En Uzun Uzay Serüveni: Voyager

/ / TEKNOLOJİ

Bu yazımda nükleer enerjinin ne olduğundan, uzaya dair ne gibi kullanımları olduğundan bahsedeceğim.

Nükleer kelime anlamı olarak “çekirdek ile ilgili” ilgili anlamına gelmektedir ve nükleer enerji de kaynağını atomun çekirdeğinde meydana gelen tepkimelerden aldığı için bu şekilde adlandırılmıştır. Radyasyon ise atom çekirdeğinden yayılan enerjinin adıdır diyebiliriz. Eğer herhangi bir maddenin atom çekirdeğindeki nötronların sayısı, proton sayısına göre oldukça fazla ise bu maddeler kararsız bir yapı göstermektedir ve bu sayıyı eşitlemeye çalışmaktadır. Proton ve nötronlarını belli bir sayıda yapılarından atarak iki taneciklerinin sayılarını eşitlemeye çalışırlar. Bu olay sırasında etrafa saçılan enerjiye radyasyon denir.

Radyasyon Çeşitleri

Radyasyon çeşitlerini inceleyecek olursak alfa radyasyonu, beta radyasyonu, gama radyasyonu, nötron radyasyonu ve x-ışını radyasyonu olmak üzere beş iyonlaştırıcı radyasyon çeşidi vardır.

Alfa bozunumu, atom numarası büyük olan atom çekirdeklerinde görünür ve alfa bozunması yapan radyoaktif çekirdeğin proton ve nötron sayısı iki azalır. Alfa radyasyonunun etkileştiği ortam içinde nüfuz etme gücü çok zayıftır. Bir kağıt parçası ya da insan cildi alfa radyasyonunu durdurmak için yeterlidir.

Beta radyasyonu, çekirdeğin genelde eksi yüklü elektron ya da artı yüklü pozitron taneciği fırlatmasıdır. Beta radyasyonunun kütlesi ve yükü alfa parçacığından daha az olduğu için etkileştiği ortam içine nüfuz etme gücü alfa parçacığından daha fazladır. Beta parçacıkları insan cildini geçebilecek güçtedir fakat hayati organlara kadar ulaşamaz. Alüminyum bir plaka ile beta parçacıklarının geçişini engellemek mümkündür.

Gama radyasyonu, radyoaktif çekirdek tarafından yayımlanan elektromanyetik enerji paketidir. Alfa ve Beta bozunumu yaşadıktan sonra hala bir miktar kararsız olan çekirdekler üzerilerindeki fazla enerjiyi gama ışınımı olarak atmaktadırlar. Gama ışınının yükü veya kütlesi yoktur, gama ışınımı geçirdikten sonra atomun kimliği ve yapısı değişmez. Çok yüksek enerjili ışınlar oldukları için nüfuz güçleri yüksektir ve durdurmak için kurşun levhalar veya kalın beton bloklar kullanılmaktadır.

Nötron radyasyonu çekirdekteki nükleer tepkimeler sonucunda yayımlanır. Nötron radyasyonu ancak bir atom çekirdeği ile etkileştiğinde (çarpıştığında) enerjisini kaybeder. Bu sebeple nüfuz etme gücü çok yüksektir. Nötron radyasyonunu azaltmak için su gibi nötron ile etkileşme özelliği yüksek malzemeler kullanılmaktadır.

X-ışınları, elektromanyetik radyasyondur ve bir atomun elektron enerji seviyelerinde bir düzensizlik olduğunda yayımlanmaktadır. Bu düzensizliğe örnek olarak, çekirdeğe yakın enerji seviyelerinden elektron kopartılması ya da çekirdeğin yakınındaki enerji seviyesinden bir elektron yakalaması verilebilir. Bu olaylar nedeniyle elektron bulutunun enerji düzeylerinde oluşan boşluklar diğer enerji düzeylerindeki elektronlar tarafından doldurulur ve bu işlem sonrasında x-ışınları ortaya çıkar.

Uzayda Nükleer Enerji

Nükleer enerjinin kullanıldığı en kritik alanlardan birisi de uzay teknolojileridir. Uzaya gönderilen özellikle insansız araçlarda nükleer enerji sıkça kullanılmaktadır. Uzayda nükleer enerji kullanımı, uzay çalışmalarının ufkunu genişletmiş ve Güneş panellerinin verimsiz kaldığı durumlarda dahi uzun süreler görev yapılmasını mümkün hale getirmiştir.

Radyoizotop Termoelektrik Jeneratörleri kısaca RTJ’ler uzay araçlarında kullanılan bir nükleer reaktör çeşididir. Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2, Galileo, Ulysses, Cassini, New Horizons ve Mars’a gönderilen Viking 1, Viking 2, MSL Curiosity araçları güçlerini RTG güç kaynaklarından alır. 1950’de ABD’de Dr.Bertam C. Blanke önderliğinde geliştirilen RTG’lerde yarı-ömrü uzun ve yüksek enerji salınımı olan Plütonyum-238 elementi yakıt olarak kullanılır. Plütonyumun bozunumu sırasında açığa çıkan ısı, ısı enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren bir devre elemanı olan thermocouple (ısı pili) tarafından elektriğe dönüştürülür ve uzay aracına gereken enerji sağlanır. Plütonyum kullanılmasının avantajlarından biri sahip olduğu kütleye kıyasla daha yüksek bir enerji sunması ki uzay araçlarında kütleden tasarruf etmek birçok parametreyi olumlu etkilemektedir. Bir diğer olumlu etkisi de Plütonyum’un alfa ve beta parçacığı salınımı yapmasıdır ki yukarıda da bahsettiğim gibi alfa ve beta parçacıklarının yaydığı radyasyon kolaylıkla soğurulabilmektedir.

Voyager Uzay Aracı

RTJ jenaratörleri Apollo 12’den 17’ye kadar ay görevlerinde -Apollo 13 hariç- başarılı bir şekilde kullanılmıştır. RTJ’nin kullanıldığı bir diğer uzay aracıysa dünyaya en uzak insan yapımı araç unvanına sahip olan Voyager araçlarıdır. Ayrıca Voyager’in bu kadar yol kat etmiş olmasındaki en önemli etken gücünü nükleer enerjiden alması olmuştur. 44 yılda yaklaşık olarak 25 milyar kilometre kat etmiş ve Güneş sisteminin dışına çıkmayı başarmıştır. Hiçbir uzay aracının gitmeyi başaramadığı ve hatta hedeflemediği uzaklığa ulaşmalarının sonucu olarak Voyager araçları Güneş Sistemi, gezegenler ve uzay hakkında devrim yaratan bilgiler göndermeyi başarmışlardır. Hatta uzaydan ses göndermeyi de başarmışlardır. Cornell Üniversitesinde astronomi alanında doktora öğrencisi olan Stella Koch Ocker, “Çok sönük ve tekdüze bir şekilde, yıldızlararası gazın zayıf, ısrarcı uğultusunu tespit ediyoruz.” ifadeleriyle uzayın sesini tanımlamıştır.

Voyager araçlarının anlık konumlarını görmek için NASA’nın sayfasını aşağıdaki linkten ziyaret edebilirsiniz: https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/status/

Nükleer enerjinin korkutucu ve zararlı bir canavarmış gibi algılanıldığı kanısındayım. Fakat sadece Voyager örneğine bakıldığında bile -ki birçok uzay aracında nükleer enerjiden yararlanılmıştır- nükleerin sağladığı faydalar ve sunduğu imkânlar görülebilmektedir. Direkt şehirlerin ve ülkelerin elektrik ihtiyacını sağlamak amacıyla kurulan devasa santrallerde yaşanmış kazalar tabii ki dehşet verici boyutlardadır. Lakin bu durumun nükleerin incelenmesi, değerlendirilmesi ve gerekli önlemler alınarak, kurallarına uyularak kullanılmasında kalıcı bir engel oluşturmadığını düşünmekteyim.

Metin Kaynakçası

1- 2021. Mta.Gov.Tr. https://www.mta.gov.tr/v3.0/sayfalar/hizmetler/kutuphane/ekonomi-bultenleri/2020_30/1.pdf.

2- 2021. Dergipark.Org.Tr. https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/223528.

3- Türkiye, Sputnik. 2021. https://tr.sputniknews.com/bilim/202105111044471960-nasanin-voyager-1-uzay-araci-25-milyar-kilometre-uzaktan-evrenin-sesini-gonderdi-ugultu/.

4- “Radyasyon “. 2021. Bilheal.Bilkent.Edu.Tr. http://bilheal.bilkent.edu.tr/aykonu/ay2011/radyasyonturk.htm.

5- https://www.kozmikanafor.com/rtg-001/

Görsel Kaynakçası

Kapak Görseli- “Voyager – Downloads”. 2021. Voyager.Jpl.Nasa.Gov. https://voyager.jpl.nasa.gov/downloads/#gallery-posters-3.

Görsel 1- 2021. Bsnscb.Com. http://bsnscb.com/radioactive-wallpapers/38784026.html.

Görsel 2- “Voyager 1 Ve 2’Nin Uzay Yolculuklarının 40 Yılı – BBC News Türkçe”. 2017. BBC News Türkçe. https://www.bbc.com/turkce/haberler-41167832.

Pelin Su Karakuş

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir