Bombanın çalışması:
Bir atom bombası, yalnızca nükleer yakıttan oluşmaz. Bombayı hazırlamak için çok karmaşık bir düzenek gerekir. Ayrıca, istenmeyen patlamaların önlenmesi için çeşitli güvenlik sistemleri geliştirilmiştir.
Kritik kütleyi aşan miktarda bir uranyum parçasının uygun bir kaba konulmasıyla bomba yapılamaz: bu durumda uranyum hemen patlar. Kritik altı olan iki ya da daha çok sayıda kütlenin, birbirinden yeterli uzaklıkta yerleştirilmesi gerekir. Böylece, istendiğinde bu paıçalaı «birleştirilerek», zincirleme tepkime başlatılır.
Yapılabilecek en ilkel atom bombası, Hiroşima'ya atılan türdendir. İçinde namlulu bir top bulunduğundan, bu tür bombalara «top türü» bombalar denir. Namlunun bir ucunda, kritik kütleden biraz küçük ve küresel bir uranyum parçası bulunur. Ancak, kürenin namlunun tam karşısına raslayan bölümünde konik bir boşluk vardır. Bu boşluğun tepesi kürenin merkezine dek varır. Namlunun öteki ucunda da, bu konik boşluğu dolduracak biçimde bir U-235 parçası bulunur. Bu iki parça bir araya geldiğinde kritik kütleden biraz daha büyük bir kütle oluşur.
Küçük kütlenin arkasına, yüksek patlama güçlü bir PATLAYICI madde yerleştirilir. Bu madde patla-tıldığında koni hızla küredeki boşluğa saplanır. Böylece kritik altı iki kütleden kritik bir kütle elde edilir ve atom bombası derhal patlar.
Plütonyum bombalan bundan biraz daha karışıktır. Çünkü plütonyum U-235'den daha kolay bölünebilir. Ayrıca plütonyumun kritik kütlesi de küçüktür, saf plütonyum 16 kg kadardır.
Bu kütle, plütonyum küresini U-238 le kaplayarak 10 kg'a dek düşürülebilir. U-238, parçalanabilir olmasına karşın, ortamdan dışarı çıkmağa çalışan nötronları geri yansıtarak nötron kaybını azaltır.
Plütonyum «top türü» bir aygıtla patlatılamaz; çünkü uranyumdan çok daha büyük bir birleştirme hızına gereksinim vardır. Birleştirme hızlı olmazsa patlama da tam olmaz.
Bu yüzden plütonyum «içe patlama» ya da «göçme» diyebileceğimiz bir yöntemle birleştirilir. Biraraya geldiğinde bir küre oluşturacak biçimdeki plütonyum parçacıkları, bir nötron kaynağı çevresine eşituzaklıkta yerleştirilir. Kama (koni) biçimindeki parçaların arkalarına aynı miktarda patlayıcı konup, aynı anda patlatılırsa parçaların hepsi merkeze doğru yolalır ve bir bütün oluşturur. Bu yöntem Nagazaki'ye atılan atom bambasında kullanılmıştır.
Zincirleme tepkimeyi başlatma yöntemleri yanında, patlayıcıları patlatmanın da bir düzenekle sağlanması gerekir. Bu düzenek bombanın yapısına ve kullanışına göre değişir. Hiroşima ve Nagazaki'ye atılan bombalar, ALTİMETRE'lerle çalıştırılmıştı. Böylece, bombaların, kentin üzerinde en büyük tahribatı gerçekleştirecek yüksekliğe gelince patlaması sağlanmıştı.

Bombanın Gelişimi:
Uranyum filizinden U-235'in elde edilmesi kolay yollardan gerçekleşebilseydi, ilk atom bombası İkinci Dünya Savaşı'ndan yıllar önce yapılırdı. Oysa, U-235 elde etmek çok zordur. Yaklaşık 25 000 ton uranyum filizinden 50 ton kadar uranyum çıkarılır. Bu uranyumun da % 99,3'ü U-238'den oluşur. Ayrıca bu iki izotopun kimyasal özellikleri birbirine çok benzediğinden,anlaştırma için U-235'e yapılan her işlem U-238'i de aynı biçimde etkiler.
İki izotopu birbirinden ayırmak için mekanik yöntemler kullanılır. Bunların hepsi U-238 atomunun U-235'den biraz daha ağır olması ilkesine dayanır.
İkinci Dünya Savaşı'nın başlamasından Önce, 2 Ağustos 1939'da, ünlü bilim adamı Albert Einstein, Amerika Birleşik Devletleri devlet başkanı Franklin D. Rooseveit'e bir mektup yazarak Almanların bomba yapmak için U-235'İ arılaştırmağa çalıştıklarını belirtti.
Bunun üzerine ABD hükümeti de «Manhattan Projesini başlattı. Buna göre kurulacak bir komite, bir bombanın en çabuk yoldan yapımını üstleniyordu.
İlk sorun patlamaya yetecek miktarda «zenginleştirilmiş», yani normalden çok U-235 içeren uranyumun elde edilmesiydi. O günlerde geliştirilen yöntem, bugün de kullanılmaktadır.
Amerikalı bilim adamları Oak Bidge'de (Tennessee). bir zenginleştirme tesisi kurdular. Bu tesis 1940' da Columbia Üniversitesi'nde H.C. Urey ve yardımcıları tarafından gerçekleştirilen gaz yayınması ilkesine göre çalışıyordu.
Bu tesisde uranyum flüorla birleştirilerek, uranyum heksa flüorür durumuna getirilir. Elde edilen gaz pompalarla çok ince süzgeçlerden geçmeğe zorlanır. U-235 atomları, U-238'den daha hafif, bu nedenle de hızlı olduğundan, süzgeçlerden daha çabuk geçer ve birkaç bin süzgeçten sonra gazdaki U-235 yoğunluğu artar. Yoğunluk artım oranı, reaktör yakıttan için %2, bombalar için çok daha yüksek olmalıdır. Kuramsal olarak bu oran %95'e dek çıkarılabilir.
Bugün dünyadaki zenginleştirilmiş uranyumun çoğu bu yöntemle elde edilir. Magnetik aynştırma yöntemi denen başka bir yöntemle de U-235 oranı % 85'e ulaşabilir. Bu yöntemde elektrik yüklenmiş u-ranyum tetraklorür gazı kuvvetli bir magnetik alandan geçirilir. U-235 tanecikleri daha hafif olduğundan mıknatıstan daha az etkilenir ve yavaş yavaş gaz akımından ayrılır. Bu yöntem siklotron'u bulan Ernest O. Lawrence tarafından, Berkeley'deki California Üniversitesi'nde geliştirilmiştir.
Gittikçe yaygınlaşmakta olan üçüncü bir zenginleştirme yönteminde de, gaz SANTRİFÜJ'ü kullanılır. Bu sistemde İzotopları kütlesel olarak ayırmak için merkezkaç kuvvetten yararlanılır.
Bölünebilir İkinci yakıt olan plütonyum doğada, doğal katran ve fergusonit filizlerinde bulunur. Plütonyumun katran filizinde bulunma oranı, trilyonda 7 kadardır. Uygulamada, plütonyum, nükleer reaktörlerde kolayca üretilebilmektedir. Nagazaki'ye atılan bombanın plütonyumu, 1943'de bitirilen Hanford'daki (Washington) Üç reaktörde Üretilmişti.
Bölünebilir madde yapımı, zamanla, uranyum ve plütonyum üreticileri arasında yarışa döndü. Önce plütonyum hazırlandı ve 16 temmuz 1945'de New Mexico' da, Alamogordo yakınlarındaki çölde patlatılan deneme bombasında kullanıldı.
Bundan üç hafta sonra da ilk uranyum bombası Hiroşima'ya atıldı. Bu bombaya «Little Boy» (küçük oğlan) adı verildi; plütonyum bombasına da, «daha kaba yapılı olduğu için «Fat Man» (Şişko adam) denilmişti.

Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Araçlar ve Gereçler » Silahlar