1789 yılında Martin Heinrich Klaproth tarafından  uranyumun keşfedilmesi, sonrasında Wilhelm Conrad Röntgen’in 1895 yılında X-ışınlarını keşfetmesi, 1896 yılında da Henri Becquerel’in radyoaktiviteyi keşfetmesi ve aynı yılda Madam Curie ve eşinin gerçekleştirdiği benzer çalışmalarla bu üç bilim insanı Nobel ödülüne layık görüldüler. Nobel ödüllü bir diğer bilim insanı Ernest Rutherford’un gerçekleştirdiği çalışmalar sonucunda, 1911 yılında atomun aslında merkezinde çekirdek ve bu çekirdek etrafında dönen elektronlardan oluştuğunu açıklamasıyla o güne kadarki atomun bölünemez olduğu fikri çürütülmüş ve çekirdek kavramı ile nükleer fiziğin temeli atılmış oldu.

Rutherford’un 1919 yılında gerçekleştirdiği diğer bilimsel çalışmalar sonucunda da çekirdeğin nötron ve protonlardan oluştuğu keşfedildi. Daha sonra Manhattan projesi ile gerçekleşen bir dizi bilimsel çalışma ve sonrasında nükleer enerji (bir yanda Albert Einstein gözetiminde bir ekiple atom bombasının icadıyla, diğer yanda Enrica Fermi gözetiminde bir ekiple Nükleer reaktör’ün icadıyla), hem savaşta ve hem barışta kullanılır hale gelmiştir.

Nükleer enerji ile ilgilenme bilindiği üzere Albert Einstein’ın ispat ettiği E=mc2  formülüyle başladı. Einstein bu formülde, herhangi bir maddenin kütlesinin (m) yok olduğunda ortaya müthiş bir enerjinin (c2) çıkacağını anlatmaktadır. Müthiş bir enerjiden kasıt formülde de belirtilen (c2) dir. Yani ışık hızının karesidir. Bu formül ile insanoğluna eşsiz bir hediye sunan Einstein, teknolojik dünyayı sarsmakla kalmayıp, nükleer enerjinin keşfine ve yazımıza da konu olan nükleer santrallerin doğuşuna sebep olmuştur.

Ne yazık ki, bu enerji, ilk önce bomba olarak 1945 yılında 2. dünya savaşında Amerika Birleşik Devletleri (ABD) tarafından Hiroşima ve Nagazaki’de kullanılarak yüzbinlerce kişinin hayatını kaybetmesine neden oldu. ABD bu gösteriyle hem kendi gücünü, hem de nükleer enerjinin gücünü dünyaya göstermiş oldu.

Daha sonra Enrico Fermi gözetimindeki bir ekip, Chicago’nun Stagg Field’ının altındaki squash kortunda ilk atom reaktörü’nü inşa etmek suretiyle nükleer enerjinin insanlık hayrına da kullanılabileceğini gösterdi. Bu inşaat 6 Kasım 1942’de başladı ve 12 Aralık’ta kritik hale (enerji üretecek noktaya) geldi.  Reaktör, 1944 yılında çalışır hale geldi.

İlk Atom reaktörünün mucidi olan Enrico Fermi, İtalyan fizikçi; nükleer reaktör ile ilgili çalışmaları ve kuantum teorisi, nükleer ve parçacık fiziği ve istatistiksel mekanik alanlarında yaptığı katkıları ile tanınan bilim adamıdır.

Enrico Fermi’nin Hayatı

Henüz 21 yaşındayken Pisa Üniversitesi‘nden fizik doktoru unvanını alan Fermi, nükleer enerjinin kullanımı ile ilgili birkaç patent’in sahibi olmuştur. İndüklenmiş radyoaktivite üzerine çalışmaları sırasında kullandığı nötron bombardımanı tekniği ve uranyum ötesi elementlerin keşfi sayesinde 1938 Nobel Fizik Ödülü’nü kazanmıştır.

Enrico Fermi 29 Eylül 1901 tarihinde Roma’da doğdu. Çocukluğunda kardeşi Giulio ile birçok ortak ilgi alanı vardı. Birlikte elektrik motorları yaptılar ve elektriksel ve mekanik oyuncaklarla oynadılar. Kardeşi Giulio 1915 yılında boğazındaki bir apsenin alınması sırasında verilen narkozun etkisi nedeniyle hayatını kaybetti.

Fermi’nin fizik çalışmaları için ilk kaynağı Roma’daki Campo de’ Fiori pazarında bulduğu bir kitaptı. Bu kitap, Collegio Romano’da profesör olan Peder Andrea Caraffa’nın yazdığı 1840 tarihli 900 sayfalık Latince Elementorum Physicae Mathematicae idi. Kapsadığı konular arasında o zaman bilindikleri kadarıyla matematik, klasik mekanik, astronomi, optik ve akustik yer alıyordu. Fermi bilime ilgisi olan diğer bir öğrenci olan Enrico Persico ile arkadaş oldu ve bu ikili Dünya’nın manyetik alanını ölçme ve jiroskop inşa etme gibi bilimsel projelerde çalıştılar.

Fermi liseyi okumak üzereTemmuz 1918’de bitirdi ve Amidei’nin desteği ile Pisa’daki Scuola Normale Superiore’ye başvurdu. Pisa’daki okul öğrencilere ücretsiz barınma sunuyordu, ancak bir kompozisyon yazmayı gerektiren giriş sınavı bir hayli zordu. Verilen tema “Seslerin spesifik karakteristikleri” idi. 17 yaşındaki Fermi kısmi diferansiyel denklemi türetip çözerek titreşen bir çubuğa uyguladı ve bunu yaparken Fourier analizini kullandı. Sınav gözetmeni Sapienza Üniversitesi’nden Profesör Giuseppe Pittarelli Fermi ile bir mülakat yaptı ve verdiği sınavın doktora seviyesinde olduğunu söyledi ve Fermi okula birincilikle girdi.

Scuola Normale Superiore’deki yıllarında diğer bir öğrenci olan Franco Rasetti ile arkadaş oldu ve daha sonra birlikte çalışmaya başladılar. Pisa’da Fermi fizik laboratuvarının müdürü Luigi Puccianti Fermi’ye öğretecek pek bir şeyinin olmadığını ve Fermi’nin ona bir şeyler öğretmesi gerektiğini söyledi. Fermi’nin kuantum fiziği bilgisi öyle bir seviyeye ulaştı ki Puccianti ondan bu konuda seminerler organize etmesini istedi. Fermi bu sürede Gregorio Ricci ve Tulli Levi-Civita tarafından geliştirilen ve genel görelilik teorisinin prensiplerini göstermek için gerekli olan tensör hesabını öğrendi. Fermi önce matematik branşını seçti, ancak daha sonra fiziğe geçti. Kendi kendine genel görelilik, kuantum mekaniği ve atom fiziği öğrendi.

Eylül 1920’de Fermi fizik bölümüne kabul edildi. Bölümde sadece üç öğrenci olduğu için (Fermi, Rasetti ve Nello Carrara) Puccianti onlara laboratuvarı istedikleri gibi kullanmaları için izin verdi. Fermi x-ışını kristalografisini araştırmalarına karar verdi ve üçü birlikte bir kristalin x-ışını resmi olan Laue fotoğrafını üretmeye çalıştılar. Fermi’nin üniversitedeki üçüncü yılı olan 1921’de Fermi İtalyan dergisi Nuovo Cimento’da yazılarını bastırdı. İlk makalesinin adı “Katı ve ötelenme hareketi içerisinde olan bir elektrik yükü sisteminin dinamikleri” idi. Ağırlık, hareket eden ve üç boyutlu uzayda yer değiştiren bir şey, yani tensör olarak ifade edilmişti. Klasik mekanikte ağırlık skalar bir değerdi, ancak görelilikte hız ile değişir. İkinci makale “Elektromanyetik yüklerin ağırlıkları ve elektromanyetik akımlardan oluşan yeknesak bir yerçekimi alanının elektrostatiği üzerine” idi. Genel göreliliği kullanarak Fermi bir yükün ağırlığının U/c2 olduğunu buldu (U sistemin elektrostatik enerjisi iken c ışığın hızıdır).

İlk makale elektrodinamik teorisi ile görelilik teorisi arasındaki çelişmeyi elektromanyetik ağırlığın hesaplanması yönünden ifade etti (elektrodinamik teorisinde 4/3 U/c2). Fermi bir sonraki sene bu sorunu “Elektrodinamik ve görelilik teorilerin elektromanyetik ağırlığı açıklaması arasındaki bir çelişme” konulu bir makalede gündeme getirdi ve bu çelişmenin göreliliğin bir sonucu olduğunu belirtti. Bu makalenin itibari yüksekti ve Almancaya çevrilerek 1922’de Alman Physikalische Zeitschrift dergisinde basıldı. Aynı yıl, Fermi “Zaman çizgileri yakınında gerçekleşen olaylar” adlı makalesini İtalyan I Rendiconti dell’Accademia dei Lincei dergisine verdi. Bu makalede Eşitlik ilkesini ele aldı ve Fermi koordinatlarını sundu. Zaman çizgilerine yakın yerlerde uzayın Öklid uzayı gibi davrandığını kanıtladı.

Fermi Temmuz 1922’de Scuola Normale Superiore’ye “Olasılık ve uygulamaları üzerine bir teorem” başlıklı tezini sundu ve 21 yaşında diplomasını aldı. Tezi, x ışını difraksiyon resimleri üzerineydi. Teorik fizik henüz İtalya’da bir disiplin olarak tanınmıyordu ve bu alanda yalnızca deneysel fizik üzerine tezler kabul ediliyordu. Bu nedenle İtalyan fizikçiler Almanya’dan gelen görelilik gibi fikirleri daha geç kabul ettiler. Fermi laboratuvar deneylerinde oldukça iyi olduğu için bu onun için bir problem değildi.

İtalya’da profesörlükler konkur ile verilmekteydi ve adaylar bir profesör komitesi tarafından yayınları üzerinden değerlendirilmekteydi. Fermi Sardunya’da Cagliari Üniversitesi’nde matematiksel fizik bölümüne başvurdu ancak yerine Giovanni Giorgi alındı. Bunun üzerine Sapienza Üniversitesi’ne başvurdu. İtalya’daki 3 teorik fizik pozisyonundan biri olan bu pozisyon Eğitim Bakanı’nca Profesör Orso Mario Corbino’nun isteği üzerine kurulmuştu. Corbino üniversitenin deneysel fizik profesörüydü, ayrıca Fizik Enstitüsü Başkanı ve Mussolini’nin hükûmetinin üyesiydi. Seçim komitesinin de başkanı olan Corbino bu yeni pozisyonun İtalya’da fiziğin standardını ve itibarını artıracağını umuyordu. Komite Enrico Persico ve Aldo Pontremoli yerine Fermi’yi seçti ve Corbino Fermi’ye asistanlarını seçmesinde yardım etti. Bu gruba Edoardo Amaldi, Bruno Pontecorvo, Ettore Majorana ve Emilio Segre gibi önemli isimler katıldı. Franco Rasetti de Fermi tarafından yardımcı olarak atandı. Bu grup daha sonra Fizik Enstitüsünün sokağı olan “Via Panisperna gençleri” adını aldı.

Fermi yurtdışına gitmeye karar verdi ve Göttingen Üniversitesi’nde Max Born’un bir dönem öğrencisi oldu. Fermi daha sonra Leiden’da Paul Ehrenfest ile Eylül-Aralık 1924 arasında kendisine matematikçi Vito Volterra’nın sağladığı Rockefeller bursuyla okudu. Burada Werner Heisenberg ve Pascual Jordan ile tanıştı. Fermi burada Hendrik Lorentz ve Albert Einstein ile tanıştı ve Samuel Goudsmit ve Jan Tinbergen ile arkadaş oldu. Ocak 1925’ten 1926’nın sonlarına kadar Fermi Floransa Üniversitesi’nde matematiksel fizik ve teorik mekanik dersleri verdi ve burada Rasetti ile cıva buharına manyetik alanların etkisi üzerine deneyler yaptı. Roma Sapienza Üniversitesi’nde seminerlere de katıldı ve kuantum mekaniği ile katı hal fiziği dersleri cerdi. Schrödinger’in denklemini olağanüstü bir kesinlikle kullanarak yeni kuantum mekaniği dersleri verdiği sırada Fermi “Denklemin bu kadar iyi uyması inanılmaz” dedi.

Wolfgang Pauli 1925’te dışlama ilkesini ortaya attığında Fermi buna karşılık olarak “Kusursuz tek atomlu gazın nicelendirilmesi” adlı bir makale yazdı ve burada dışlama ilkesini ideal bir gaza uyarladı. Bu makale Fermi’nin istasistiksel formülleri açısından önemliydi çünkü birçok aynı parçacıktan oluşan bir sistemde parçacıkların dışlama ilkesi uyarınca dağılımını açıklıyordu. Bu bağımsız olarak Britanyalı fizikçi Paul Dirac tarafından geliştirildi ve ayrıca Bose-Einstein istatistiğine uyduğu da gösterildi. Böylece bugün buna Fermi-Dirac istatistiği denmektedir. Dirac’a göre dışlama ilkesine uyan parçacıklar “fermiyon”lardı ve buna uymayanlar ise “bosonlar” idi.

Fermi 19 Temmuz 1928’de üniversitede bilim okuyan Laura Capon ile evlendi. İki çocukları oldu: Ocak 1931 doğumlu Nella ve Şubat 1936 doğumlu Giulio. Fermi 18 Mart 1929’da Mussolini tarafından İtalya Kraliyet Akademisi üyesi yapıldı ve 27 Nisan’da Faşist Parti üyesi oldu. Daha sonra Mussolini tarafından İtalyan faşizmini Alman nasyonal sosyalizmine yaklaştırmak için 1938’de çıkarılan ırk yasaları nedeniyle faşizme karşı çıktı.

Roma’dayken Fermi ve grubu fiziğin teorik ve pratik alanlarına birçok önemli katkıda bulundu. 1928 yılında Atomik Fiziğe Giriş adlı kitabı yayınladı ve bu sayede İtalyan üniversite öğrencilerine güncel ve okunabilir bir metin sunmuş oldu. Fermi ayrıca halka açık dersler verdi ve popüler makaleler yazarak bilim adamları ve öğretmenlere yeni fiziği yaymalarınca yardımcı oldu. Öğretme metodu, günün sonunda meslektaş ve öğrencilerini toplayarak kendi araştırmalarında karşılaştığı bir problemi çözmekten ibaretti. Bu sayede yabancı öğrenciler de İtalya’ya gelmeye başladı. Bunların en ünlüsü Alman fizikçi Hans Bethe idi. Bethe Rockefeller bursuyla Roma’ya 1932’de geldi ve Fermi ile “İki elektronun etkileşimi üzerine” adlı makalede çalıştı.

Fizikçiler bu dönemde atom çekirdeğinden elektronun salınması olan beta çürümesini anlamakta zorluk çekiyordu. Enerjinin korunması yasasını tamamlamak için Pauli yüksüz ve ağırlıksız görünmez bir parçacığın aynı zamanda salındığını ortaya attı. Fermi bu fikri geliştirerek 1933’te ve 1934’te birer makale yazdı ve bu parçacığa “nötrino” adını verdi. Daha sonra Fermi’nin etkileşimi ve zayıf etkileşim denen bu teori, doğanın dört temel kuvvetinden birini tanımladı. Nötrino onun ölümünden sonra bulundu ve teorisi neden bulunmasının zor olduğunu kanıtladı. Britanya’da Nature dergisine makalesini sunduğu zaman editör bunu reddetti ve gerçeklikten çok uzak olduğunu söyledi. Bu nedenle makale İngilizceden önce Almanca ve İtalyanca basıldı.

1968 İngilizce versiyonunun girişinde fizikçi Fred L. Wilson bu konuda şöyle yazmakta:

“Fermi’nin teorisi Pauli’nin nötrino önergesini geliştirmenin ötesinde modern fiziğin tarihinde önemli bir yere sahiptir. O zamanda sadece doğal beta yayıcılar bilinmekteydi. Daha sonra pozitron çürümesi bulununca Fermi’nin teorisi çerçevesinde kolayca tanımlandı. Onun teorisine göre bir çekirdeğin yörüngesel bir elektronu yakalaması beklenen ve gözlemlenebilen bir şeydi. Zamanla çok fazla deneysel bilgi toplandı. Beta çürümesinde birçok gariplik gözlemlenmiş olsa da Fermi’nin teorisi her zaman bunları açıklayabildi. Fermi’nin teorisi inanılmaz etkiler yaratmıştır. Örneğin, nükleer yapının incelenmesin için beta spektroskopisi geliştirildi. Ancak Fermi’nin en önemli katkısı onun etkileşim modeliyle başka birçok etkileşimin açıklanabilmesidir. Materyel parçacıkların oluşumu ve yok edilişi üzerine ilk başarılı teoriydi. Önceden sadece fotonların böyle davrandığı bilinmekteydi.

Ocak 1934’te Irene Joliot-Curie ve Frederic Joliot elementleri alfa parçacıklarıyla bombardıman ederken onları radyoaktif hale getirdiklerini duyurdular. Martta Fermi’nin asistanı Gian-Carlo Wick Fermi’nin beta çürümesi teorisini kullanarak teorik bir açıklama getirdi. Fermi deneysel fiziğe geçmeye karar verdi ve James Chadwick’in 1932’de keşfettiği nötronu kullanmaya başladı. Mart 1934’te Fermi Rasetti’nin polonyum-berilyum nötron kaynağı ile radioaktiviteyi oluşturmayı denedi. Nötronların elektrik yükü yoktu, bu nedenle pozitif bir çekirdek onların yönünü değiştiremezdi. Bu da çekirdeği delmek için yüklü parçacıklardan daha az enerji gerektiği anlamına geliyordu ve böylece, Via Panisperna gençlerinin sahip olmadığı parçacık hızlandırıcıya ihtiyaç kalmamıştı.

Fermi polonyum-berilyum nötron kaynağını radon-berilyum kaynağı ile değiştirdi. Bunu cam bir ampulü berilyum tozuyla doldurduktan sonra havayı boşaltıp 50 mCi radon gazı ekleyerek yaptı. Bu daha güçlü bir nötron kaynağı yarattı, ancak etkisi radon’un 3.8 günlük yarı ömrü ile sınırlıydı. Fermi bu kaynağın gamma ışınları da yayacağını biliyordu, ancak teorisine göre bu deneyin sonuçlarını etkilemezdi. Hazır bulunan yüksek atom numaralı bir element olan Platini bombardıman ederek başladı ancak sonuç alamadı. Daha sonra aluminyumu denedi; bunun sonucunda bir alfa parçacığı oluştu ve önce sodyum, daha sonra magnezyuma dönüştü. Sonuçsuz deneylerinde kurşunu ve kalsiyüm florür şeklinde alfa parçacığı yayarak nitrojen ve oksijene çürüyen floridi denedi. 22 değişik elementi radyoaktif hale getirmeyi başardı. Fermi nötron sebepli radyoaktiviteyi İtalyan La Ricerca Scientifica dergisinde 25 Mart 1934’te yayınladı.

Toryum ve uranyumu doğal radyoaktivitesi bu elementlerin nötronlarla bombardıman edildiğinde ne olduğunu görmeyi zorlaştırıyordu ancak uranyumdan hafif ve kurşundan ağır elementleri yok ederek Fermi yeni elementler bulduğunu belirtti ve bunlara hesperyum ve ausonyum adını verdi. Kimyager Ida Noddack bunu eleştirdi ve bazı deneylerin kurşundan hafif elementler oluşturduğunu söyledi. Noddack’in eleştirisi ciddiye alınmadı çünkü onun takımı uranyumla deney yapmamıştı ve masuryum ‘u (teknetyum) buluşuna kesin gözüyle bakılmıyordu. O zamanda fizyonun teorik olarak olasılıksız ve imkânsız olduğu düşünülüyordu. Fizikçiler yüksek atom numaralı elementlerin nötron bombardımanından hafif elementlerden oluşacağını beklerken kimse nötronların ağır bir atomu Noddack’in dediği gibi iki hafif parçaya bölebileceğini beklemiyordu.

Via Panisperna gençleri, yapılan deneyde açıklanamayan bazı etkiler gördüler. Deney mermer yerine tahta bir masada daha iyi yapılıyordu. Fermi Joliot-Curie ve Chadwick’in parafin mumunun nötronları yavaşlattığını söylediğini hatırladı ve bunu denemeye karar verdi. Nötronlar parafin mumundan geçerken, gümüşte parafinsiz deneye nazaran yüzlerce kat daha fazla radyoaktivite oluşturdular. Fermi bunun parafindeki hidrojen atomları yüzünden olduğunu düşündü. Tahtadaki atomlar da mermer ile aradaki farkı açıklıyordu. Bir nötronun çarpıştığı elementin çekirdeğinin atom numarası ne kadar düşükse, kaybettiği enerji de o kadar yüksekti ve bu nedenle nötronu yavaşlatmak için az çarpışma gerekiyordu. Fermi bunun daha fazla radyoaktivite oluşturduğunu fark etti çünkü yavaş nötronlar hızlı olanlardan daha kolay yakalanıyordu. Bunu açıklamak için bir difüzyon denklemi geliştirdi ve bu denklem daha sonra Fermi yaş denklemi adını aldı.

1938 yılında Fermi 37 yaşındayken “nötronla ışınama sonucu ortaya çıkan yeni elementlerin varlığını gösterme ve buna bağlı olan yavaş nötronlarla nükleer reaksiyonları keşfetme” üzerine çalışmaları için Nobel Fizik Ödülü’nü aldı. Fermi Stockholm’da ödülü aldıktan sonra İtalya’ya dönmedi ve ailesiyle Aralık 1938’de New York City’ye taşındı ve vatandaşlığa başvurdu.

Fermi 2 Ocak 1939’da New York City’ye geldi. Hemen beş değişik üniversiteden teklif aldı ve 1936 yazında ders vermiş olduğu Columbia Üniversitesi’ninkini kabul etti. Aralık 1938’de Alman kimyagerler Otto Hahn ve Fritz Strassmann’ın baryumu uranyumu nötron bombardımanına tutarak bulduğunu öğrendi ve Lise Meitner ve yeğeni Otto Frisch bunu nükleer fizyonun ürünü olarak tanımladı. Frisch bunu deneysel olarak 13 Ocak 1939’da kanıtladı. O dönemde Niels Bohr Princeton’da ders vermekteydi. Fizyonun keşfi ve tanımı ile ilgili genel bir fikir beyan ediyordu. Bu konuda Washington’da bir toplantı yapıldı ve burada yeni bulunan fizyonun önemi ve nükleer enerji kaynağı olabilmesi konusunda konuşmalar yapıldı. 

Columbia’daki bilim adamları, uranyumun nötron bombardımanında verdiği enerjiyi ölçmeye karar verdi. 25 Ocak 1939’da Columbia’daki Pupin Hall’ın bodrum katında, Fermi ve deney takımı ABD’nin ilk nükleer fizyon deneyini yaptılar. Takımın diğer üyeler Herbert L. Anderson, Eugene T. Booth, John R. Dunning, G. Norris Glasoe ve Francis G. Slack idi. Ertesi gün, Beşinci Washington Teorik Fizik konferansı Washington DC’de başladı. George Washington Üniversitesi ve Carnegie Enstitüsü’nün bu ortak konferansında fizyon haberi iyice yayıldı ve başka deneylerin yapılmasına yol açtı.

Fransız bilim adamları Hans von Halban, Lew Kowarski ve Frederic Joliot-curie uranyumun nötron bombardımanında, aldığından fazla nötron verdiğini bulmuştu. Fermi ve Anderson da birkaç hafta sonra bunu buldu. Leo Szilard Fermi ve Anderson’ın fizyon deneylerini yeni bir boyuta taşımak için Kanadalı radyum üreticisi Eldorado Gold Mines Limited’den 200 kilogram uranyum oksit elde etti. Fermi ve Szilard birlikte kendi kendine yeten bir nükleer reaksiyon (nükleer reaktör) geliştirdi. Hidrojenin suda emdiği nötronların sayısı ve hızı yüzünden doğal uranyumu nötron moderatörü kullanarak kendiliğinden olan bir nükleer reaksiyon yapmak zordu. Fermi su yerine uranyum oksit bloklar ve grafiti kullanayı teklif etti. Böylece nötron yakalama hızı azalacak ve kendi kendine yeten bir zincir reaksiyonu olacaktı. Szilard çalışan bir dizayn sundu: grafit tuğlaların arasında uranyum oksit blokları. Szilard, Anderson ve Fermi “Uranyum’da Nötron Üretimi” adlı bir makale yazdı. Ancak kişilikleri farklı olduğu için Fermi Szilard’la çalışmakta zorluk çekti. 

Fermi, askeri liderleri nükleer enerjinin gücü hakkında uyaran ilk kişi oldu ve bunu 18 Mart 1939’da Deniz Kuvvetleri’nde verdiği derste yaptı. Deniz kuvvetleri Columbia araştırmalarına 1500 dolar takviyede bulundular ancak verdikleri cevap gene de Fermi için yeterli değildi. Daha sonra Szilard, Eugene Wigner ve Edward Teller ve Einstein imzalı meşhur mektubu Başkan Roosevelt’e yollayarak Nazi Almanyası’nın atom bombası yapabileceğini yazdılar. Böylece Roosevelt S-1 Uranyum Komitesi’ni oluşturdu.

S-1 Komitesi Fermi’ye grafit alması için para sağladı ve bununla Pupil Hall Laboratuvarı’nda bir grafit tuğla yığıntısı yaptı. Ağustos 1941’de altı ton uranyum oksit ve 30 ton grafiti vardı ve bununla Columbia’da daha büyük bir düzen kurdu. S-1 Komitesi tekrar 18 Aralık 1941’de buluştu ve ABD artık İkinci Dünya Savaşı’na girdiği için çalışmalar önem kazandı. Çalışmaların çoğu zenginleştirilmiş uranyum üretmeye yönelikti, ancak komite üyesi Arthur Compton daha mantıklı bir alternatifin plütonyum olduğunu ve 1944’ün sonuna kadar bunun reaktörlerde seri üretime geçebileceğini söyledi. Chicago Üniversitesi’nde plütonyum çalışmaları başlattı. Fermi istemeyerek taşındı ve takımıyla yeni Metalurji Laboratuvarı’nda görev aldı.

Manhattan Projesi’nde Enrico Fermi

İkinci Dünya Savaşı sırasında  Manhattan Projesi üzerinde çalışmak  üzere görevlendirilen Fermi, 2 Aralık 1942’de kendi kendine devam eden ilk nükleer zincir reaksiyonunu gösteren Chicago Pile-1 reaktörünü dizayn ve inşa eden takımın başkanlığını yaptı.

1943 yılında Oak Ridge, Tennessee’de bulunan X-10 Grafit Reaktörü kritik hale geldiği anda orada bulunan Fermi, Hanford Site’taki B Reaktörü’nün kritik hale gelme anında da orada bulunmuştır. 

Oak Ridge’deki hava soğutmalı X-10 Grafit Reaktörü, 4 Kasım 1943’te kritik hale gelince Fermi bir şeylerin yanlış gitmesi olasılığı karşı çözüm için orada bulunmaktaydı. X-10’u çalıştırmak, plütonyum projesinde önemli bir başarıydı.

Bu arada Reaktör dizaynı hakkında bilgiler, DuPont çalışanlarına verilmiş, ayrıca DuPont çalışanlarına reaktör çalıştırma eğitimi verilerek reaktörde küçük miktarda plütonyum üretimi sağlanmıştır.

Bu deney enerji arayışında önemli bir noktaydı ve Fermi’nin tipik yaklaşımını gösterdi. Her adım dikkatlice planlandı ve her hesaplama dikkatlice yapıldı. İlk kendi kendine yeten nükleer zincir reaksiyonu yapıldığında, Compton Ulusal Savunma Araştırma Komitesi Başkanı James B. Conant’la şifreli bir telefon görüşmeyi yaptı:

“Telefonu elime alıp Conant’ı aradım. Ona Harvard Üniversitesi Rektörü’nün ofisinde ulaştım. ‘Jim,’ dedim, ‘İtalyan kaşifin yeni dünyaya ulaştığını öğrenmek hoşuna gidecektir. Sonra, önceden komiteyi daha bir haftalık işimiz olduğuna inandırdığım için özür dileyerek ‘Dünya sandığımız kadar büyük değilmiş, oraya çok erken ulaştı,’ diye ekledim. Conant ‘Demek öyle. Yerliler arkadaş canlısı mıydı peki?’ diye sordu. Ben de ‘herkes sağ salim ulaştı,’ dedim.”

1944 yılının ortasında Robert Oppenheimer, Fermi’yi Los Alamos’taki Project Y’ ye katılması için ikna etti.  Fermi, Eylül ayında laboratuvar yöneticisi oldu. Nükleer ve teorik fizikten sorumlu oldu. Katıldıığı bölüğün ismi, adından dolayı F bölüğü olarak anılmaya başladı. F bölüğü 4 parçadan oluşuyordu; F-1 süper ve genel teori adı altında E.Teller ve Einstein’e aitti ve “Süper”termonükleer bomayı geliştiyordu; F-2 “su kaynatıcısı” adı altında proje L.D.P.king gözetmenliği altında geliştiriliyor; F-3 Egon Bretscher’in gözetimi altında Super Experimention ve F-4 ise Anderson’un gözetemi altında fisyon araştırmaları yapıyordu. Araştırmayı topluma tehlikeli olmayan bir yerde sürdürmek için reaktör demonte edilerek Argonne Ormanı’na taşındı. Fermi burada nükleer reaksiyonlar üzerine araştırmalar yaptı ve reaktörün serbest nötron üretiminden faydalandı.

Eylül 1944 yılında Fermi ilk uranyum yakıtı külçesini Hanford tesisindeki B-reaktörünün içine yerleştirdi. Bu reaktör büyük miktarlarda plütonyum yerleştirilmek üzere geliştirilmişti. X-10 gibi bu da Fermi’nin takımı tarafından Metalurji laboratuvarında inşa edilmişti. Fakat bu reaktör çok daha büyük ve su soğutmalıydı. Geçen birkaç gün içerisinde 838 tüp dolduruldu ve reaktör kritik bir hale geldi. Kısa bir süre sonra 27 Eylül gece yarısında, operatörler kontrol çubuklarını harekete geçirdiler. Bir süre bu işe yaradı, fakat 03.00 sıralarında, güç seviyesi düşmeye başladı ve saat 06.30’da tamamen durduruldu. Ordu ve Dupont, Fermi’nin takımından bir cevap bekliyordu. Sonraki gün, araştırmalar sonucu soğutma suyunda kaçak ya da kirlenme olduğu tespit edildi. Ertesi gün reaktörler tekrar çalışmaya başladı fakat kapanması birkaç saat sürdü. Problem, xenon-135 ten kaynaklanan nötron zehirlemesinden dolayı oluyordu. Bir fizyonunun yarılanma ömrü 9.2 saat sürüyordu. Dupont’un Metalurji Laboratuvarındaki reaktör dizaynında 1500 tüp bulunuyordu. Bu yüzden kenarlara 504 tane daha tüp eklemek zorunda kaldılar. Bilim insanları bunun gereğinden fazla bir mühendislik uygulaması oluğunu para ve zaman kaybından başka bir şey olmadığı düşünüyorlardı. Fakat Fermi 2.004 tüpün hepsini doldurmanın, reaktörleri yeterince güce ulaştıracağını ve bunun plütonyum üretmek için uygun bir yol olduğunun farkına vardı.

Fermi 16 Temmuz 1945 yılında yapılan Trinity denemlerini gözlemi esnasında patlamanın etkisiyle elindeki bir miktar kağıdı yere düşürdü. Patlamanın uzaklığını hesapladı ve patlamanın 18.6 kiloton TNT patlaması ile aynı miktarda olduğunu hesapladı.

Oppenheimer, Compton ve Ernest Lawrence ile birlikte Fermi, Ara Komiteye hedef seçiminde tavsiye veren bilimsel paneldeydi. Ki panel ve komite; herhangi bir uyarı verilmeksizin atom bombasının endüstiriyel bir hedefe atılabiliceği konusunda hemfikirdi. Fermi, Nagazaki ve Hiroşima’nın bombalanacağını kamusal seslendirme sisteminden öğrendi. Fermi atom bombasının ne devletleri savaş yapmaktan alıkoyacağını ne de devletleri kemale erdireceğini düşünüyordu. Bu yüzden Los Alamos Bilim İnsanları oluşumuna katılmadı.

Savaş Sonrasında Enrico Fermi

Fermi, 1 Temmuz 1945’te Chicago üniversitesi’nde profesör oldu ancak 31 Aralık 1945’e kadar ailesiyle Los Alamos laboratuvarını terk etmedi. Metalurji Laboratuvarı 1 Temmuz 1946’da Argonne Ulusal Laboratuvarı oldu ve Manhattan Projesi tarafından kurulan ilk ulusal laboratuvar oldu. Chicago ve Argonne arasındaki kısa mesafe sayesinde Fermi iki yerde de çalışabildi. Argonne’da deneysel fiziğe devam etti ve Leona Marshall’la nötron dağılımını inceledi. Maria Mayer ile de teorik fiziği tartışarak daha sonra ona Nobel Ödülü’nü kazandıran dönüş-yörünge ikilisini anlamasını sağladı.

Manhattan Projesi 1 Ocak 1947’de Atom Enerjisi Komisyonu olarak değiştirildi. Fermi bu komisyonun Genel Danışma Komitesi’nde görev yaptı. Bu komitenin başkanı Robert Oppenheimer idi. Her yıl birkaç hafta Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’nda da zaman geçirdi ve burada Nicholas Metropolis ve John von Neumann ile iki farklı yoğunlukta sıvının sınırında olanları inceleyen Rayleigh-Taylor dengesizliği üzerine çalıştı.

Ağustos 1949’da Sovyet fizyon bombasının patlatılmasından sonra Fermi İsidor Rabi ile komiteye sert bir rapor yazdı ve hidrojen bombasının geliştirilmesine ahlaki ve teknik nedenlerle karşı çıktı. Ancak Fermi Los Alamos’ta hidrojen bombası çalışmalarında danışman olarak çalışmaya devam etti. Stanislaw Ulam ile E.Teller’ın termonükleer bomba modeli için gereken tritium miktarının aşırı fazla olacağını ve füzyon reaksiyonunun bu kadar trityumla bile mümkün olacağının kesin olmadığını hesapladı. Fermi 1954’teki davada Oppenheimer hakkında ifade veren bilim insanlarından biriydi. Fermi suçlamayı saçma buldu. Hastalığı kötüye gittiği halde Oppenheimer lehine ifade verdi. Oppenheimer’ ın olağanüstü hizmetler verdiğini söyledi. Ancak bu dava sonunda Oppenheimer’ın güvenlik izni iptal edildi.

Sonraki yıllarda Fermi Chicago Üniversitesi’nde ders vermeye devam etti. Savaş sonrası doktora öğrencilerinin arasında Owen Chamberlain, Geoffrey Chew, Jerome Friedman, Marvin Goldberger, Tsung-Dao Lee, Arthur Rosenfeld ve Sam Treiman vardı. Jack Steinberger ise yüksek lisans öğrencisiydi. Fermi parçacık fiziği ve özellik pion ve müonlarla ilgili önemli araştırmalar yaptı. Pion-nükleon rezonansının ilk tahminlerini istatistiksel metodlara dayanarak ortaya attı. Bunun nedeni teorinin zaten yanlış olması nedeniyle kesin cevaplara gerek olmamasıydı. Chen Ning Yang ile yazdığı bir makalede pionların bileşik parçacık olabileceğini belirtti. Bu fikir Shoichi Sakata tarafından ele alındı. Pionun quarklardan oluştuğunu söyleyen quark modeli bu teoriyi etkisiz bırakmış ve Fermi’nin modelini tamamlamıştır.

Fermi “Kozmik radyasyonun kökeni” adlı bir makale yazdı ve kozmik ışınların maddenin yıldızlararası uzayda manyetik alanlar tarafından hızlandırılması nedeniyle oluştuğunu ortaya attı. Fermi spiral galaksilerin kolları etrafındaki manyetik alanlarla ilgili sorunları inceledi. Ayrıca Fermi paradoksunu ortaya attı: uzayda yaşamın olasılığı ve bununla iletişime hala geçilmemiş olması arasındaki çelişme.

Hayatının sonuna doğru Fermi, toplumun genelinin, nükleer teknoloji ile mantıklı kararlar verilmesine inanmadığını söyledi:

“Bazılarınız sorabilir, birkaç yaşlı profesöre biraz bilgi toplayarak sadece onları mutlu etmek için bu kadar çalışıp sadece uzmanların anlayabileceği gereksiz işler yapmanın anlamı nedir? Bunun cevabını az çok sağlam bir tahminle verebilirim. Teknoloji ve bilimin tarihi bize temel bilgilerde yapılan bilimsel gelişmelerin er ya da geç teknik ve endüstriyel uygulamalara yol açtığını ve hayatımızda devrimler yaptığını gösterir. Maddenin yapısına ulaşmanın da buna dahil olduğunu düşünüyorum. Daha az kesin olan, ve hepimizin umduğu ise, insanlığın yeterince olgunlaşarak elde ettiği doğal güçleri iyilik için kullanmasıdır.” 

Fermi 53 yaşında Chicago’daki evinde mide kanserinden öldü ve Oak Woods Mezarlığı’na gömüldü.

Fermi’ye ilham veren öğretmeni Victor Weisskopf, hatıralarında; Fermi’nin “her zaman en basit ve direkt yolu seçtiğini ve karmaşayı en aza indirgediğini, belirtmiş.  karmaşık teorileri sevmediğini ve matematikte çok iyi olmasına rağmen iş daha basit yapılabilecekse, matematiği hiç kullanmazdı. Başkalarının kafasını karıştıracak problemlere hızlı ve doğru cevaplar bulmasıyla ünlüydü. Daha sonra bu usul“Fermi metodu” olarak öğretilmeye başladı.

Fermi Alessandro Volta’nın laboratuvarındaki çalışmaları sonucunda elektriğin nasıl kullanılabileceği hakkında hiçbir fikri olmadığını söylerdi. Fermi genellikle nükleer enerji ve nükleer silahlar üzerine çalışmaları ve ilk nükleer reaktörün oluşturulması ve ilk atom ve hidrojen bombalarının geliştirilmesi ile hatırlanmaktadır. Bilimsel çalışmaları zamana meydan okumuştur. Bu beta bozunması teorisini, çizgisel olmayan sistemleri, yavaş nötronların etkilerini, pion-nükleon çarpışmalarını ve Fermi-Dirac istatistiklerini kapsar. Bir pionun temel bir parçacık olmadığı tahmini quark ve leptonların keşfinin yolunu açmıştır.

Günümüzde Nükleer enerji Reaktörleri ve Kullanımı

Nükleer enerji, fisyon ve füzyon olmak üzere iki tür reaksiyon sonucunda elde edilir. Kararsız (radyoaktif) yapıya sahip bir ağır çekirdeğin bir nötron ile tepkimeye girmesi sonucunda fisyon reaksiyonu gerçekleşir ve bu reaksiyon sonucunda fisyon ürünleri, iki ya da üç nötron ve fisyon enerjisi (nükleer fisyon enerjisi) ortaya çıkar. Bu olayın tam tersi durumda ise yani iki kararsız hafif çekirdeğin birleşmesi esnasında füzyon reaksiyonu gerçekleşir ve nükleer füzyon enerjisi ortaya çıkar.

Nükleer Reaktör Çalışma Prensibi

Böylesine büyük bir enerjinin keşfedilmesinden sonra da, ABD hızlı üretken reaktörden 1951 yılında nükleer fisyon enerjisinden elektrik enerjisi üretimini gerçekleştirmiş olmasına karşın, Sovyetler Birliği 1954 yılında Obninsk nükleer güç santralini kurmuş. Böylelikle kamu şebekesine ilk kez elektrik verilmeye başlanmıştı. 1970’li yılların başında patlak veren petrol krizinden sonra, enerji üretimi için ticari nükleer fisyon reaktörlerinin sayısında dünya genelinde oldukça yoğun bir artış oldu. Fakat 1979 yılında ABD’de gerçekleşen Three Mile Island ve 1986 yılında Sovyetler Birliği’nde gerçekleşen Çernobil nükleer kazalarından sonra enerji piyasasına da doğalgazın girmesiyle dünya genelinde nükleer santrallere talep azaldı.

Nükleer Enerji Santrali

Dünyadaki ticari nükleer reaktörler
Nükleer fisyon enerjisinden elektrik enerjisi üretmek için kullanılan düzeneklerin tanımını ticari nükleer santraller şeklinde yapmak mümkün. Nükleer fisyon reaktörler, soğutucu olarak kullanılan maddelere göre sınıflandırılır. Dünya genelindeki reaktörlerin yüzde 80’ninden fazlası soğutucu madde olarak su kullanır ve bu tip reaktörlere hafif su reaktörleri (LWR) denir. Rusya dışındaki ülkeler tarafından üretilen hafif su reaktörleri de basınçlı su reaktörü (PWR) ve kaynar su reaktörleri (BWR) olarak ikiye ayrılır. Rusya da kendine özgü basınçlı su reaktörlerine VVER, kaynar su reaktörlerine de RBMK isimlerini vermiştir. Çernobil’de gerçekleşen kaza RBMK tipi olduğu için bunların üretimine Ruslar tarafından son verildi. Bununla birlikte, Fukuşima nükleer fisyon reaktöründe gerçekleşen kazadan sonra da Batı tipi kaynar su reaktörlerinin (BWR) durumu tartışılmaya başlandı. Dünya genelinde geri kalan reaktörlerde de soğutucu olarak gaz (GCR) ya da ağır su (PHWR) kullanılır. Bazı ülkelerde de ticarileştirilmeye çalışılan ağır metal (FBR) soğutmalı nükleer fisyon reaktörleri kullanılıyor. Uluslararası Atom Enerji Ajansı’nın (IAEA) ve Dünya Nükleer Birliği’nin (WNA) verilerine göre, dünya genelinde bugüne kadar 177 adet nükleer fisyon reaktörü kapatılmış olup hâlâ 450 adet nükleer santral aktif olarak çalışıyor ve bunların büyük bir çoğunluğu da 30 yaş üzeri reaktörlerden oluşuyor. Bunlara ek olarak, dünya genelinde 2019 yılındaki veriler, inşaat halinde olan 54 nükleer fisyon reaktörü olduğunu gösteriyor. Dahası, bu yıl itibarıyla 110’un üzerinde nükleer reaktörün yapılması planlanıyor; 2030 yılına kadar da ülkelerin bünyelerine katacağı 330’dan fazla nükleer fisyon reaktörü var.

Ülkelerin dünya genelinde nükleer enerjiye bağımlılığı

Fosil yakıtların yakılması yoluyla elektrik enerjisi elde edilmesi sırasında sera gazı oluşumuna neden olan zararlı gazların ortaya çıkması, nükleer santrallerde oluşmaz. Bununla birlikte, örneğin 1 kilogram uranyum (nükleer fisyon reaktörü yakıtı) kullanılarak elde edilecek enerji için 3 milyon kilogram (3 bin ton) kömür ya da 2 milyon 700 bin litre petrol gerekiyor. Diğer enerji santrallerine göre bu kadar az yakıt kullanımı, az oranda atık oluşumuna da neden oluyor; hatta bu atıklar camlaştırma yöntemi gibi güvenli bir depolama yöntemiyle saklanabiliyor. Fransa’da dört kişilik bir ailenin ömürleri boyunca kullandıkları nükleer enerjiden oluşan nükleer atığın bir golf topu büyüklüğünde olduğu hesaplanıyor. Fransa hâlâ dünya genelinde nükleer enerjiden elektrik enerjisi üretiminde birinciliği (yüzde 74) kimseye kaptırmamaya devam ediyor. Hatta ileride uranyum yakıt sorunuyla karşılaşacaklarını bildikleri için 35 ülkenin katılımıyla oluşturulmuş olan ITER organizasyonu doğrultusunda Fransa’da füzyon reaktörlerinin kurulumuna başlanmış olup çok yakında bunlardan ikisinin araştırma reaktörü olarak çalışır hale gelmesi planlanıyor. Fransa’dan sonra toplam elektrik enerjisi üretimindeki nükleer fisyon enerjisinden elektrik üretiminin ülkelere göre yüzdesi şöyle: Yüzde 55 Slovakya, yüzde 50 Ukrayna, yüzde 50 Macaristan olarak sırasıyla devam edip ABD ve Rusya’nın üretimi yaklaşık olarak yüzde 20 seviyesinde raporlanıyor. Ülkelerin aktif olarak çalışan reaktör, inşaat halinde olan reaktör ve ileride yapılması planlanan reaktör sayılarını paylaşan WNA verilerine göre, Fransa’nın artık nükleer fisyon reaktörü yapımına son verdiği ve gelecekte limitsiz enerji olarak adlandırdıkları füzyon enerjisine yönelindiği , ki 2020 den sonra nükleer enerji kaynaklı kurulacak yeni santrallerin sadece füzyon reaktörü olacağı ve bunlardan inşaatları devam eden ikisinin inşaatının 2021 yılında biteceği ve ilk plazmayı 2025 yılında elde etmeyi, 2035 yılında da füzyon reaktörünü devreye sokmayı planladıkları belirtilmektedir. Çin’in ise günümüzde enerji talep oranı en fazla olan ülke olmasından dolayı bu talebi karşılamak üzere, tercihini, sera gazı salınımına neden olmayan nükleer santrallerden yana kullanacağı anlaşılıyor.

Ülkemizde Nükleer Güç Santrali İnşası meselesi

Ülkemizin yıllık enerji talep artışı ve ülkemizdeki elektrik üretim santralleri
Günümüzde elektrik enerjisinin artık yaşam alanlarımızın her noktasında olmazsa olmazımız haline geldiği ve günbegün elektrik enerjisine bağımlığımızın arttığı bir dönemde, elektrik enerjisi üretimi için kullanılan santrallerin çevreye verdiği zararlar, gezegenimiz üzerinde geri dönüşü olmayan bir etkiye neden oluyor. Özellikle fosil yakıtların yanması sonucunda ortaya çıkan karbondioksit, sülfür dioksit, karbon monoksit ve azot dioksit gibi zararlı gazlar sera gazı oluşmasına neden olurlar. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığının 2018 yılı verilerine göre ülkemizde tükettiğimiz enerjinin yüzde 28’ini kendimiz üretirken yüzde 72’sini ithal ediyoruz. Ülkemizde ürettiğimiz enerjiyi elde etmek için kullandığımız yakıtlardan doğal gaz ve sıvı yakıtların tamamına yakını ithal olup kullandığımız kömürün de yüzde 30’u ithaldir. Bununla birlikte, ülkemizin yıllık elektrik enerjisi talep artışı ortalama olarak yüzde 7-8 civarında. 2018 yılı itibarıyla ülkemizdeki elektrik enerjisi üretimimiz, yüzde 37,3 kömürden, yüzde 29,8 doğalgazdan, yüzde 19,8 hidrolik enerjiden, yüzde 6,6 rüzgâr enerjisinden, yüzde 2,6 güneş enerjisinden, yüzde 2,5 jeotermal enerjiden ve yüzde 1,4 diğer kaynaklardan elde ediliyor. Bunlara ek olarak, ürettiğimiz elektrik enerjisi santrallerimizin toplam sayısı 7 bin 423 (lisanssız santraller dahil) ve bu santrallerin 653 adedi hidroelektrik, 42 adedi kömür, 249 adedi rüzgâr, 48 adedi jeotermal, 320 adedi doğalgaz, 5 bin 868 adedi güneş, 243 adedi ise diğer kaynaklı santrallerden oluşuyor. Güneş santrallerimizin sayısı diğer enerji üretim santrallerimize göre çok daha fazla olmasına karşın enerji üretimimize etkisi oldukça azdır. Bu da güneş enerjisinden elektrik enerjisine üretim veriminin yüzde 16 gibi düşük bir seviyede olmasından kaynaklanır. Aynı şekilde, güneş ve rüzgâr santralleri dışındaki enerji üretim santrallerimiz arasında sayı bakımından diğerlerine göre oldukça fazla olan hidroelektrik santrallerimizden elde ettiğimiz elektrik enerjisinin kömür ve doğalgaza göre oldukça düşük olduğunu ve bu hidroelektrik santrallerimizin ülke iklimini ve yerüstü zenginliklerimizi nasıl olumsuz yönde etkilediğini görüyoruz. O nedenle ister istemez nükleer enerji santrallerine ihtiyaç vardır.

Türkiye yaklaşık 80 milyonluk bir nüfusa sahiptir. Dolayısıyla, her ne kadar çevre dostu da olsa, yenilenebilir enerji kaynakları ile enerji ihtiyacının karşılanması çok güçtür. Nitekim bunun için çok büyük arazilere güneş tarlaları ve rüzgar türbinleri kurulması gerekir. Diğer bir seçenekse yazımıza da konu olan nükleer santrallerden enerji ihtiyacının karşılanmasıdır. Bu fikre ilk başta sıcak bakmayan çevreci bir kesim olacaktır elbette. Ama gerçektende iyi araştırıldığında günümüz itibariyle ülke ekonomisi adına hayati bir öneme sahip olduğu da anlaşılacaktır. Ülkemizin elektrik üretmek için Rusya, Azerbaycan, İran, Nijerya gibi ülkelerden doğalgaz temin ettiğini ve bunun karşılığında da milyar dolarlar harcadığı hepimizin malumudur. Bu da ister istemez bizi dışa bağımlı hale getirmekte ve özgürlüğümüzü kısıtlamaktadır. Bunun içindir ki, nükleer santral projelerinde yeteri kadar söz sahibi olup gelişmiş ülkelerdeki nükleer kullanım seviyelerini yakalamalıyız.

Günümüzde, 70 yılı aşkın bir tecrübe ile dünya genelinde 7 gün 24 saat çalışabilme özelliği olan ve geçmiş modellerine göre daha da iyi özelliklere sahip reaktörlerin yapımı tasarlanıyor. Mersin-Akkuyu’da kurulacak olan 4 üniteli nükleer güç reaktörünün her biri 3 (+) nesil VVER-1200 tipi Rus teknolojisine sahip ve bu reaktörler IAEA kurallarına uygun olacak şekilde tasarlanmış durumda. VVER tipi nükleer fisyon reaktörleri hâlihazırda Avrupa Birliği ülkelerinden Slovakya, Bulgaristan ve Çek Cumhuriyeti gibi ülkelerde güvenli bir şekilde kullanılıyor. Bununla birlikte, VVER-1200 tipi Rus teknolojisinin IAEA ve Finlandiya düzenleyici kuruluşu STUK’a göre uluslararası standartlara uygun bir tasarım olduğu belirtilmiş ve IAEA reaktörlerimizi denetleme yetkisine sahip. VVER-1200 tipi reaktörler, su soğutmalı ve su moderatörlü reaktörler oluyor. Aynı zamanda, dünya genelinde en fazla işlem ömrüne sahip ve sayıları en fazla olan basınçlı su reaktörlerinin (PWR) Rus yapımı olanlarını oluşturuyor. Bu reaktörler, “derinliğine savunma” ilkesinin beş fiziksel bariyerin sağlamlığını ve bütünlüğünü koruyacak güvenlik sistemine sahiptir. Bu güvenlik sistemlerinin ilki; Çernobil’deki gibi bir facianın oluşmaması için kor erimesi durumunda tasarlanmış “Eriyik Kor Kabı.” İkincisi; biri 1,2 metre, diğeri 1 metre kalınlığa sahip “Çift Koruma Kabı.” Birinci kabı aşabilecek zararlı gazları muhafaza ve filtre edilmesinde kullanılacak olan boş alanı sağlayan ikinci kap, aynı zamanda reaktörü uçak çarpması, reaktör dışı patlamalar, şiddetli fırtınalar ve su baskınları gibi dış etkilerden korur. Diğer güvenlik sistemi bileşenleri ise “Acil Durum Kor Soğutma Sistemi”, “Otomatik Kontrol”, “Pasif Güvenlik Sistemi” ve “Sismik Sistemler” olarak isimlendiriliyor.

Yaşanılan Nükleer Santral Kazaları

1) 1957 yılında İskoçya’da meydana gelen Windscale kazası; bu kazada reaktörün civarına bir miktar radyasyon yayılmakla beraber ölümle veya akut radyasyon hastalığıyla sonuçlanan bir olay meydana gelmemiştir.

2) 1979 yılında ABD’de meydana gelen Three Mile adası kazası; normal bir işletim arızası, ekipman kaybı ve operatör hatası ile kazaya dönüşmüş, ancak kısmi reaktör kalbi erimesi meydana gelmesine rağmen reaktörü çevreleyen beton koruyucu kabuğun sayesinde çevreye ciddi bir radyasyon sızıntısı olmadığı söylenmiştir.

3) 1986 yılında Ukrayna’da meydana gelen Çernobil reaktör kazası; tek kelimeyle bir faciadır. Kazanın nedenleri; operatörlerin güvenlik mevzuatına aykırı olarak santralde deney yapmaları sonucunda reaktördeki ani güç artışı ve santral tasarımında derinliğine güvenlik prensibine aykırı olarak, reaktörü çevrelemesi gereken bir beton koruyucu kabuğun inşa edilmemiş olması olarak özetlenebilir.

4) 2011 yılında Japonya’da meydana gelen Fukuşima Nükleer Santrali kazası, 9.0 büyüklüğündeki Tōhoku depremi ve tsunamisi sonrasında meydana geldi. Honşu adası açıklarında meydana gelen bu deprem, Japonya’da büyük bir tsunamiye yol açtı. Tsunami Japonyaya çok büyük zarar verdi ve nükleer enerji santrallerinde arızalar meydana getirdi

Google’den Derleyen

A.K