SIKICI ŞEYLER – KAÇAK

LISE MEITNER (1878-1968)

Yahudi Soykırımı’ndan kaçan bilim insanlarından Avusturyalı Lise Meitner, radyoaktivite üzerinde çalışmıştır. İşte size Lise Meitner’in ve arkadaşlarının yaptığı çalışmalardan Fizyonun keşfi…

Fizyonun keşfi, 5 yıl süren bir maratonunun sonunda oldu. Yarışı, hem de gürültülü bir şekilde Romalı bir grup genç fizikçi başlattı. Bu gençlerin içinde İtalyan fiziğinin harika çocuğu Enrico Fermi de vardı. Kuramsal fizikteki üstün başarıları sonucu henüz 28 yasındayken İtalyan Kraliyet Akademisine üye seçildi. Akademi’nin en genç üyesiydi. 1934 yılının baslarında çevresine topladığı bir grup fizikçiyle deneysel fiziğe yöneldi. Çekirdek bombardımanında o zamana dek alfa parçacıkları kullanılıyordu. Alfa parçacıkları ağır kütlesi ve çifte elektrik yükü nedeniyle kati maddeye nüfuz etkisi küçük kalıyordu. Fermi, iki yıl önce keşfedilen nötronu bombardıman mermisi olarak seçti. Nötron elektrikçe yüksüzdü ve ayrıca kütlesi alfa parçacıklarının dörtte biri kadardı. Herhangi bir itme ile karsılaşmadan maddenin içlerine girebilirdi. Roma’dan zafer çığlıkları çok çabuk yükseldi. Fermi ve arkadaşları önüne gelen elementi nötronla bombardıman ederek bir dizi radyo izotop elde ettiler. Sıra uranyuma geldi. Görünürde değişen bir şey yoktu. Nötronla bombardıman edilen uranyum, beta yayan çekirdeklere dönüşüyordu. Beta olayının açıklamasını yapan Fermi’nin kendisiydi. Beta yayan bir çekirdekte bir nötron bir protona dönüşüyor, yani atom numarası bir artıyordu. 1934’te Fermi, Emilio Segre ve daha üç arkadaşının imzasıyla su haberi yayınladılar: Uranyumun nötronlarla bombardımanından en az 4 radyoaktif madde oluşmaktadır. Bunlardan ikisi uranyumdan daha ağır 93. ve 94. elementlerdir. Haber, bilim dünyasında bomba gibi patladı. Roma basını da uranyum ötesi elementlerin bulunduğunu yazıyordu. Aslında yanılmışlardı. Beta yayıcılar uranyum ötesi elementler değil, uranyumun yaklaşık ikiye bölünmesinin ürünleriydi. Fermi ve arkadaşları fizyonla oynuyorlardı. O sırada bu olasılıktan sadece Alman kimyacı Ida Noddack söz etmişti. Renyum elementinin keşfedeni olan 38 yaşındaki Noddack hanımefendi söyle diyordu: “Bilinmeyen radyoaktiflerin periyodik tabloya dâhil elementlerin hiçbirisine ait olmadıkları tek tek kanıtlanmadan onlara yeni element demek doğru olmaz” O zaman fizikçiler ve kimyacılar söyle bir olguya koşullanmıştı: nükleer bombardımana tutulan bir element ancak yakin komşularına dönüşebilir. Fermi, yıllar sonra söyle dedi: “Uranyumda diğer elementlerden farklı olarak bir olayın olabileceğini düşünecek kadar hayal gücüne sahip değildik. Ayrıca oluşan radyoaktiviteleri ayrıştırabilecek kadar kimya bilmiyorduk “ Haberin büyüklüğü, devrin en ünlü radyokimyacısı olan Otto Hahn’ in ilgisini çekti. 30 yıl sonra bir madalya töreninde ABD Atom Enerjisi Komisyonu Başkanı G. T. Seaborg, Otto Hahn’ a dönerek söyle diyecekti: “ Genç bir radyokimyacı olarak beni Nobel kazanmaya götüren çalışmalarımda, sizin Uygulamalı Radyokimya kitabınız, elimden bırakmadığım, mukaddes bir kitaptı.” Öğretmenine unutulmaz bir ödül vermenin güzel bir örneği.

Almanya üzerinde biraz daha duralım. 1933 yılında Nasyonal Sosyalist Parti ve onun lideri Adolf Hitler Almanya’ da iktidarı- demokratik yolla, seçimle- ele geçirmişti. Faşizmin dişlerini göstermeye başladığı bu yıllarda Otto Hahn (1879-1968), Berlin’de Keiser Wilhelm Enstitüsünün Radyokimya Bölümü başkanıydı. Ayni enstitünün Nükleer Fizik bölümü başkanı da Bayan Lise Meitner idi. Otto Hahn ve Lise Meitner, 28 yıldır ortak çalışma yapan iki dosttular. Lise Meitner, Almanya’nın Madam Curie’ si diye de tanınır. Tarihin ilginç bir cilvesi olsa gerek bu iki bilim kadını, Birinci Dünya Savası sırasında birbiriyle çarpışan Fransa Otto Hahn ve Avusturya ordularında karşı cephelerde röntgen uzmanı olarak hizmet vermişlerdir. Roma’dan büyük haberlerin yayımlandığı günlerde Hahn ve Meitner, Rusya seyahatinden dönüyorlardı. Onları karşılayan arkadaşları söyle takılırlar: Fermi’nin bombası uykunuzu kaçırmadı mı?

1935lerde Roma fizikçi grubu dağılmıştı. Fizyonun bayrağı artik Berlin ekibinin elindeydi. Ekip, Otto Hahn, Lise Meitner ve genç kimyacı Fritz Strassmann üçlüsünden kuruluydu. Ekip nötronla bombardıman ettikleri uranyum tepkimesi sonucunda yarı ömrü farklı 9 element bulunduğunu gördüler. (Fizyon tepkimesi sırasında 200 kadar radyoizotop oluştuğunu bu gün artik biliyoruz). Berlin çalışmaları sonucunda sadece 93. ve 94. değil, 94. ve 95. elementlerin oluştuğu açıklandı. 1937 yılında Fermi, Nobel ödülüne aday gösterildi. Tam bu sırada Paris’te Iren Joliot-Curie ve Pavel Savitch ikilisi de ayni konuya ilgi duydu. Onlar da nötronla uranyumu bombardıman ettiler. Bulunan elementler hakkında bir kararsızlıktan sonra “lantana çok benzeyen uranyum ötesi bir element” oluştuğunu açıklarlar. Koşullanmışlık bir kez daha ayakucunda duranı uzaklara savuruyor. Buldukları lantanın ta kendisiydi. Eğer bu tanıyı yapabilselerdi fizyonun keşfini Fransa yapmış olacaktı. Lantan (La), atom numarası 57 olan yaklaşık onun yarısı ağırlıkta bir elementtir ve uranyumun bölünme ürünleri arasında olduğu bilinmektedir. Roma’dan sonra Paris de fizyonun keşfini müjdelemekten mahrum oldu. Lise Meitner, 1907 yılından beri Berlin ‘de yaşıyordu ve Avusturya pasaportu taşıyordu. 1937 de Adolf Hitler, Avusturya’yı işgal etti. 1938 de Avusturya’ da artik Musevilere yasam hakki yoktu. Lise Meitner, 1938 Temmuzunda apar topar Stockholm’e kaçmak zorunda kaldı. 10 Kasım 1938 günü ve ertesinde Berlin’ de Musevilere ait ev ve işyerleri faşistlerce yakılıp yıkıldı; kırılan camlar caddeleri kristal bir örtü gibi kaplamıştı. O gecenin adi ‘Kristal Gece’ idi. Paris ekibinin çelişik bildirileri O. Hahn ve F. Strassmann ikilisine incelemeye değer geldi. Hahn ve Strassmann, 40 yıl önce Madam Curie’nin ayrımsal kristallendirme yöntemini kullandılar. Önlerine baryum klorür çıktı. Fakat basiretleri bağlıydı. Baryum olamayacağını düşündüler. Sonra radyoizotop karışımını yeniden ayırmaya çalıştılar. Sonunda 17 ve 19 Aralık 1938 de gerçeği kabul eden sonuçlar aldılar: 22 Aralık 1938 de makaleyi Doğal Bilimler dergisine ulaştırdılar. Makale kısaltılarak 6 Ocak 1939 da yayımlandı.

Uranyum nötronla bombardıman edilince yaklaşık eşit ağırlıkta ikiye bölünüyordu. Atomos, bölünemez demekti. Demokrit’ten 2300 yıl sonra atomu insanoğlu bölmüştü. Yıllar sonra Otto Hahn söyle diyecekti: “Nükleer fizikçiler bizi koşullandırmışlardı. Ne zaman onların etkisini kafamızdan sildik ve bir kimyacı gibi düşündük, iste o zaman gerçeği görebildik.” Gördüğünüz gibi, su nükleer fizikçiler fizyon tepkimesinin bulunuşunu epeyce geciktirmişler! 19 Aralık 1939 Pazartesi günü Otto Hahn, kadim dostu Lise Meitner’ e uzun bir mektup yazdı. “Su ana kadar atomun parçalanabileceğine hiç ihtimal vermedik. Öyleyse baryum nasıl doğuyor? Mevcut fizik kanunlarına göre bunu açıklayabilir misin?” diyordu. Lise Meitner de bunun olabileceği sekline bir yanıt verdi. Lise Meitner İsveç Bilimler Akademisi, Fizik enstitüsünde profesörlük verilir. Yeğeni Otto R. Frisch ise Kopenhag’ da Niels Bohr’ un yanındadır. Meitner ve Frisch onun enerji yönüne eğildiler. Hesapla ve deneyle fizyon sonunda büyük bir enerji açığa çıktığını gösterdiler. Canlı hücrenin bölünerek çoğalmasından esinlenerek olaya fizyon (bölünme) adini verdiler ve 16 Ocak 1939 da olayın mükemmel bir açıklamasını İngiliz Doğa dergisine gönderdiler. Lise Meitner ve Otto Robert Frisch, olayı çekirdeğin sıvı damlası modeline ve maddenin enerjiye dönüşümüne dayanarak açıklıyorlardı. Yalnız, olayın nötronla ilgili boyutunu anlayamamışlardı. Onun açıklaması da Mart 1939 da Paris’ ten geldi: Hans von Halban, Frederic Joiot ve Lew Kowarski üçlüsünün imzasını taşıyan ve Doğa dergisine postalanmış mektup olayda fazla nötron açığa çıktığını ve ardışık bir zincir tepkimesi oluştuğu açıklanıyordu. Otto Hahn engin bir alçak gönüllülükle söyle der: “ Zaman, kesif için olgunlaşmıştı. Buna Berlin’ de ulaşılması bizim talihimizdi.” Fizyon olayı, 1939 yılında Avrupa’ da çözülmüştü. Ama İkinci Dünya Savası’nın alevleri de Avrupa’yı yakmaya başlamıştı. Avrupa’daki savaş yangını, atom yarışında bayrağın, kıta değiştirmesine yol açtı. Şans bir kez daha Amerika Birleşik devletlerine güldü. Avrupa’daki Bilim adamlarının kaçtığı/göçtüğü/sığındığı iki ülke oldu: Amerika ve Türkiye. Bu konularda pek sesi soluğu çıkmayan Amerika inanılmaz bir atak yaparak basa geçti. Avrupa’da faşizmin egemen olusu bilim adamlarını Amerika’ya yığmıştı. Türkiye’ye gelenler de 1933 Üniversite Reformunun mimarları oldular. (Türkiye,1990’larda Sovyetler Birliğinin çöküşünden yararlanabilirdi;ama bu atilimi yapacak iktidar yoktu…) 1940’larda bilimin önündeki soru suydu: Fizyon yapan uranyum izotopu hangisidir? Uranyum-235 mi, uranyum-238 mi? Doğadaki bin uranyum atomundan yalnızca 7 si uranyum-235, 993 tanesi ise uranyum-238 idi. Mart 1940’da Amerikalı J. R.Dunning uranyum-238 in fizyona katılmadığını gösterdi. Bu, ciddi bir sorundu. Çünkü doğada çok olan değil de eser miktarda denebilecek olan uranyum-235 ise yarıyordu. Kısacası fizyon olayı için bin atomdan 993 tanesi safra durumundaydı; işe yaramıyordu. Uranyum-238 gerçi nötron yutuyordu ama fizyon yapmıyordu. Bir de nötronların hızına ve tasarrufuna bakmak gerekiyordu. Fizyonda hızlı nötronlar değil, yavaş nötronlar daha etkin ateşleyiciydi. Yani zincir tepkimesi için yalnız uranyum değil, ayni zamanda nötron yavaşlatıcısı bir madde de gerekiyordu.

1. yüzyıl bitmek üzere. Çağımıza “nükleer çağ” deniyor. 1895’te Röntgen, giriciliği yüksek olan x-ısınlarını keşfetti. Bu ışınların kaynağı bilinmediğinden ‘iks ışınları” adi verilmişti. 1896’da Henri Becquerel, radyoaktifliği keşfetti. 1897’de J.J. Thomson, yeni bir temel parçacık olan elektronu keşfetti. 1898’de ise Curie’ler radyumu diğer maddelerden ayırmayı başardılar. (Heinz Pagels, Kozmik Kod, s: 62)

Derleyen: : İlknur Seda Bendeş