ATOM

ATOM
ATOMUN YAPISI HAKKINDAKİ
GÖRÜŞLER
Tüm objelerin temel yapı taşı atom olmasından
dolayı bilim adamları atom konusuna yıllardan beri
ilgi duymakta ve bu ilgi günümüzde de güncelliğini
korumaktadır.
Madde ile ilgili ilk tanımlar M.Ö 500 yıllarında Yunanlı
filozoflar Leucippus ve onun öğrencisi olan Democritus
tarafından yapılmıştır.Atom tanımları planlı deneylere
değil,tamamen soyut düşüncelere dayanır.
Bu görüşlere göre;
- Madde,görülemez ve bölünemez parçacıklardan
oluşmuştur.
- Bu parçacıklar maddenin özelliğini taşıyan en
küçük yapı taşıdır.
- Maddeler arasındaki farklılıklar bu parçacıkların
farklılıklarından kaynaklanır.
Bu parçacıklara Yunanca’da bölünemez anlamına
gelen Atomos adı verilir.
Aristo maddenin sonsuza kadar bölünebileceğini bu
nedenle de atom diye bir kavramın tanımlanmasına
ihtiyaç olmadığını iddia etmiştir.17. yüzyıla kadar bu
görüş kabul görmüştür.
Galileo ve Newton’un bilimsel çalışmaları,Aristo’nun
soyut düşüncelerini sarsmaya başladı.Newton’un
öncülüğünde atom maddenin yapı taşı kabul edildi ve
küçük,sert ve parçalanamaz küre şeklinde olduğu
tanımlandı.
Mikroskobu keşfeden İngiliz bilim adamı Robert Hooke
kristal yapılı maddeleri inceledi.Bu tür maddelerin
şekillerin oluşmasında çok küçük parçacıkların
dizilmelerinin etkin olduğunu iddia etti.Hooke’un
çalışmalarını Alman bilim adamı Christian Huygens’in
araştırmaları desteklemiştir.
İlk bilimsel yaklaşım Dalton tarafından ortaya atıldı ve
atomla ilgili ilk modeli geliştirdi.Kütlenin korunumu,
sabit kütle oranının varlığı ,katlı oran yasası gibi yasaları
yorumladı ve bunların ancak atomun varlığıyla
olabileceğini gösterdi.
Dalton’un modeline göre;
- Madde,atom denilen içleri dolu bölünemeyen
taneciklerden oluşmuştur.
- Farklı elementlerin atomları tamamen birbirinden
farklıdır.
- Atomların birleşmeleri sonunda moleküller oluşur.
Helmholtz’un atomun içerisinde varsaydığı elektrik
atomuna George Stoney elektron adını vermiştir.
Thomson atom modelinde maddenin pozitif ve negatif
yüklerden oluşuğunu söylemiştir.Üzümlü kek modeli de
denilmektedir.
Ernest Rutherford çalışmalarında atomun boşluklu
yapıda olduğunu ve kütlesinin çoğunun çekirdek adı
verilen bir yerde yoğunlaştığını gösterdi.Etrafında belirli
yörüngelerde dolanan elektronlar vardır.Elektronun
neden çekirdeğe düşmediğine cevap bulunamamıştır.
Niels Bohr bu soru üzerinde çalışarak elektronlar
herhangi bir uzaklıkta tek bir yörüngede değil belirli
yörüngelerde olduğunu belirtmiştir. Bir elektronun
bulunduğu yer sahip olduğu enerjiye bağlıdır.
Bu enerji düzeyleri çekirdeğe yakın olandan uzağa
doğru 1,2,3,… gibi numaralarla gösterilir.
Enerji düzeylerinin enerjisi çekirdeğe yaklaştıkça
azalır,uzaklaştıkça artar.
Katot tüplerinin keşfiyle atomların gözle görülmeyen
daha küçük parçacıklardan oluştuğu anlaşılmıştır.
Atomun parçalanabilen,içinde çekirdek denilen bir
bölümü bulunan,etrafında belirli bir uzaklıkta
elektronların dolandığı bir yapıda olduğu büyük ölçüde
anlaşılmıştır.
Yapılan araştırmalarla,elektronların değil nötronların
atom çekirdeğini oluşturduğu anlaşıldı.
Modern atom teorisine göre;
- Atom ortada bulunan pozitif yüklü
çekirdekle,etrafındaki negatif yüklü elektronlardan
oluşmuştur.
- Çekirdekte proton ve nötronlar vardır.
- Protonların sayısı çekirdeğin yükünü verir.
- Çekirdekteki proton sayısına atom numarası denir.
- Protonlar elementin türünü ve özelliklerini
belirleyen faktördür.
- Elektronlar nötron ve protonların neredeyse iki
binde biri büyüklüğe sahip parçacıklardır.
- Protonlarla eşit sayıda elektron bulunur ve her
elektron her bir protonun taşıdığı artı yüke eşit eksi yük
taşır.Atom nötrdür.
ÇEKİRDEK DÖNÜŞÜMLERİ
Atomların elektron sayılarının değişmesi onların temel
yapısını değiştirmez,fakat küçük kütle değişimleri ve
bazı özelliklerinin değişmesine neden olur.
Günümüzde atomun yapısının bozulabileceğini
gösteren çalışmalar mevcuttur.
Çekirdekteki protonların sayısını değiştirmek bir
elementi başka bir elemente dönüştürür.
Nükleer enerjinin bilinen iki üretim türü vardır.
ATOM BOMBASI
NÜKLEER ENERJİ
NÜKLEER GÜVENLİK
ATOM BOMBASI
• Bir atom bombasında meydana gelen olay
fizyon reaksiyonunun çok kısa sürede
gerçekleştirilmesidir. Fizyon tipi çekirdek
bölünmesine dayalı olan atom bombalarında
yüksek zenginlikte Uranyum ve Plütonyum
kullanılır.
• Bomba ateşleneceği zaman bu parçalar bir
araya gelip bir küre oluşturmaktadır. Bu
parçaların küre şeklinde birleşmesini sağlamak
için dinamit kullanılır.
• Önce dinamit patlatılır. Bu patlama sonucunda
nükleer kütle bir araya gelir ve asıl patlama
gerçekleşir.
• Atom bombası ile ilgili ilk çalışmalar 1942 yılında
Robert J. Oppenheimer öncülüğünde başlatıldı.
• İlk atom bombası 2. dünya savaşı sırasında Amerika
tarafından Japonya’nın Hiroşima kentine
atıldı.Patlamada ilk etki gözleri kör eden bir ışık
saçması ve 300.000oc’lik ısı etkisiyle etraftaki her
şeyin yanmasıdır.
• 2. atom bombası ise 1945 yılında Nagasiki’ye atıldı.
• Bu patlamalar sonucunda birçok insan öldü.
• Atılan bu iki bombanın etkisi daha sonraki yıllarda
da devam etmiştir. İnsanlar farkında olmadan
yüksek miktarda radyasyon aldılar. Bunun
neticesinde birçok insan ya öldü ya da sakat
çocukların doğmasına yol açtı.
• Yaşanan bu durum o güne kadar insanlığın
düşünmediği bir durumu ortaya çıkardı.
Teknolojik gelişmelerin canlıya ne tür zararlar
verebileceği olgusu düşünülmeye başlandı.
NÜKLEER ENERJİ
• Enerji kaynaklarına bağımlılık,özellikle 20. yy.
da zirveye çıkmaya başlamış ve bu alanda
büyük mücadeleler sonunda ek enerji
kaynakları keşfedilmeye başlanmıştır.
• Günümüzde gelişmişlik düzeyi kişi başına
düşen enerji miktarıyla doğru orantılıdır.
• Gelişmiş ülkelerde yaşayan bireyler gelişmekte
olan ve 3. dünya ülkelerindeki insanlardan kat
kat daha fazla enerji harcamaktadırlar.
• Mevcut enerji kaynaklarının sınırlı ve
tükenebilir olması,bilim adamlarını daha kalıcı
çözümler bulmaya zorlamıştır.
• Bu enerji problemine en uygun ve kalıcı
çözüm olarak da nükleer enerji
gösterilmektedir.
• Temel olarak fisyon sonucu açığa çıkan
nükleer enerji,nükleer yakıt ve diğer
malzemeler içerisinde ısı enerjisine dönüşür.
• Bu ısı enerjisi bir soğutucu vasıtasıyla
çekilerek kinetik enerjiye ve daha sonra da
jeneratör sisteminde elektrik enerjisine
dönüştürülür.
• Nükleer santrallerde nükleer tepkimeler
sonunda meydan gelen radyoaktif maddelerin
doğaya zarar vermeden saklanması ve bu
santrallerde meydana gelen kazalar en büyük
sorunlar olarak karşımıza çıkmaktadır.
NÜKLEER GÜVENLİK
• Nükleer reaktörler insanoğlunun yaptığı en
güvenli makinelerden biridir.
• Nükleer santraller gerek normal çalışma
koşullarında gerekse olası bir kaza durumunda
çevreye en az zarar verecek şekilde özel
güvenlik önlemleri ile tasarlanmışlardır.
• Nükleer santrallerin daha güvenilir olmasını
sağlayan bazı önlemler şu şekildedir;
• Bu önlemlerden birincisi yakıttır.
Uranyumdioksit seramiktir ve sızdırmazlık
özelliğine sahiptir. Bu nedenle radyoaktif
maddeler seramik yakıt içinden dışarıya çok
zor sızabilirler.
• İkinci önlem ise seramik yakıtını saran ve
basınca dayanıklı olan metal gömlektir.
• Alınan bu önlemlere rağmen gerçekleşebilecek
bir kaza durumunda devreye giren ve yedeği
olan kaza kontrol sistemleri vardır.
• Bugüne kadar çevreye zarar verebilecek
nitelikte 3 nükleer santral kazası meydana
gelmiştir.
• 1957 yılında İskoçya’da Windscale kazası
• 1979 yılında ABD ’de Three Mile Island kazası
• 1986 yılında Ukrayna’da Çernobil kazası
• Bunca önleme rağmen Çernobil faciasına
neden olan faktörler ;
• Orada yapılan deneysel çalışmalar sonucunda
reaktörde meydana gelen ani güç artışı,
• Santral tasarımında reaktörü çevrelemesi
gereken bir beton koruyucu kabuğunun
bulunmaması