölünürse, oluşacak iki çekirdeğin kütlelerinin toplamı, bölünen çekirdeğin kütlesinden daha küçük olur; bir başka deyişle iki çekirdekten oluşan yeni sistem daha az enerjiye sahiptir (aradaki kütle farkı, bölünme sırasında enerji olarak açığa çıkar). Bir çekirdek, yine de, hemen bölünüp iki parçaya ayrılmaz. Bunun nede­ni, çekirdeği oluşturan nükleonlar (proton­lar ve nötronlar) arasındaki etkileşimi oluş­turan iki tür kuvvet arasındaki büyük nitelik farkıdır.

Protonlar ve nötronlar arasında etkiyen ve çok kısa erimli bir çekme kuvveti olan çekirdek kuvveti ile yalnızca protonlar arasında etkiyen daha uzun erimli elektro­statik (Coulomb) itme kuvveti, çekirdek bölünmesinin gerçekleşebilmesi için aşılma­sı gereken bir potansiyel duvarı oluşmasına yol açar. Önüne set çekilen suyun aşağı doğru akamamasına benzeyen bu olguda, aşılması gereken bu potansiyel duvarına (bölünmeye uğrayabilmesi için çekirdeğe verilmesi gereken ek enerjiye) “bölünme engeli” denir. Periyodik tabloda yukarı doğru çıkıldıkça, bir başka deyişle daha ağır elementlere doğru gidildikçe bu engel alçaldığından, ağır çekirdeklerin bölünmesi daha kolay gerçekleştirilebilir.

Bir çekirdeğin bölünmeye uğraması iki yolla gerçekleşebilir. Suyun aşağı akışını engelleyen duvarda bir delik açılmasına benzetilebilecek olan “kendiliğinden çekir­dek bölünmesi” olayı, doğada kendili­ğinden ama çok seyrek olarak gerçekleşir. Bölünme için gereken ek enerjinin çekirde­ğe dışardan, örneğin çekirdeğin soğuracağı bir nötron aracılığıyla verilmesi yoluyla gerçekleştirilen bölünme ise, suyun düzeyi­nin, önündeki seti aşabilecek biçimde biraz yükseltilmesine benzetilebilir. Bu tür bölün­me, nötron soğurulmasıyla sağlanabileceği gibi, başka parçacıkların (örn. proton, alfa parçacığı, gama ışını) soğurulması yoluyla da gerçekleşebilir.

Çekirdek bölünmesinde yer alan olaylar dizisi 6 aşamada ele alınabilir. Ağır çekir­dek, bir parçacık (örn. bir nötron) soğurarak ek enerji alır, bu da çekirdeğin biçimin­de hızlı değişmelere yol açar (1. aşama). Bu titreşimler sonucunda, çekirdek, geçiş duru­mu adı verilen uzamış bir biçim alır (2. aşama). Bu aşamada çekirdekteki kuvvetler geçici bir denge durumundadır.