Albert Speer tarafından kaleme alınan “Üçüncü Reich’ın İçinde” adlı anı kitabında, Nazi Almanya’sının eski silahlanma bakanı, fizikçi Werner Heisenberg ve Adolf Hitler ile yaptığı bir görüşmeyi aktarıyor:
Heisenberg, başarılı bir nükleer füzyonun mutlak bir kesinlikle kontrol altında tutulup tutulamayacağı ya da zincirleme bir reaksiyon olarak devam edip etmeyeceği hakkındaki soruma kesin bir yanıt vermemişti. Hitler ise kendi yönetimi altındaki dünyanın parıldayan bir yıldıza dönüşmesi ihtimalinden hiç de hoşnut değildi.
1942 yılına gelindiğinde, Almanya büyük ölçüde lojistik nedenlerden dolayı nükleer bomba geliştirmeye çalışmaktan vazgeçerken ABD, Manhattan Projesi ile nükleer silahlara sahip ilk ülke oldu. Peki bu bombaların tüm dünyayı ateşe verebileceği konusundaki endişe ne kadar gerçekti?
Füzyon ve Fisyon
Bir atom bombasını bu kadar güçlü yapan şey, insanların varsaydığı gibi sadece atomun parçalanıyor olması değildir. Daha ziyade, o radyoaktif atomların, bir zincirleme tepkime ile parçalanıyor olmasıdır. Örneğin Oppenheimer filminde gösterilen türden fisyon bombalarının çalışma prensibini hatırlayın: 1 adet uranyumun tek 1 nötronla parçalanması sırasında açığa çıkan yeni nötronlar, gidip bir sonraki uranyum atomlarını parçalıyorlardı. Onlardan çıkan nötronlar da ondan sonraki uranyumları parçalıyordu ve bu böyle devam ediyordu.
Sonradan geliştirilen hidrojen bombalarındaysa, hidrojen izotopu olan küçücük atomlar birbirleriyle kaynaşırken, yani füzyona uğrarken, etrafa bir enerji saçılmaktadır ve bu enerji, bir sonraki füzyonu tetikleyebilecek kadar büyüktür. Tabii hidrojen bombalarını bu kadar korkunç yapan bir diğer faktör, hidrojen bombasının patlayabilmesi için geleneksel tip patlayıcılar ve bir fisyon bombasının bir arada kullanılıyor olmasıdır (ve fisyon bombasıyla füzyon bombasının karşılıklı bir geribesleme döngüsüne giriyor olmasıdır). Ama nasıl çalışıyor olurlarsa olsunlar, bunlardan birini başardığımızda, teoride yakıt bitene dek, pratikteyse açığa çıkan enerji nedeniyle bombanın parçaları birbirinden yüzlerce metre uzağa saçılana dek devam eden bir “zincirleme nükleer tepkime” elde etmiş olursunuz.
Yoksa örneğin tek bir uranyumun parçalanması sırasında, açığa sadece 200 megaelektronvolt mertebesinde bir enerji çıkmaktadır. Keza, füzyonda da, döteryum ve trityum gibi küçücük hidrojen izotoplarını birbiriyle kaynaştırdığımızda, fisyondan daha da küçük, sadece 17.6 megaelektronvolt enerji elde edilebilmektedir. Evet, şaşırtıcı olsa da teknik olarak tekil bir füzyon tepkimesi sırasında, tekil bir fisyon tepkimesinden yaklaşık 10 kat daha az enerji açığa çıkmaktadır; ama füzyonda kullanılan küçük atomlar, fisyonda kullanılan büyük atomlara göre birim zamanda çok daha fazla sayıda tepkimeye girebildiği için, füzyon olayları sırasında genellikle toplamda çok daha fazla enerji açığa saçmaktadır. Ama ne olursa olsun, bu sayılar tek başına bir hiçtir! Mesela bu enerji seviyeleriyle 20 Wattlık bir ampulü 1 saniyenin milyar kere milyarda biri kadar bir süre boyunca bile çalıştıramazsınız. Dolayısıyla gerçek bir patlama istiyorsanız, zincirleme nükleer tepkime şarttır.
Gerçi böyle diyoruz ama; bu tekil tepkimelerin açığa çıkardığı enerjilerin her ikisi de, sıradan bir kimyasal tepkime sırasında, mesela vücudunuzda şu anda meydana gelen solunum tepkimesi sırasında açığa çıkan 320 milielektronvolttan 600 milyon kat kadar daha yüksektir. İşte bu nedenle hiçbir sıradan kimyasal tepkime, hatta çeliği bir tereyağı gibi kesip atabilen termit tepkimeleri bile, bir çekirdek tepkimesinin gücüyle baş edemez. Hele ki zincirleme bir çekirdek tepkimesiyle…
İşte tam da bu “zincirleme tepkimelerin korkunçluğu” noktasında, Manhattan Projesi’nde ürpertici bir soru doğdu: Los Alamos’taki ekip, öyle veya böyle bir atom bombası patlatacaktı patlatmasına ama… Bu atom bombasında başlayacak zincirleme tepkime, varsayıldığı gibi bi’ noktada duracak mıydı? Yani sonuçta burada, ilk defa kontrolsüz bir şekilde sürdürülecek bir nükleer zincir tepkimesinden söz ediyoruz. Ya atom bombasından saçılan enerji, atmosferdeki diğer atomların füzyonuna sebep olursa ve o füzyondan saçılan enerji de bir sonraki atomların kaynaşmasına neden olursa ve bu böyle böyle giderek bütün atmosferi tutuşturursa? Ya “atom bombası” denen bu bomba, Dünya’da yaşamın göreceği son teknoloji olursa?
Evrim Ağacı’nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye’de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %%100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır. Kreosus Kreosus’ta her 10₺’lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık… Daha fazla göster
Evrim Ağacı’nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye’de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.
Kreosus
Kreosus’ta her 10₺’lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.
Patreon
Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı’na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı’ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.
YouTube
YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.
Diğer Platformlar
Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.
Giriş yapmayı unutmayın!
Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
Alemlerin Yok Edicisi
Hans Bethe ile yapılmış, 1991 yılında Scientific American tarafından yayınlanan bir röportaja göre; Enrico Fermi Los Alamos’taki meslektaşları arasında 16 Temmuz 1945’teki Trinity testinin yeryüzündeki tüm yaşamı yok edip etmeyeceği konusunda şaka yollu bahse girdiğinde, fizikçiler atmosferi ateşe vermenin imkânsız olduğunu zaten biliyorlardı.[1]
Manhattan Projesi sırasında Los Alamos’taki T (Teorik) Bölümü’nü yöneten Bethe, 1942’de projenin başına geçecek olan J. Robert Oppenheimer’ın “korkunç olasılığı” göz önünde bulundurduğunu söyledi. Bu durum çok sayıda bilim insanının ilgili hesaplamalar üzerinde çalışmasına ve nükleer bir silah kullanarak atmosferi ateşe vermenin “son derece imkânsız” olduğunu anlamasına yol açtı.
Ancak Oppenheimer ile Los Alamos’taki Metalurji Laboratuvarı’nın lideri Arthur Compton arasında geçen bir konuşma, daha sonra The American Weekly‘de 1959 yılında yayınlanan “Bomba: Dünyanın Sonu mu?” başlıklı bir makalede yer almış ve böylece kıyamet senaryosu kamuoyunun gündemine taşınmıştı. Yazar Pearl S. Buck, makalesinde Manhattan Projesi sırasında Oppenheimer hakkındaki konuşma üzerine Compton ile yaptığı bir sohbeti aktarıyor:
Arthur Compton, durumu bana ‘Hidrojen çekirdekleri kararsızdır ve Güneş’te gözlemlediğimiz gibi büyük bir enerji salınımı ile helyum çekirdeklerinde birleşebilirler.’ diye açıkladı. ‘Böyle bir reaksiyonu başlatmak için çok yüksek bir sıcaklık gerekir, ancak atom bombasının muazzam yüksek sıcaklığı hidrojeni patlatmak için gerekli olan şey olamaz mı?’ diye sordum.’
Buna cevaben ‘Peki ya deniz suyundaki hidrojene ne olacak? Atom bombasının patlaması okyanusun kendisinin de patlamasına yol açmaz mı? Oppenheimer’ın tek korkusu bu da değildi: Havadaki nitrojen de daha az derecede olsa da kararsızdır. Atmosferdeki bir atomik patlama onu da patlatamaz mı?’ diye sordu.
‘Dünya buharlaşırdı!’ dedim.
Compton ise, ‘Kesinlikle.’ dedi ve ciddiyetle ekledi. ‘Bu çok büyük felaketle sonuçlanır. Nazilerin köleliğini kabul etmek, insanlığın üzerine son perdeyi çekme riskini göze almaktan daha iyidir!’
Edward Teller ve Kıyamet Kumarı
Oppenheimer, hocası Arthur Compton ve ekipteki en deneyimli atom bilimcilerden olan Hans Bethe ile görüştükten sonra, bu korkunç ihtimalin gerçek olup olamayacağını hesaplama işini Edward Teller liderliğinde Emil Konopinski ve Cloyd Marvin isimli iki diğer fizikçiye verdi. Bu üçlü dikkatli hesaplar sonucunda, oldukça ürkütücü bir başlığa sahip bir rapor yayınladılar: “Nükleer Bombalar Yoluyla Atmosferin Tutuşması“.
Aslen gizli olan bu raporu, 1979 yazında gizlilik kararı kaldırıldığı için bizzat okuyabiliyoruz, dolayısıyla araştırmacıların akıllarından geçenleri bizzat görebiliyoruz. Raporun giriş paragrafı, tehdidi net bir şekilde ortaya koyuyor:
Bir fisyon veya füzyon bombasının patlaması sırasında açığa çıkan yüksek enerji, havayı oluşturan atom çekirdeklerinin birbiriyle tepkimeye girmesini sağlayabilir. Eğer bir tutuşma sıcaklığı varsa ve bu aşılırsa, termonükleer reaksiyon, atmosferin tamamına yayılabilir.
Ekip, bu hesaplamayı yapabilmek için şu soruyu sordular: Atom bombası patladığı anda nasıl bir durum oluşmalı ki, zincirleme nükleer reaksiyon durmaksızın, kontrolsüz bir şekilde devam edebilsin? Cevap, çok basitti: Eğer ki atmosferin birim hacminde yaşanacak bir füzyon reaksiyonunun meydana gelme ihtimali ve etrafa saçacağı enerji miktarı, o hacimdeki enerjinin etrafa dağılarak sönümlenme oranından daha yüksek olursa, bu, zincirleme bir füzyon tepkimesine sebep olacak demektir. Çünkü o enerji, bir sonraki birim hacmi füzyona sebep olabilecek düzeye kadar ısıtabilir ve bu böyle devam eder. Ama yok eğer o birim hacmin enerjisinin sönümlenme oranı, füzyon tepkimesi nedeniyle bölgenin ısınma oranından yüksekse, o zaman atmosfer hiçbir zaman kontrolsüz bir zincirleme reaksiyonun başlayabileceği seviyelere kadar ısınamaz. Böylece reaksiyon, az önce de bahsettiğimiz gibi teoride yakıtın tükenmesiyle, pratikteyse ondan çok önce, patlamanın etkisiyle atom bombası yakıtının parçalarının yüzlerce metre öteye savrulmasıyla sona erecek demektir. Dolayısıyla ekibin yapması gereken, birim hacim ve birim zamandaki enerji üretimiyle, enerji sönümlenmesi arasındaki dengeyi analiz etmekti.
Enerji Üretimi
İşe koyulabilmek için, yine çok temel bir soruyu sorarak başladılar: Havadaki atomlardan hangisinin füzyona girmesi en olası? Tabii ki atmosferin %78’ini oluşturan azot atomları! Azottan başka %21 oranında oksijen, %0.9 oranında argon ve %0.1 oranında karbondioksit, metan, su ve neon gibi gazlar da vardır. Ama en büyük tehdit, en bol bulunan ve en küçük atom olan azottur. 7 protonu ve 7 nötronu olan iki azot atomu birbirine kaynaşırsa, 14 proton ve 14 nötronlu silisyum atomu oluşmaktadır. Daha sonra bu silisyum, yüksek enerji altında birçok farklı şekilde parçalanabiliyor; ama en olası ve tehlikeli olan 5 tanesi bunlardır:
Çünkü bu 5 tepkimenin her birinde gama ışınları gibi radyasyon veya nötron veya proton gibi bir parçacık saçılmaktadır; veya silisyum, karbon ve oksijen gibi iki daha küçük atoma bölünmektedir; ve bunların her birinde etrafa megaelektronvolt cinsinden bir miktar enerji saçılmaktadır.
Dikkat ederseniz bu 5 tepkime sırasında saçılan enerji, parantez içinde gösterilen Coulomb bariyerinden hep daha yüksektir. Bu ne demek? Biliyorsunuz, iki atomu birbirine yaklaştırmaya çalışırsanız, öncelikle her iki atomun etrafındaki elektronların birbirini itmesinden ötürü bu atomları birbirine kaynaştıramazsınız. Ama yaklaştırdığınız atomların elektronları olmasaydı bile, her iki atomun çekirdeği de protonlar nedeniyle pozitif yüklü olacağı için, elektronsuz atomlar da durup dururken birbirlerine kaynaşmazlardı. İşte bu elektrostatik direnmeye, Coulomb bariyeri denmektedir. Ama Güçlü Nükleer Kuvvet ile ilgili anlatımlarımızdan hatırlayacak olursanız, bu direncin bir enerji sınırı bulunmaktadır: O sınır aşılırsa, Coulomb bariyeri aşılmış olmaktadır, Güçlü Nükleer Kuvvet’in etki alanına girilmektedir ve atomların çekirdekleri birbiriyle kaynaşabilmektedir. Dolayısıyla burada gördüğümüz tepkimelerin her biri, potansiyel olarak bir sonraki tepkimeyi tetikleyebilen ihtimallerdir.
Teller ve ekibi, bu 5 ihtimal arasından en tehlikeli olanına odaklanmayı seçtiler: Azotların kaynaşması sonucu oluşan Silisyumun, 1 adet alfa parçacığı fırlattıktan sonra magnezyuma dönüşmesi ve etrafa 17.7 Megaelektronvolt enerji saçması:
N714+N714→Si1428→Mg1224+α+17.7MeV(B≈7MeV)N_7^{14}+N_7^{14}\rightarrow Si_{14}^{28}\rightarrow Mg_{12}^{24}+\alpha+17.7 MeV (B\approx 7 MeV)
Çünkü bu, en fazla enerjiyi açığa çıkaran olasılıktır. Dikkatli okurlarımız için: Evet, yukarıdaki görselde verdiğimiz ilk tepkime aslında daha da fazla enerji saçıyor; ama o dönemlerde gama ışıması yoluyla saçılan enerjinin zincir tepkimesini sürdürme ihtimalinin neredeyse sıfır olduğu zaten biliniyordu, ondan bu tepkimeyi göz ardı edebildiler. İşte bu nedenle: “Bilgi güçtür.”
Bu sayede artık saçılması en riskli olan enerji miktarını biliyoruz. Şimdi, bu saçılan enerjinin her bir azot atomu başına düşen miktarını hesaplayıp, bunu bir sonraki füzyon tepkimesiyle ilişkilendirmemiz gerekiyor. Sonra da enerji saçılma miktarına bakarak, bu döngünün zincirleme şekilde devam edip edemeyeceğini göreceğiz.
Dolayısıyla bize, her bir atom başına birim zamanda düşen enerjiyi gerekmektedir. Teller ve ekibi, bunu şöyle zarif bir denklemle hesaplamayı başardılar:
dEdt=(1/2)NσV‾Q\Large \frac{dE}{dt}=(1/2)N \overline{\sigma V} Q
Denklemin sol tarafında, birim zaman başına üretilen enerji, yani güç bulunmaktadır. Bunu bulmak için, NN ile gösterilen havadaki azot yoğunluğunu, füzyonun yaşanma olasılığı olan σV‾\overline{\sigma V} ve her sefer açığa çıkan enerjiyle (yani QQ ile) çarpmamız gerekmektedir.
Şimdi… Atmosferdeki azot yoğunluğu o dönem biliniyordu: Santimetreküp başına 40 kentilyon atom. QQ‘yu, yani saçılan enerjiyi de az önce öğrendik, 17.7 megaelektronvolt. Dolayısıyla kritik nokta, ortadaki σV‾\overline{\sigma V} terimiydi. Bu terim, yani “füzyon olasılığı”, o dönem net olarak bilinmiyordu, çünkü füzyon, o dönemde çok daha az anlaşılmış bir tepkimeydi. Yani elde yeterince deneysel veri yoktu. Dolayısıyla ekip, işe tamamen olasılıklar çerçevesinde yaklaşmak zorunda kaldı. Yine en kötü olasılığı dikkate alarak, yani her bir azot çarpışmasının füzyonla sonuçlanacağını varsayarak, farklı sıcaklıklar için tekrar tekrar nümerik hesaplar yaptılar ve raporun en son sayfalarında gösterilen grafiğin şu kısmını ürettiler:
Bu, birim zamanda atom başına üretilecek enerjinin, sıcaklığa göre dağılımıydı. İşte kritik nokta tam da buydu: Eğer ki patlama sonrasında tepkime duracaksa, enerjinin farklı sıcaklıklarda saçılma miktarının, bu enerji üretiminden daha yüksek olması gerekiyordu. Eğer üretim miktarına eşit veya ondan daha küçük olursa, yani ürettikleri ilk grafiğin alt tarafında kalırsa, istenmedik bir zincirleme tepkime başlayabilir ve atmosfer yok olabilirdi.
Enerji Sönümlenmesi
İşte bunun için de enerjinin sönümlenme oranını hesaplamaları gerekiyordu. İşin bu tüketim tarafında, “Bremsstrahlung” diye bir olay vardı. Almancada “frenleme radyasyonu” gibi bir anlama gelen bu terim, elektron veya atom çekirdeği gibi yüklü parçacıkların hızla yavaşlaması sırasında civardaki diğer atom çekirdeklerinin elektrik yükünün etkisi altında etrafa saçtıkları elektromanyetik radyasyona işaret etmektedir. Bu enerji saçılması fotonlar yoluyla olduğu için, tıpkı gama ışıması gibi, bunların da zincirleme tepkimeyi sürdürme ihtimali bulunmuyordu. İşte bu yolla olan güç kaybını da şöyle bir formülle hesapladılar:
(dEdt)B=(16/3)NZZ2e6me3ℏv(1+E/mc2)‾\Large (\frac{dE}{dt})_B=(16/3)NZ\frac{Z^2e^6}{me^3\hbar}\overline{v(1+E/mc^2)}
Burada NN, az önce de kullandığımız azot yoğunluğu. ZZ, atom numarası, yani nötron için 7. mm kütle, cc ışık hızı, ℏ\hbar Planck sabiti ve sağ taraftaki terimin tamamı da relativistik düzeltme faktörüdür.
İşte bu kayıpları da farklı sıcaklıklara göre hesapladıklarında, ikinci grafiği elde etmiş oldular:
İşte bu, çok iyi haberdi! Enerji saçılımı, üretiminden her noktada daha yüksekti! Gerçi sonlara doğru, “güvenlik faktörü” dediğimiz bu aradaki fark 1.6’lara kadar düşüyordu. Yani şu noktaya kadar yaptığımız hesaplarda ve doğru kabul ettiğimiz varsayımlarda sadece %60’lık bir hata yaptılarsa, atmosferi yok edebilirlerdi. Ama işte, Bremsstrahlung da enerji kaybının tek yolu değildi: Mesela “Tersine Compton Saçılımı” dediğimiz bir etki yardımıyla, yüksek enerjili parçacıklar, sahip oldukları bu büyük enerjinin bir kısmını düşük enerjili fotonlara aktarabilmektedirler. Bu tür diğer faktörleri de işin içine katınca, enerji saçılma grafiğimiz enerji üretim grafiğimizden daha da uzaklaşmaktadır.
Zaten unutmayın, bu grafiğin sağ taraflarındaki 10 megaelektronvoltu Planck sabiti yardımıyla sıcaklığa çevirecek olursanız, 116 milyar Kelvin gibi absürt sıcaklıklara karşılık geldiğini göreceksiniz. Sadece bir atom bombasıyla, atmosferin birim hacmini istikrarlı bir şekilde o grafiğin sağ tarafındaki sıcaklık düzeylerine kadar ısıtmak imkansıza yakın bir iştir. Hatta yaptıkları hesaplamalara göre, böylesi bir zincirleme tepkimenin başlayabileceği sıcaklıkların sağlanması için, ilk atom bombası olan Gadget’ın saçması beklenen enerjinin yaklaşık 100.000 katı büyüklükte bir bomba gerekmektedir. Günümüzde var olan en büyük hidrojen bombası olan Çar Bomba bile, Gadget’ın “sadece” 2700 katıdır. İşte Oppenheimer’ın filmde Dünya’yı yok etme ihtimalinden bahsedereken sarf ettiği “sıfıra yakın” öngörüsü de buradan gelmektedir.
Anlayacağınız, doğru koşullar altında son derece yüksek bir sıcaklığın atmosferi ateşe verecek bir zincirleme reaksiyon başlatabileceği doğru olmakla birlikte, hesaplamalar bu sıcaklık ve koşulların bir nükleer bomba tarafından sağlanamayacağını göstermiştir. Yukarıda işlediğimiz rapor, bu hesaplamalarla ilgili sonuçları şöyle özetlemektedir:[2]
Atmosferin bir bölümünün ısıtılabileceği sıcaklık ne olursa olsun, kendi kendine yayılan bir nükleer reaksiyon zincirinin başlamasının mümkün olmadığı gösterilmiştir. Radyasyondan kaynaklanan enerji kayıpları, reaksiyonlardan kaynaklanan enerji kazançlarını her zaman fazlasıyla telafi eder.
Söz konusu bombaların etkisini büyük ölçüde aşan füzyon bombaları veya termonükleer bombalar kullanılmadıkça bu sıcaklığa ulaşmak imkansızdır. Ancak gerekli hacimde (yani 1.000 metreküpten büyük) bombalar kullanılsa bile, Compton saçılması yoluyla elektronlardan ışık kuantumlarına enerji aktarımı daha fazla güvenlik faktörü sağlayacak ve havada zincirleme bir reaksiyonu imkânsız hale getirecektir.
Ancak, Buck’ın 1959 tarihli makalesi nükleer bir silahın potansiyel olarak gezegeni ateşe verebileceği fikrinin desteklenmesine yardımcı olmuş olabilir. Yazının sonuna doğru bir paragrafta şunlar söylenmektedir:
Eğer (Compton) hesaplamalardan sonra, dünyanın atom bombası patlamasıyla buharlaşma olasılığının yaklaşık bir milyonda üçten fazla olduğu kanıtlanırsa projeye devam etmeyeceğini söyledi. Hesaplamalar rakamların biraz daha düşük olduğunu gösterdi ve proje devam etti.
Fikrin 1970’lerde Yeniden Tutuşması
Bu fikir, 1975 yılında Illinois Üniversitesi Tıp Merkezi’nde radyasyon fiziği profesörü olan Horace C. Dudley’in Bulletin of the Atomic Scientists dergisinde “Nihai Felaket” başlıklı bir endişe yazısı yayınlamasıyla tekrar gündeme geldi.[3] Yazı kasıtsız bir zincirleme reaksiyonun tüm gezegeni yok edeceği, atmosferdeki tüm nitrojeni ve okyanuslardaki tüm hidrojeni tutuşturacağı ve gezegenimizi çekirdeğine kadar eriteceği bir kıyamet günü senaryosunun ana hatlarını içeriyordu. Ayrıca Buck’ın on yıldan fazla bir süre önce yayınlanan makalesinde yer alan “milyonda üç” sayısını alıntılamıştı. Yazı, Bethe’yi bir cevap vermeye davet ediyordu. Aynı dergide yayınlanan “Nihai Felaket (mi)?” başlıklı bir yazıda Bethe şöyle yazmıştır:[4]
Atmosferde termonükleer bir zincirleme reaksiyona neden olma ihtimali hiçbir zaman olmadı. Dudley’in iddia ettiği gibi, ‘milyonda üç ihtimalden biraz daha düşük bir olasılık’ hiçbir zaman söz konusu olmamıştır. Dünyanın tutuşması bir olasılık meselesi değildir; tek kelimeyle imkansızdır.
Ayrıca Bethe, Dudley’in nükleer savaş karşıtlığını paylaşmakla birlikte, nükleer savaşa karşı olmak için bulunan birçok iyi nedene doğru olmayan bir neden eklemenin tamamen gereksiz olduğunu da belirtti.
Kendi alanlarının dışındakileri bilimin temelleri konusunda ikna etmeye çalışan fizikçiler arasında bir sıkıntı havası vardı: Teoriler ilk bakışta kıyamet senaryoları için bir olasılığa işaret etse de sonuçlar gerçekte imkansızdı.
Dudley’in yazısı kamuoyunun dikkatini çektikçe ve ABD’nin gelecekteki nükleer politikasını ve araştırmalarını etkileyebilecek gibi göründükçe, diğer uzmanlar tarafından daha fazla incelemeye davet edilmeye başlandı. Lawrence Livermore Laboratuvarı’nın o dönemki yöneticisi Roger Batzel, ABD Enerji Bakanlığı’na gönderdiği gizli bir mektupta, Dudley’in belirttiği riskin yeniden değerlendirilmesi talebine şu şekilde yanıt verdi:
Nükleer enerji üretimi ve silah araştırmaları hakkında yapılan bazı aşağılayıcı yorumlar hakkında doğrudan yorum yapmayacağım. Profesör Dudley’in değişken yarı ömürler, ‘aether enerjisinin’ mevcudiyeti, dünyanın kütle çekim alanı ya da büyük ölçekli fiziksel olayların tekrarlanabilirliği konusundaki kafa karışıklığını gidermeye de çalışmayacağım.
Özetle, son derece dikkatli hesaplamalar, Dünya’nın atmosferinin ya da denizlerinin termonükleer ya da nükleer zincir reaksiyonu türünden füzyon reaksiyonlarını sürdürmesinin tamamen imkânsız olduğunu göstermiştir. Özellikle bu tür reaksiyonlar, gerçekçi olmayan şekilde yüksek etkiye ve pratik olarak yüksek ağırlık etkisine sahip olanlar dahil olmak üzere, nükleer silahların patlamasıyla tetiklenemez.
Çok sayıda eleştiriye yanıt olarak Dudley, Bulletin of Atomic Scientists‘de kısa bir yazı daha yayınladı. Bazı eleştirileri kabul etmekle birlikte, kontrolden çıkmış bir reaksiyonun hala mümkün olabileceğine dair ek senaryolar ortaya attı. O dönemde Bulletin‘in baş editörü olan Bernard Felt, Dudley ve Bethe arasındaki tartışmaya alaycı bir sonuç yazdı:
Bununla birlikte, Dr. Dudley çürütme konuşmasında okyanusta hidrojen artı hidrojen reaksiyonu olasılığına yeni bir vurgu yapmayı tercih ettiğinden Dr. Bethe buna yanıt vermek istemekte tamamen haklı olacaktır; çünkü böylece ikisi arasında muhtemelen kontrol altına alamayacağımız bir zincirleme reaksiyon başlatmış olacaktır.
Bu olasılığı riske atmaktansa, Dr. Dudley’in iddiasının aksine, hidrojen artı hidrojen reaksiyonunun, döteryum artı döteryum reaksiyonundan; bu reaksiyonun Güneş’in iç kısmında meydana gelenlerle karşılaştırılabilir sıcaklıklar ve basınçlar gerektirdiği ölçüde tür olarak farklı olduğunu belirtme cüretini gösteriyorum. Dr. Bethe’nin okyanuslarda bir füzyon zincirleme reaksiyonunun imkânsızlığına ilişkin tespiti bu nedenle hala geçerlidir.
Özetle, bugüne kadar patlatılan en büyük bomba Sovyetler Birliği’nin 1961’de patlattığı devasa Çar Bombasıydı. Washington, D.C.’nin Detroit’e olan uzaklığında, yani 500 milden daha uzaktaki camları kıracak kadar güçlüydü. Ayrıca Hiroşima ve Nagazaki bombalarının toplamından 1.500 kat daha güçlüydü. Parlayan ateş topu, ufkun üzerinde yükselen minyatür bir Güneş’e benziyordu. Ancak atmosferi ateşe vermedi.