1. Giriş
Yeni silahlar tarih boyu ülkelere güven vermişlerdir ve savaşları tetiklemişlerdir. Yalnız atom bombası büyük bir savaşa, İkinci Dünya savaşına son koymuş ve öldürülecek insan sayısını, beklenene karşın azaltmıştır. Doğru, Amerikanlıların Japonya’da kullandığı (Ağustos 1945) iki atom bombası büyük bir insanlık felaketidir. Bir anda baş veren felakettir. Ama aylarca devam edeceği beklenen Japonya savaşı her üç (Japon, Amerika ve Sovyetler Birliği, Çin’in savaşa katılmak olasılığını göz ardı etsek) taraftan daha da büyük kayıplara yol açacaktı. Bu daha büyük dağıntı ve insan kaybı zamana yayıldığı ve alışılmış tarzda olduğu için, çok daha normal karşılanacaktır. (Normal hayattaki örnekleri hatırlayın. Yoksulluktan, hastalıklardan, tedavi yetersizliğinden ve kalitesizliğinden, Ülkeler arası savaşlarda ölen ve sakat olanlar çok fazla olsa da normal gibi sayılır, ama özel bir durumlarda ki ölüm çok konuşuluyor.) Silahlar öldürmek için üretilirler, ama atom bombasının iki Süper Devlette olması (Sovyetler Birliğinde 1949’dan başlayarak) atom bombasını ve onun ardınca gelen daha güçlü hidrojen ve özel amaçlı nötron bombalarını kalkan gibi kullanmağı zorunlu yaptı.
Bilindiği gibi Nobel ödülü, insan toplumunun geleceğini sağlıklı ortamda ve barış içinde yaşamakla temin eden, onun kültürel ve ekonomik durumunu zenginleştiren bilim adamlarına, yazarlara ve politikacılara verilir. Matematik dalında ve teorik konularda sonuçlar ne kader önemli olursa olsunlar, onların sahipleri Nobel ödülü kazanmış olmuyorlar. Böyle işleri yapan bilim adamları farklı şekilde ödüllenirler. Silahın önemi ve onu ortaya çıkarmak için gereken bilim ne kadar mükemmel ve kapsamlı olursa olsun, biyoloji ve kimyasal bombalar dahil, bunları yapanlar asla Nobel ödülü alamazlar. Çünkü silahlar tabiiyeti ile savaşları tetiklerler, öldürürler, dağıtırlar ve yakarlar. Ama bu silahlardan farklı olarak, atom bombasının üretimi (toplumlar arasında yaygınlaşması değil) Dünyada barışı bütün politikacılardan ve barışa hizmet eden kurumlardan daha fazla korudu. Rus-Japon savaşı 1905 yılda, Birinci Dünya savaşı 1914-1918 yıllarda ve ardınca da ikinci Dünya savaşı 1939-1945 yıllarda baş vermişlerdi. Ama sonralar hiç büyük savaşlar olmadı, çünkü atom bombaları Dünyada barışı 60 yıldan uzun zamandır koruyor. Bu bombanı ve ardınca daha güçlü olan, hidrojen bombasını insan toplumu için kazandıranlara Nobel ödülü verilmedi. Çünkü bu normal insan mantığına haykırıdır. Ama bu bilim insanlarının her biri, kendi ülkelerinde Nobel ödülünü aşan şekilde ödüllendirildiler.
Amerikan atom bombasının sırları Sovyetler Birliğine sızdırılmasaydı, Sovyet atom bombası bir veya iki yıl daha gecikme ile elde edilirdi. Bu bombalarla ilgili makaleyi bir az detaylı yazmamın önemli bir nedeni vardır: Sovyet atom ve hidrojen bombalarını hayata getiren esas bilim adamları, üç defa Sovyetler Ülkesinin kahraman unvanını kazanan Yu. B. Hariton (1904-1996 yıllarda yaşamış ve kahramanlığı 1949, 1951 ve 1954 yıllarda kazanmış) Ya.B. Zeldovich (1914-1987, kahraman 1949, 1954, 1956 yıllarda) ve A.D. Saharov (1921- 1989, kahraman 1953, 1956 bombalarla bağlı ve1962 yılda, aynı zamanda füzyon tepkimelere dayanan enerji üretimine bağlı işleri için.) olmuşlar.
Zeldovich benim doktora tez danışmanım olmuş (1964-1966 yıllarda) ve onun ölümüne kadar onunla çalışmışım ve bana yakın konularda çalışan öğrencileri ile şimdi de temastayım. Hariton ile Zeldovich’in evinde 1974 yılında (Zeldovich’in 60. yaş günü kutlamasında) tanıştım. Saharov iki kere (1965 yılında) M.V. Keldış Uygulama Matematik Enstitünde, Zeldovich’in bizlerle (5-6 öğrencisi) yaptığı seminerde tanıştık. Bu problemlere büyük katkıda bulunan, süper iletkenlik üzere Nobel Ödülü Almış V.L. Ginzburg Zeldoviç’in dostu olduğundan ve bizlere yakın konularda da çalıştığından 1964 yıldan başlayarak yakından tanıyordum ve 1989 yılda Bakü’de benim evimde misafirim olmuştu. Diğer bomba üzere çalışan fizikçileri de ya doğrudan, ya dolayı olarak tanıyor ya da sadece adını duymuşum.
Zeldovich atom bombasından önce, 1939- 1942 yıllarda “Katyuşa” olarak bilinen ve kamyonların üstünde kurulan rampadan atılan füze sistemi üzerinde çalışmıştı. Onun işi teorik olarak füzenin yakıtının yanma rejimini iyileştirmek, füzenin yıkıcı gücünü artırmak ve atış mesafesini artırarak hedefe en iyi şekilde yöneltmek idi. 1949 yılda ilk defa kahraman adını almadan daha önceden, Sovyet Devletinin bazı en saygın madalyalarını ve ödüllerini almağı başlamıştı. Daha sonra atom ve hidrojen bombası üretiminde teorik işlerin başında yer almıştı. Bizler onunla normal, savaş dışı fizik çalışan zaman, (1962 yıldan başlayarak, esas iş yeri Sovyetler Akademisinin Uygulama Matematik Enstitü olmuştu ve bizlerde orada çalışıyorduk, ama silahlar alanında danışmanlığını sürdürmeği devam ediyordu.) O bomba işlerinden ayrıldıktan sonra, ömrünün son yıllarında, çok sayıda ülkenin bilim akademisine üye seçildi ve Uluslar arası madalyaları kazandı. Zeldovich 1965, 1967 ve 1981 yıllarda Bakü’ye gelmiştir, ilk iki sefer esasen denize girmeye, tatil geçirmeye, son sefer büyük Ulusal kimya toplantısına (Mendeleyev Kurultayı) ve denize girmeye gelmişti.
2. Sovyet atom bombasının üretiminde önemli olan keşif (istihbarat) bilgileri
Evrende dört temel etkileşme vardır: Evrensel çekim (çok zaman Türkiye’de tam doğru olmayan kütleçekim ve hiç doğru olmayan yerçekim kullanılmaktadır), zayıf etkileşme, elektromanyetik etkileşme ve güçlü (baryon ve daha dar anlamda çekirdek) etkileşme. Kimyasal tepkimelerin temelinde elektromanyetik etkileşmeler duruyor. Ayrılan enerji, çok zaman, yanma olayı dediğimiz kimyasal elementlerin (moleküllerin) oksitleşmesinin sonucudur. Buna atom ve molekül enerjisi de denilebilir. Atom enerjisi dediğimiz, gerçekte çekirdek enerjisidir. Bu enerjinin kaynağı çekirdeklerin bölünmesi veya oluşmasına bağlıdır. Bu tepkimelerin temelinde kütlenin (parçacık fizikçilerin kullandığı kütle kavramı değil) enerjiye ve tersine, enerjinin kütleye çevrilmesi gerçekleşen zaman geçerli olan E = mc2 bağıntısı (Poincare 1900 yılda yazdığı E = mc2 ve Einstein 1905 yılda verdiği E0 = mc2 ) duruyor. Bilmek gerekir ki, parçacık fiziğinde, serbest parçacıklar için Einstein’in E0 = mc2 formülü geçerlidir.
Becquerel Uranium tuzlarının α, β ve γ radyoaktivitesini 1989 yılında bulmuştu, ama ağır kimyasal elementlerin (Uranyum grubuna dahil) iki çok daha hafif elemente bölünerek nötronlar da üretmeleri, 1938 yılında bulundu. Bu çekirdeklerin radyoaktiviteliği ve bölünmeleri kendi kendine (spontane şekilde) çok düşük hız ile gerçekleşiyor. Bu durumda da Einstein formülü çalışıyor ve kütlenin azalması karşısında enerji açığa çıkıyor. Ama böyle çekirdek tepkimeleri enerji kaynağı gibi önem taşımıyor. Çekirdeklerin bölünmesi çok fazla hızlandırıla bilse, böyle süreçler zamanı ayrılan enerji çok büyük ölçüde olacağı hemen anlaşılabilir. Çekirdeklerin bölünmesi konusunda Sovyetler Birliğinde ilk ulusal toplantı Kasım 1939’da Ukrayna’nın batısında yerleşen ve o zamanlar atom fiziği konusunda gelişmiş Enstitü olan Harkov şehrinde oldu. Aynı zamanlardan başlayarak Avrupa’da bu konuda işler bütün hızı ile sürüyordu, özelliklede deneysel konularda.
Sovyetler Birliğinde kimyasal tepkimelerde zincirleme şekilde giden süreçler konusunda Nobel Ödülü almış Semyonov’un öğrencileri olan Zeldovich ve Hariton’un “Uranyumun zincirleme tepkimesinin kinetiği” adlı makalesi 1940 yılda yayımlandı ve bu iş atom bombası yolunda Sovyetlerde ilk en temel iş idi. (Onlar hemen zaman toplam üç iş yayınlamışlardı.) Bu işte çok hızla ve önemli ölçüde atom bombasının patlama şartını belirleyen kritik kütlenin üzerine çıkmanın önemi vurgulanırdı. Bu makalede aynı zamanda meselenin çözümü yolunda çok büyük teknik problemlerin olduğunun da altı çizilirdi.
Bundan hemen sonra Sovyetler Birliği’nin Akademi Başkanlığı, Bakanlar Kurulu Başkanı N.A. Bulganin’in adına 12 Temmuz 1940 yılında mektup yazarak şunu bildirdiler: ”Atom enerjisini kullanmada diğer ülkelerden geride kalmamak için hemen harekete geçilmesi gerekir.” Ama Sovyet Hükümeti tarafından 1941 yılında bile bir adım atılmadı.
Sovyet devriminden önce, Çar Rusya’sının başkentinin Birinci Petro’nun, Baltık denizine Neva nehri dökülen yerde kurduğu şehir, yani Peterburg (Sovyetler Birliği yıllarında Leningrad adı taşıyan) olduğu bilinmekte di. (Neden Birinci Petro gibi çok akıllı, eğitimli ve çalışkan insana Türkiye’de Deli Petro diyorlar anlaşılmaz bir şeydir.) Doğal olarak, o zamanlar, eski Başkent bilimde halen lider pozisyonunda kalıyordu. Fizik konusunda Başkanı A.F. İoffe (Nobel ödüllü) olan, Akademinin büyük Leningrad Fizik-Teknik Enstitüsü Sovyet fiziğin merkezi sayılırdı. Burada atom probleminde öncül olanlar İ.V. Kurchatov, Flerov ve Petrjak idiler. Zeldovich ve Hariton ise Başkanı Semyonov olan Leningrad Kimyasal- Fizik Enstitüsü da çalışıyorlardı. 24 Ağustos 1940 yılda İoffe bu bilim adamlarını bir araya getirerek Kurchatov’un Başkanlığında birleştirmek ve yeni atom merkezi yaratılmasını teklif etti. (1939 yılda 25 yaşında olan Prof. Zeldovich bölümü ile birlikte Moskova’nın doğusunda yerleşen ve Tataristan’ın Başkenti Kazan şehrine “Katyuşa” füzelerinin yapımı için gönderilmişti. Bu Silah Üretimi üzere Başbakanlık Kurumunun kararı idi.) Kurchatov tecrübeli bilim adamı ve ilk Sovyet sinhroturonunu (temel parçacıklar hızlandırıcısı) kurmakta çok önemli rol üstlenmişti ve becerikli olduğundan önemli konumda idi.
Kayıt edelim ki, o zamanlar Dünyada, bir yılda 250-275 ton kadar uranyum elde edilirdi. Sovyetler Ülkesinde ise 1941 yılda yalnızca 0.5 ton. İkinci Dünya savaşının başlanması (1939 yıl) atom bombasını aktüel mesele yaptı ve bu konudaki işleri hızlandırdı. Savaş olmasaydı atom enerjisinden yaşam için kullanmağın ön planda olacağını düşünmek olurdu. Doğal olarak, her zaman idare edilen bir sürece dayanan teknolojini üretmek, bomba gibi kullanmak teknolojisinden daha zordur. Ama söz atom bombası oldukta, çok daha zor meselelerle karşılaşırız. Örneğin sıcaklığın ve basıncın hiçbir zaman rastlaşmadığımız kader büyük (birkaç milyon dereceye ulaşan) olmasını ve bu ortamda çalışan malzemeleri düşünün. Kaç binlerce normal bombanın kuvvetinde olan bombanın uçakla uzaklara taşınma gerektiğini ve tesadüfen kendi topraklarında patlaya bilmesi sonucu felaketi düşünün.
Atom bombasının yakıtını nasıl oluşturmak ve hangi rejimde ateşlenme, yanma ve patlayışı yapmak ki, dağıtıcı ve öldürücü etkisi mümkün kadar fazla olsun. Bu bombanın temelinde duran fizik ve kinetik süreçler bilim ve teknoloji için çok yeni ve incelenmesi çok zor olduğunu düşünün. Bu işlerin yapılması için çok büyük ekonomik imkanların, çalışan insan sayısının çok fazla olmasını ve işlerin en gizli şekilde yapılması gerektiğini hatırlayın. Birde Sovyetler Birliğinin, 22 Haziran 1941’de ağır Alman işgaline maruz kaldığını göz önüne alın. Son 10 yılda atom bombası ile ilgili açılmış arşivdeki bilgiler Rus edebiyatında ve gazete makalelerinde kullanılmağa başlamıştır. Aşağıda biz de bu yazılarda geçen bilgilerden bazılarını kullanacağız. Doğal olarak, aynı zamanda önceden doğrudan bombayı üretenlerden duyduklarımı bütün makalede geniş şekilde kullanacağız.
Amerika ve İngiltere’de atom projeleri hız kazanırdı, ama Sovyetler Birliğinde 10 Temmuz 1941 yılında ilk defa hükümet seviyesinde bir atom komisyonu kuruldu ve başına P.L. Kapitsa (Nobel ödüllü fizikçi) getirildi. Ama 1942 yıla kader atom projesi ile ilişkili aktivite gösteren yalnız G.N. Flerov ve Kurchatov oldular. Flerev hemen aynı yıl atom bombası üzerinde çalışılmanın gerektiğini Sovyetler Birliğinin başında olan Stalin’e yazmıştı.
Savaş başlamadan önce Sovyetler Birliğinde en yüksek vazife, Komünist Partisinin Birinci Katibi (lideri) idi ve lider de İ.V. Stalin idi (Gürcü olan Stalin’in soyadı Jugatşvili idi, Stalin onun takma adıdır. Stalin 1917 yılında devrimini gerçekleştiren Parti liderleri içinde Sibirya’da ve genelde ceza evlerinde mahkum olarak en fazla kalanı idi. En zor görevleri o üstlenirdi ve 1917 yıl Ekim devriminin de başında o durmuştu. Bu nedenle ona stal – “çelik” sözüne dayanan takma ad verilmişti. Lenin de takma isimdir, ama Rus dilinde bir anlam taşımaz. Lenin’in soyadı Ulyanov’dur.)
Almanlarla savaş başladığında bütün en önemli görevlerin başına Stalin getirildi. (Daha doğrusu kendi üstlendi. Çünkü bu yıllarda o artık bir diktatör idi, ama çok bilinçli, çok akıllı, çok çalışkan, bilinçli ve dürüst insanlara değer veren ve onları dikkat ile dinleyen.) Bunlardan en önemlisi de Devlet Savunma Komitesi idi. Stalin bu vazifenin başında olan bir kişi olarak 28 Eylül 1942 yılda “Uran üzere işlerin organizasyonu” adlı kararı imzaladı. Bu kararın imzalanma tarihi Amerikanın büyük Manhattan projesinin başlama tarihinden yalnızca bir buçuk ay sonra idi. Ama bu zamanlar Hitler Almanya’sı büyük yaz hücumlarından sonra darbe yönünü direkt olarak Moskova’ya çevirmişti. Bu nedenle de Sovyet atom projesi Akademi çerçevesi ile kısıtlı kalmıştı. İşlerin Moskova’nın doğusunda yerleşen Tataristan’ın Başkenti Kazan’da sürdürülmesi karara bağlanmıştır.
Sovyetler Birliğinde biri diğerinden bağımsız olarak çalışan iki keşif merkezi vardır. Bunlardan biri Baş Kumandana bağlı olan askeri keşif merkezi idi. Genel Kurmaya değil, devletin başında duran kişiye, yani o zaman direkt olarak Stalin’e. Savaş öncesi, yaklaşık olarak bir yıl zaman aralığında askeri keşif direkt olarak, o zaman Genel Kurmay görevinde olan G.K. Zukova bağlanmıştı. Bunun zararı çok büyük oldu. Bu yanlışlık aradan kaldırıldı ve Zukov çok daha verimli olarak askeri birlikler kumandanı olarak görevler yaptı.
O zamanlar KGB gibi bilinen (Komitet Gosudarstvennoy Bezopasnosti – Devlet Güvenlik Komitesi) yok idi. Bu fonksiyonu İçişleri Bakanlığı içinde olan özel birim üstlenmişti. İkinci bakımsız keşif birimi de elde edilen bilgileri aynı zamanda direkt olarak Devletin başkanına da iletirdi. O zaman İçişleri Bakanı vazifesinde Komünist Partisinin Siyasi Bürosu Üyesi olan Lavrentiy P. Beriya (Beria olarak da yazılır) idi. (Kafkaslarda ve Orta Asya’da kökenleri yerli halklardan olan, ama Yahudi dinini kabul edenlere Dağ Yahudileri denir. Örneğin Azerbaycan’da kökeni Fars olan Dağ Yahudileri ve kökenleri Güzey Kafkasyalı ve Fars olan Ermeniler vardır. Bu yakınlarda Dağ Yahudileri İsrail dilini öğrenerek İsrail’e ve farklı Batı ülkelerine göç ettiler. Aynen de Ermeni dinini kabul edenler Ermenistan gibi farklı ülkelere göç ettiler. Beriya da Gürcü kökenli Dağ Yahudi’si idi.)
Eylül 1941 yıldan başlayarak keşif kanalları ile İngiltere ve Amerikanın birlikte atom projelerinin hızla yürütüldüğü, atom enerjisinin askeri amaçla kullanılabilmesi ve çok büyük yıkıcı kuvveti olacak atom bombasının yaratılması üzere çalışmaların yapılması haberi geliyordu. 1941 yılında, İçişleri Bakanlığında bulunan keşif birliği kanalı ile çok önemli bir belge gelmişti. Bu belgede, İngiltere’nin “MAUD” olarak adlandırılan Komitesinin raporunda atom bombasının yapılma imkanının gerçek olmasından ve bombanın yakın yıllarda savaşın gidişatına etki yapabileceğinden söz edildiği bildirilirdi. 6 Ekim 1942’de Beriya, Stalin’in adına yazdığı mektupta uran projesinin nasıl organize edilmesi gerektiğini ve keşif bilgileri ile bu konuda çalışan bazı bilim adamlarını tanış etmek gerekçesini yazıyordu.
Genel Kurmaya bağlı olan Genel Keşif Kurumuna gelen bilgilerin de, ne kader doğru olabileceğini de, yalnız en bilinçli ve çok güçlü sezgisi olan atomcular anlayabilirlerdi. Bu nedenle de, keşif bilgilerini elde eden birimler de çalışanlar da, Bilimler Akademisi ile birlikte çalışmalar sürdürmek istiyorlardı. Bu zamanlar bilim adamları da kuşku içinde idiler. Acaba neden birden bire atom çalışmalarına bağlı makalelerin yayımlanması durdurulmuştu? Doğal olarak bunu gizli olarak atom bombası üzerinde çalışmalar zorunlu yapmıştır.
1941-1943 yıllarında Sovyetler Birliğinin topraklarında ölüm dirim savaşı gediyordu. Milyonlarca insan binlerle uçaklar, binlerle tanklar ve Avrupa bölgesindeki topraklarının çok kısmını kayıp etmiş Sovyetler Birliği atom projesi üzerinde yeterli kadar çitti şekilde duramazdı. Atom bombası üretimi için ne ekonomi ne de insan gücü var idi. Ama bilimsel çalışmaları yürütmek gerekirdi. Yoksa sonradan bile Amerika ve İngiltere ile oluşan açıyı kapatmak imkanı bulmak olmazdı. O zamanlar Almanların propaganda kurumunun başında olan Goebels durmadan süper silah üretiminden konuşuyordu. Bu da atom bombası olmalıydı.
Bilindiği gibi İkinci Dünya savaşında kullanımda olan ne motorlu ordu birlikleri, ne de piyade askerler Rusya’nın kış aylarında oluşan şartlarda pek iyi savaş yapamıyorlardı. O zamanlar Rusya’da yollar kötü, kış ise Avrupa’dakinden çok daha sert geçiyordu. Ruslar ise domuz yağı yemek ve votka içmekle daha da avantajlı durumda olurlardı. Bu nedenlerle de, Almanlar ilk büyük mağlubiyete 1941 yılın kışında Moskova altında ve ikinci daha da büyüğünü 1942 yılının kışında Volga nehri üzerinde yerleşen Stalingrad’da uğradılar. Almanların feldmareşal Paulis’in kumandanlığında olan altı ordusu Stalingrad’da bloke edildi, dağıtıldı ve esir alındı. Aynı zamanda Leningrad şehri iki yıl süren blokeden kurtuldu. Almanların yaz aylarındaki hücumlarına karşı koymak gücü artmıştı ve Sovyetler Birliğinin Başkenti Moskova’nın tehlikeden uzaklaştığı fikri muhkemleşmiştir.
11 Şubat 1943 yılda Partinin Siyasi Büro Üyesi, Dışişleri Bakanı ve Devlet Savunma Komitesi Başkanı (Stalin’in) yardımcısı olan V.M. Molotov, atom projesi ile ilgili Devlet Savunma Komitesi serencamını imzaladı. Bu serencamla Uranyum projesine bağlı bilimsel işler Kazan şehrinden Moskova’ya geçirildi. Adına 2 Numara verilen Özel Atom Çekirdeği Laboratuarı teşkil olundu ve başına İ.V. Kurchatov getirildi. Bu laboratuara 5 Temmuz 1943’e kadar, Devlet Savunma Komitesine, atom bombası veya Uranyum yakıtı üretilmesi yönünde görülen işlerin raporunun verilmesi istendi. Sonraki yıllarda bu laboratuarın temelinde Sovyet Bilimler Akademisinin İ.V. Kurchatov’ın adını taşıyan Atom Enerjisi Enstitüsü ve şimdiki adı ile sadece “Kurchatov Enstitüsü” atomların incelenmesi ve özellikle füzyon tepkimelere dayanan enerji üretimi problemleri üzere çalışmalara devam ediyordu.
3. Atom bombasının yakıt problemi ve bombanın tehlike boyutları
Bilindiği gibi kimyasal elementlerin D.İ. Mendeleyev in tablosundaki sıra numarasını onun çekerdekinde ki proton sayısı belirliyor. Çekirdekteki proton (artı elektrik yükü taşıyan parçacık) sayısı değişen zaman, element ve onun kimyasal özelliği değişmiş oluyor. Her bir elementin çekirdeğinde nötron (kütlesi yaklaşık protonunki kadar, ama elektrik yükü olmayan parçacık) sayısı farklı olabilir. Aynı sayıda proton, ama farklı sayıda nötron içeren çekirdekler aynı elementin izotoplarılar. İzotoplar genelde radyoaktifler, yani dayanıklı değiller ve belirli bir zaman içinde (kesin bilinmeyen ve çok yıllarda sürebilen zaman aralığında). Elementin çekerdeki içerdiği proton ve nötronların toplam sayısı onun kütle sayısını (kütlesini) belirliyor.
Bu konuyu biraz hatırlasak atom yakıtı problemi daha aydınlığa kavuşur. Örneğin hidrojen (1H1) atomunun çekirdeği yalnız bir proton içerdiğinden onun Mendeleyev tablosundaki sıra numarası birdir ve kütle sayısı da (atom çekisi ve ya kütlesi) birdir. Hidrojenin çekerdekinde bazen bir tane nötron bulunabilir. Böyle hidrojen deteryum (1D2) olarak adlandırılır. Çok daha az durumlarda hidrojen atomunun çekerdeğinde, protron dışında iki tane de nötrona rastlanabilir. Böyle hidrojen atomuna trityum (1T3) denir. Normal hidrojen radyoaktif değil, ama deteryum ve daha büyük ölçüde trityum radyoaktivitelik gösterirler. Oksijenin radyoaktif olmayan izotopunun (8O16) çekerdeki 8 proton ve 8 nötron içeriyor. Ama oksijenin 8O14 izotopundan 8O19 izotopuna kadar farklı izotopları vardır. Kimyasal elementin çekerdekinde ki nötron sayısı normal (yani en fazla rastlanan ve radyoaktif olmayan) izotoptakinden farklı ise, o bir o kadar daha dayanaksız (radyoaktif) olur. Hafif elementlerin normal (yaygın) izotopları aynı sayıda proton ve nötron içerirler. Yani içerdikleri nötron sayısının proton sayısına oranı birdir veya bire çok yakındır. Kimyasal elementin sıra numarası artıkça bu oranda artıyor.
Uranyum elementinin sıra numarası 92’dir. Onun izotopları 92U227 den 92U240 kadar uzanır. Bunların içinde doğada en fazla bulunan izotop 92U238’dir. Böyle ağır elementlerin adete radyoaktif olmayan izotopları olmuyor. Sıra numaraları daha da büyük olan elementler daha fazla radyoaktifler ve bu nedenle de doğada sıra numarası 92’yi aşan elementler (Uranyum ötesi) bulunmuyorlar. Onları yapay yollarla alıyorlar ve kolay şekilde saklayamıyorlar, çünkü sıra numaraları 100’e yakın olanlar hemen bozulurlar. Hafif elementler birleştiği zaman çok enerji açığa çıkıyor, ama ağır elementler tam tersine, yani iki çekirdeğe bölünen zaman enerji ayrılır. Doğal olarak, atom enerjisi ve bombası açısından, her bir kimyasal elementin çekirdeğinin ikiye bölünen zaman daha fazla enerjinin elde edilmesi önemlidir. Diğer yandan bu tepkimelerin, kendi kendine (spontane) bölünerek sürmesi ve diğer çekirdeklerin bölünmesini tetikleyerek zincir gibi hızlanması önemlidir.
Aynı kimyasal elementin izotoplarının kendi kendinden bozulma zamanları (bozulma yarı periyotları çok farklılar. Örneğin Uranyum -227 için bu zaman 1.3 dakika, Uranyum -228 için 9.3 dakika, Uranyum -230 için 20.8 gün, Uranyum -231 için 4.3 gün, Uranyum -232 için 74 yıl, Uranyum -233 için 1.62 105 yıl, Uranyum -235 için 7.13 108 yıl, Uranyum -237 için 6.75 gün, Uranyum -238 için 4.51 109 yıl, Uranyum -239 için 23.54 dakika ve Uranyum -240 için 14.1 saat dır. (Dünyanın yaşı yaklaşık 5 109 yıldır.)
Uranyum-238 in bozulma zamanı Dünyanın yaşına yakın olduğundan, o doğada bulunur. Uranın diğer izotopları Uranyum-238 in radyoaktivitesi sonucu oluşuyor. Bu izotoplardan en fazla yaşayanı Uranyum-235 olduğundan, onlar Uranyum yataklarında Uranyum -238 ile birlikte elde edilirler. Acaba atom yakıtı gibi bu izotoplardan hangilerini kullanabiliriz? Doğal olarak ilk önce fazla sayıda bululanlarını ve her bir çekirdeğin bölünmesi sonucu daha fazla enerji açığa çıkanını düşünmek gerekir. Bir tane Uranyum -227 bozulan zaman 6.8 MeV (milyon elektron volt) enerji açığa çıkıyor ve bu Uranyum izotopları için ( α, β, γ gibi tepkimeleri sırasında) en büyük değerdir. Uran -235 için bu değer 4.4 MeV, Uranyum -237 için 0.22 MeV ve Uranyum -238 için 4.18 MeV dir. Bu, α, β, γ gibi tepkimeleri sırasında açığa çıkan enerjiler, Uranyum çekirdeğinin iki yaklaşık aynı kütleye bölünen zaman ayrılan enerjiden çok azdır. Örneğin Uranyum-235 nötronu soğurarak Uranyum-236’a dönüşür ve bu yenice doğmuş çekirdek hemen bozularak 54Xe139 (Ksenon)+ 38Sr95 (Stronsiyum) +2 nötrona dönüşüyor. Yani:
92U235 +n → 92U236 → 54Xe139 + 38Sr95 +2n
Böyle bölünme zamanı ayrılan enerji 196.16 MeV oluyor. Böylelikle çok enerji açığa çıkmak için önemli olan sadece çekirdek tepkimesinin oluşması değil (örneğin radyoaktiflik), çekirdeğin büyük kütleli kısımlara parçalanması gerekir.
Kimyasal tepkimelerinde atomların en üst enerji seviyelerinde yerleşen elektronlar etkileştiğinden, bir tepkime oluştukta ayrılan enerji 1eV (elektron volt) mertebesinde oluyor. Yani bir çekirdek bölündüğü zaman ayrılandan yaklaşık 2 108 defa daha az. Bu farkı basit şekilde anlamak için kaba bir hesaplama yapalım. Çekirdek etkileşmesinin kat sayısı elektromanyetik etkileşmeninkinden 137 defa fazladır. Diğer yandan çekirdekteki nukleonlar arasındaki mesafeler, atomdaki elektronlar arasındaki ortalama mesafeden 10000 defa daha küçüktür. Bildiğimiz gibi Coulomb etkileşmesinde potansiyel mesafe ile ters orantılı olarak azalıyor, ama çekirdek (Yukawa) potansiyeli üstlü fonksiyon (exponensel) şeklindedir, yani çok daha hızla artıyor ve azalıyor. Böyle mesafelerde de protonların çekirdek (baryon) etkileşmeleri onların elektriksel etkileşmelerinden fazladır. Bunları göz önüne alsak bir tepkimedeki açığa çıkan enerjinin farkının milyon defa den çok daha fazla olmasına varırız. Bunlardan anlaşılıyor ki, bir atom bombası, ayrı ayrılıkta eşit kütleli 100 milyon normal bombanın toplam yıkıcı kuvvetini taşıyor. Ama atom bombasının ek olarak radyoaktiflik sonucu öldürücü özelliği vardır ve rüzgarın yönüne ve gücüne bağlı olarak 100 kilometreden daha fazla mesafede olan canlıları telef edebiliyor. Radyoaktif bölgenin uzun zaman sonra da insan sağlığına zarar verdiğini unutmamak gerekir.
Doğada bulunan Uranyum içinde %99.28 kısmı Uranyum-238 izotopu ve %0.715 kısmi Uranyum-235’dir. Diğer izotoplar hepsi birlikte % 0.006’nın altındadırlar. Böylelikle atom yakıtından konuşulan zaman yalnız Uranyum -235 ve 238 izotopları göz önünde bulundurulmalıdır.
Çekirdekleri iki yere bölen nötronlardır. Bu nedenle de çekirdek tepkimeleri sürecini devam ettirmek ve hızlandırmak için tepkimelere girerek kayıp olan nötronların yerini fazlası ile doldurmak gerekir. Bu işi tepkimeler kendileri üstlenebilirler, ama bunun için gereken şartları oluşturmak lazımdır. Atom bombalarında yakıt olarak Uranyum-233, Uranyum-235 ve Plütonyum-239 (94Pu239) kullanılmaktadır. Çünkü diğer izotoplardan farklı olarak bunlar bir nötron soğurdukta iki büyük parçaya ayrılırlar. Plütonyumun bu izotopunun bozulma yarı periyodu 24360 yıldır. Plütonyumun diğer izotoplarının bozulma yarı periyotları 26 dakika (Plütonyum -235) ile 7.5 107 yıl (Plütonyum -244) arasındadırlar.
Plütonyum izotopları doğada bulunmuyor denebilir ve atom santrallerinde Uranyum -238 den üretilirler. (Plütonyum-239 Uranyum fosillerinin içinde Uranyum-235 spontane şekilde parçalanması sonucu oluşan nötronu, Uranyum-238 soğurmasından dolayı doğar. Ama Plütonyumun miktarı, Uranyumun yalnızca milyarda biri kadar olur.) Uranyum-235 bir nötronu soğurur, ikiye bölünür (bu sırada farklı olasılıklarla farklı çekirdekler oluşuyorlar) ve ortalama olarak 2.5 nötron doğurur. Uranyum-238 parçalanarak çok zaman, ortalama olarak birden az nötron doğurur. Adete Uranyum- 238 bir nötron soğurarak bir Plütonyum-239 üretir. Plütonyum-239 genelde α-radyoaktiflik yaparak parçalanır, ama ısısal enerjili nötron bulunan bölgede onlardan birini soğurarak iki büyük parçaya bölünür. Böyle bölünme zamanı ya 2 ya da 3 nötron ve büyük değerde enerji açığa çıkar.
Nötronların enerjileri büyüklerse (birkaç MeV den fazla) Uranyum izotoplarının (233, 235 ve 238) ve Plütonyum-239 onları soğurma kesitleri (çarpışan zaman nötronu soğurma olasılıkları) yaklaşık aynıdırlar. Nötronların enerjileri 1 keV (kilo elektron volt) civarında olanda Uranyum-238 nötronu soğurma kesiti yaklaşık 10 bin defa azalmış oluyor. Böyle enerjilerde Uranyum-235 ve Uranyum-233 bölünme kesitleri (yaklaşık olarak anlatsak bir tepkimenin olasılığı) birkaç defa artır, ama Plütonyum-239 ki, yaklaşık 30 kere. Nötronların enerjileri 0.1-0.01 keV olan zaman Uranyum-235 ve Uranyum-233 için bu kesit 5-7 kerede artmış oluyor. Plütonyum-239’ise yaklaşık 10 kere artıyor.
Nötronların enerjileri 1 eV civarında olduğunda Uranyum-233 ve Uranyum-235 in kesitleri yaklaşık aynı kalıyorlar, ama Plütonyum-239’unki 10 kere azalır. Enerjiler 0.1-0.01 eV olan aralıkta Uranyum-233 ve Uranyum-235 in bu tepkimedeki kesitleri 4-10 kere artarak en büyük değere ulaşıyorlar. Plütonyum-239’in bu enerjilerdeki kesiti de Uranyumun adları geçen izotopları ile yaklaşık aynı oluyor. Böylelikle incelediğimiz izotopların nötron soğurma tepkimesi kesiti birkaç MeV enerjilerde yaklaşık aynılar, ama 0.1-0.01 eV enerjilerde (yanı oda sıcaklığına uygun enerjilerde) Uranyum-238’inkinden milyon defadan fazla olurlar.
Çekirdeklerin iki, biri diğerine yakın kütlesi olan çekirdeklere bölünme olasılığı ve böylece de büyük enerjilerin açığa çıkması onlar tarafından soğrulan nötronların enerjilerine bağlıdır. Örneğin Uranyum-238 yalnız enerjileri 1 MeV in üstünde olan nötronları soğurunca yakın kütleleri olan iki parçaya bölünebilir. Ama böyle yüksek enerjilerde diğer yakıt gibi kullanılacak izotopların da nötron soğurma tepkimelerinin kesitleri yeterli kadar büyük değiller ve Uranyum-238 de her zaman bölünmüyor. Bu nedenle de yeteri kadar ikinci kuşak nötronlar doğmuyor ve zincire benzer şekilde yanma süreci hızlanamıyor. Böyle durumlar, Uranyum-238’nın diğer kimyasal elementlerden (bölünemeyen ve sadece nötronları soğuranlardan) arıtılmış olduğu halde bile oluşabilir. Bu nedenle de doğada bulunan Uranyum, miktarından bağımsız olarak, diğer elementlerden temizlense bile patlama anlamında tehlikesizdir. Ama radyoaktif (α, β, γ) olduğundan canlılar için çok tehlikelidir.
Bilindiği gibi ışığın atomlar tarafından soğurmasında olduğu gibi, nötronların soğrulmasında da öyle rezonans enerji değerleri var ki, tepkimenin kesiti birden bire sıçrayışla çok artıyor. Uranyum ortamında doğmuş nötronlar çekirdeklerden çok kere saçılarak küçük porsiyonlarla enerjilerini kayıp ediyorlar ve rezonans soğurma enerjilerinden birine ulaşarak Uranyum-238 izotopu tarafından soğurulurlar. Böyle süreçler zamanı çekirdek bölünmediği için nötron ortadan kayıp olmuş oluyor. Böyle süreçlerin etkisi atom santrallerinde azaltılmalıdır.
Atom santralının kazanında Uranyum-235 (veya kısmen zenginleştirilmiş Uranyum) blokları nötronları hızla yavaşlatan (onların enerjilerini daha fazla porsiyonlarla alan) su, ağır su veya grafit ortamına yerleştirirler. Bilmek gerekir ki hafif çekirdeklerden saçılan nötronlar (veya diğer parçacıklar) her bir çarpışma sırasında daha fazla enerji kayıp ederler. Böyle büyük porsiyonlarla enerji kayıp eden nötronlar rezonans enerji değerlerini atlayarak yavaşlayabilirler. Öyle yavaşlıyorlar ki enerjileri 1 eV değerlerinin altına düşüyor ve soğurularak Uranyum -235 çekirdeklerini iki yere kolaylıkla bölebilirler. Bu tepkime sırasında 2-3 yeni nötron doğuyor ve sonuçta nötron sayısı ortamda artıyor ve kazan iyice ateşlenir, yani zincire benzer süreç oluşmuş oluyor. Bazı tip atom kazanlarında hızlı nötronlar böyle süreci alıştırabilir.
Atom bombasına nötronları yavaşlatan malzemeler koyarak, onun boyutlarını ve kütlesini büyütmek olmaz. Çünkü orada sıcak nötronlar Uranyum 233 ve 235 izotopları ile birlikte, Plütonyum-239 kontrolsüz şekilde ve çok hızla alışarak patlama sürecine sokar.
Amerika da 2 Aralık 1942’de, Chicago şehrinde E. Fermi’nin ilk atom kazanı çalıştırıldı ve atom bombası için gereken Plütonyum-239 izotopunun üretimi başladı. Keşif bilgileri Sovyetler Birliğine 1943 yılında ulaşmıştı, ama atom bombasında Uranyum-235 yerine Plütonyum-239 geçerli olabilmesine güvence gerekirdi. Bu nedenle de Kurchatov problemin araştırılmasını Zeldovich’den istemişti. 1943 yılının kışında Almanlar devamlı olarak geriye çekiliyorlardı ve 1944 yılının yazında da onların büyük hücumlara geçmesi beklenmiyordu. Sovyetler Birliğinin Almanya’yı yenebileceği hiç kuşku uyandırmıyordu. Böyle olduğundan atom projesi üzere işler genişlenme imkanı bulmuştu.
1944 yıl atom projesi planında şunlar yazılmıştı: Atom bombasının ve kazanının teorik işleri Zeldovich, Pomeranchuk ve Gurevich tarafından yürütülsün. Metodik ve deneysel işler güçlendirilsin. Ağır su üretimi kurgusu ve Uranyumun izotoplara ayrılması için fabrikanın projesi hazırlansın. 500 kg metalik Uranyum hazır olsun ve metalik Uranyumun daha fazla üretilmesi için 1 Ocak 1945 yılına kadar yeni fabrika kurulsun. On binlerce ton yüksek kaliteli grafit blokları elde edilsin.
Şimdi okurların bazıları farklı düşüncelere kapılacaklar. Diyecekler ki keşke insanlarda karıncalar gibi milyar yıl önceden Dünyada yaşasaydılar. O zamanlar Uranyum elementinin az yaşayan izotopları doğada çok olacaktı. Özelliklede bombalar ve yakıt için gereken Uranyum-235. Milyar yıl önce Uranyum elementlerini diğerlerinden arıtarak ve metalik hale getirerek patlamağa ve yanmağa hazır duruma getirmek olurdu. Ne Uranyum-235’in arıtılmasına, ne de Plütonyum üretmeğe gerek kalırdı. Diğerleri ise bunun hiç de iyi olmadığını düşünürdü. Çünkü çevre sağlıklı olmazdı, radyoaktiflik seviyesi fazla olduğundan hastalıklar fazla olurdu ve herkes yanında basit şekilde düzeltilmiş öldürücü madde taşırdı.
4. 1944 yılın sonundan sonra atom projesinin hızlandırılması
1944 yılının sonunda atom problemi ilk defa olarak en yüksek (Stalin) seviyesinde karara bağlandı. Bu karar Devlet Savunma Komitesinin 3 Aralık 1944’te İ.V. Stalin tarafından imzalanmıştı. Kararla atom projesinin başında olan Kurchatov’un laboratuarı için gereken inşaat ve yol işlerinin yapımının hepsi İçişleri Bakanlığına (Komünist Partisinin Siyası Bürosu Üyesi ve Bakan L.P. Beriya’ya) verilirdi. Laboratuarın Leningrad’da ki merkezi ve Sverdlovsk şehrinde ki İ.K.Kikoin in de laboratuarı Moskova’ya Kurchatov’un başkanlığında çalışmak için taşınırdı. Kararın son kısmında Uranyum ile bağlı işlerin hepsinin Beryan’ın serencamında yürütüleceği kayıt olunurdu.
15 Mayıs 1945 yılında Beriya ve Kurchatov Stalin’e gönderdikleri raporda yapılanları ve yapılması gerekenleri anlatmışlardı. Yeni plana göre 1 Temmuz 1946’ya kadar Uranyum üretimi 1 Ocak 1945 yılında üretilenin 20-25 misli olmalıydı. Bu raporda temel parçacıkların hızlandırarak ulaşabildiği enerji limitine göre, Dünyada ikinci olan Siklotronun (hızlandırıcının tipi) inşaatının yapılmasının gerek olduğu yazıyordu. Bu Siklotron da atom bombasının yıkıcı küvetine ilişkili bilgiler alınması ve az miktarda da olsa, Plütonyum-239 izotopunun elde edilmesi planlaştırıldı. Yılda 50 ton metalik Uranyum elde etmek için yeni fabrikaların kurulması gerektiği gösterilirdi. 1945 yılda 500 kg böyle Uranyum elde edilmişti. Bu yazıyı temel alarak Devlet Savunma Komitesinin kararı çıktı ve bu karar ile atom bombası üretiminin bilim konusunda başkanı görevine Yu.B. Hariton getirildi.
Sovyetler Birliğinde, 1946 yılında iki tür şekilde atom bombası üzerinde çalışmalar yapılırdı ve her iki tür için gereken ve çoktan bilinen bir şey göz önünde bulunduruluyordu. Atom yakıtı kritik kütleden az olan (kendi kendine patlayamayan, yani atomların bölünme sırasındaki üretilen nötron sayısı patlama için gerekenin altında kalan) şekilde belirli hacmin iki farklı bölümde duruyorlar. Bunların dış kısımlarında, bombanın kabuğunun içinde, normal bombalarda kullanılan kimyasal yakıt bulunur. Bu kimyasal bomba patlatılan zaman, kabuk çok kalın ve sert malzemeden yapıldığından kırılmıyor ve atom bombasının içindeki Uranyum-235 veya Plütonyum-239, veya bunların karışığı bir araya gelerek çok büyük derecede sıkışmış oluyorlar. Bu süreç sonucunda yakıtın kütlesi kritik değeri aştığından ani olarak atom bombası patlaması baş verir.
Birinci tür bombanın yapımını uzun silindir şeklinde düşünüyorlardı. İki ucu kapatılmış silindirin orta kısmında biri diğerinden yaklaşık 0.5–1 metre uzaklıkta iki parça halinde kritik kütleyi aşmayan atom yakıtı yerleşen şekilde. Bunların kenar kısımları kimyasal yakıtla doldurulur. Bombanın çalışması için her iki uç kısımlardaki kimyasal yakıtlar aynı anda ve aynı hızla alışarak patlıyorlar ve atom yakıtlarını büyük hızla bir araya getirirler. Bu yola Amerikalılar da gitmişlerdi ve sonucun atom bombası patlamasına dönüşmeyeceğine, Sovyet bilim adamlarından yaklaşık 1.5-2 yıl önce varmışlardı. Güçlü patlamanın olmamasının nedeni, atom yakıtının gerekli kadar sıkışmaması ve nötronların silindirin duvarlarına ulaşarak kaybı idi. Bomba yapısının ikinci ve doğru şekli, bombanın küresel olması ve dış kısımda bulunan kimyasal yakıtın patlayarak atom yakıtını tam merkezde sıkıştırıp ateşlemek idi. Japonya şehirlerine atılan bombalar küresel şekilde, ama ateşlenmeleri farklı idiler.
Sovyet bilim adamları o zaman kritik kütlenin kesin değerini bilmiyorlardı ve 1-10 kg arasında olduğunu düşünüyorlardı. Kimyasal yakıtın ateşlenmesinden sonra, atom bombasının patlamasına gereken zamanın binde bir saniye kadar olması bekleniyordi. Bombanın toplam kütlesi 3-5 ton olacağı düşünülürdü. Küresel şekilde bomba haberleri keşif belgeleri ile Şubat 1945 yıldan sonra gelmeğe başlamıştı. Bu zamanlar keşif bilgileri (istihbarat) o sırada atom bombasının bilim konusunda başkanı olan Hariton’a bile ulaştırılmıyordu.
30 Mart 1945 yılda gelen keşif bilgilerinden Almanların küresel şekilde olan atom bombası üzerinde çalıştıkları haberi geldi. Böylelikle Almanların da bu meselenin çözümünde daha ileride oldukları sanki bilinmişti. Ama bir kuşku vardı. Almanlar atom yakıtını kimyasal yakıtın ateşlenmesi ile değil, hızlı nötronların kaynağı ile yapmayı düşünüyorlardı. Bu da yanlış fikir idi. Belki de Almanlar atom bombası probleminde pek ilerlememiş fikri oluşturmuştu. Gerçekte ise Almanlar doğru yolda idiler. İlk Amerikan ve Sovyet atom bombalarının ateşlenmesi için nötron kaynakları kullanılmıştı.
Bilindiği gibi 16 Temmuz 1945’te Amerika ilk atom bombasının denemesini yaptılar, ama bu denemeden toplumların haberi olmadı. Dünyaya dehşet getiren, 1945 yılın 6 Ağustosunda Hiroshima’ya ve ardınca da 9 Ağustosunda Nagasaki’ya küçük atom bombalarının (“Little Boy” ve “Fat Man”) uçakla atılması haberi oldu. Dünya inanılmaz kadar tahrip edici ve öldürücü bomba üretiminde tekel olan Amerika’nın gerekirse kararlı şekilde kullanacağına inanmıştı. Sovyetler Birliği 8 Ağustosta Japonya’ya savaş ilan etti ve onların işgali altında olan Mançurya (Çin toprakları) ve Kore’yi hızla almaya başladı. 2 Eylül 1945’te, atom bombalarının ilk etkisi ile Hiroshima’da 200 bin ve Nagasaki’de 80 bin insan kayıp eden Japonya teslim oldu ve bununla da İkinci Dünya savaşı bitmiş oldu. Çok küçük atom bombasının patlayışının dıştan görünen manzarasının bile çok dehşetli olması, atom bombalarının birisini atan pilotun tımarhaneye düşmesi gösterir. İyi ki insanlar çok çok güçlü olan hidrojen bombasının mega kentlerden birine atılmasını görmediler!
20 Ağustos 1945 yılında Stalin Devlet Savunma Komitesinin 9887 numaralı kararını imzaladı. Bu kararla atom projesi ülkenin birinci numaralı devlet meselesi haline getirildi. Bu kararla yeni devlet kurumları organize edildiler. Devlet Savunma Komitesine doğrudan bağlı olan (sonralar, savaş bitmesi nedeni ile DSK’si kaldırıldı ve onun görevlerini Başbakanlık üstlendi.). Bu yeni kurumlardan biri Birinci Baş Komite idi. Bu Komitenin serencamları bütün Bakanlıklar ve Komiteler tarafından hemen gerçekleştirilme zoruna getirilmişti. Bu özel komitenin başına L.P. Beriya getirildi. Komite üyeleri içinde Komünist Parti Siyasi Büro üyelerinden, Stalin’in Başbakanlık birinci yardımcısı G.M. Malenkov, Sovyet Akademisi Üyelerinden İ.V.Kurchatov ve P.L. Kapitsa (Nobel ödüllü) vardılar.
Kurchatov kararlı şekilde Sovyetler Birliğinin en büyük fizikçisi olan Dünyada çok iyi tanınan L.D. Landau’yu (Nobel ödüllü) atom bombasına bağlı teorik işlerinin başına 1946 yılda getirdi. Hatırlatalım ki, Hariton atom bombası (kuramsal ve deneysel) işleri başında kalmağa devam ediyordu. 1946 yılından başlayarak atom projesi üzere çalışan ve yenilikler getiren bilim adamlarına büyük ödüller verilmeye başlandı.
5. Atom bombası üretimindeki başarılı yıllar
9 Nisan 1946’da Başbakanlığın kararı ile Amerika’daki atom bombasını yapan Los Alamos Laboratuara (1942 yılında oluşturulmuş) benzer, Sovyetler Birliğinin atom Mühendislik Proje Dairesinin kurulması başlandı. Amerika’da teorik fizikçi Robert Oppenheimer’ın görevini burada teorik fizikçi Yu. B. Hariton üstlenmiş oldu. Bu atom merkezi gözden uzak, ulaşılamayan yer olarak Gorkiy (eski ve şimdiki adı Nizniy Novgorod, Gorkiy ünlü proleter yazardır) ili ve Mordova bölgesi sınırında Sarova köyü yakınlığında (şimdi Sarov şehri) yerleştirildi. Buranın adı daha fazla Arzamas-16 olarak bilinir. Burada savaş yıllarında mermi fabrikası vardı.
Sovyet atom bombalarının yapımına doğal olarak keşiflerden (istihbarattan) gelen bilgiler yardım etti. Sovyet bombalarının Japonya’ya atılan bombalara benzer olmaları isteniyordu. Doğal olarak keşif bilgileri ne kadar zengin olursa olsun, ülkedeki teorik bilim seviyesi çok yüksek, deneysel imkanlar çok uygun ve mühendislik işler mükemmel olmasa bomba üretilemezdi. Hazır bombayı söküp bakmak imkanının olması bile, onun yenisini yapmak için yüksek eğitim, bilim, mühendislik seviyesi ve ekonomik imkanlar gerektirir. Orada atom bombasının yapılabileceğini Amerikalılar bilseydiler Sarova’ya atom bombası atmazlardı mı?
Savaş bittikten ve Amerikalıların atom bombasını denediklerinden sonra, Sovyet Devleti karşısında atom projesi birinci plana çıktı. Daha önceleri Almanları kendi topraklarından tezlikle çıkarmak, Avrupa ve Asya da söz sahibi olmak birinci planda idi. Şimdi hemen atom bombası üzerinde çalışmaları genişlendirmek, onun yakıtı olan Uranyum-235 ve Plütonyum-239 izotoplarının üretimini artırmak gerekirdi. Uranyum-235 izotopunu elde edilmesi için onun difüzyon metodu ile diğer izotoplardan ayıran yeni fabrikaları çalıştırmak, Plütonyum-239 üretimi için yeni atom kazanları, radyasyon kimya ve metal fabrikası kurmak gerekirdi. Bu amaçlara yarayan bir çok şeyi yenilmiş olan Doğu Avrupa’dan getirmişlerdi. Avrupa ve Asya’da ilk olan atom (çekirdek) kazanı 25 Aralık 1946 yılda işe başladı. Bu kazana yaklaşık 34 ton, tam olarak temiz metal şeklinde Uranyum, yaklaşık 13 ton Uranyum dioksiti ve 42 ton temiz grafit koyulmuştu.
Bu beceriye Stalin yüksek değer verdi ve 9 Ocak 1947’de atom projesi ile direkt olarak bağlı çalışan Parti ve Devlet yöneticilerini, öylece de bilim adamları olan İ.K. Kikoin’i, Yu.B. Hariton’u, İ.V. Kurchatov’u ve L.A. Artsimovich’i kabul etti. (Burada hatırlatmak isterim ki o zamanlar hiçbir önemli göreve insanlar millet, hemşehrilik ve benzer özelliklere göre getirilmiyordu. Bu toplantıda da hiçbir Gürcü ve Müslüman yok idi, ama Ruslar dışında bir dağ Yahudi’si, bir Avrupa Yahudi’ ve bir Ermeni vardı. Gürcü olan Stalin’in yakın çevresinde, bu toplantıda olan Ermeni değil, diğer ünlü birisi, Siyasi Büro Üyesi A. Mikoyan vardır. Burada Mik uçaklarının proje başkanı küçük kardeş olan Mikoyan tanınır. Beriya’nın KGB deki birinci yardımcısı da Ermeni idi.)
Atom bombasının teorik çalışmaları büyük ciddiyetliği ve başarıları 10 Şubat 1948’den sonra kazandı. Bu tarihte Stalin’in kararı ile atom bombasının teorik işlerinin başına Ya.B. Zeldoviç getirildi. 10 Haziran 1948’de Stalin’in üç atom bombasının hazırlanması ve hidrojen bombası üzerinde çalışılma kararını imzaladı. Moskova’da atom üzerinde çalışan grupların, Moskova ve Leningrad’daki seçilmiş matematik grupların hepsinin Hariton ve Zeldovich’in gösterişleri ile gerekli hesaplamaları yapmaları görev olarak belirlendi.
Sovyet atom bombasının (çok daha az seviyede hidrojen bombasının) elde edilmesinde 1945 yılında T. Holl, K. Fux ve D. Greenglas ve Mart 1948’de K. Fux’un Sovyet Devleti istihbarat organlarına verdikleri bilgiler büyük önem taşımıştı. Ama dıştan keşif (istihbarat) yolu ile gelen ve incelikleri içermeyen bilgiler bir işe yaramazdı, eğer bunlar çok kesin fiziksel düşünceleri ve güçlü sezgisi olan insanların ellerine gelmeseydi. Sovyetler Birliğinde atomun parçalanması üzere ilk makaleler 1939 yılında yazılmıştı. Diğer yandan bombanın üretilmesi yolunda gereken deneyleri yapmak ve yeni malzemeler üretmek yolunda hızla ilerleme potansiyeli vardı.
Fux, Almanya’da yaşayan ve komünist olan genç teorik konularda çalışan fizikçi olmuş. 1934 yılda Faşist partisinin hakimiyete gelmesinden korkarak İngiltere’ye göçmüş ve orada vatandaşlık almış. Fux İngiltere’de atom projesinde çalışmalara başlamış ve daha sonra diğer atomcularla birlikte Amerika’ya davet edilmişti. İngiltere’de olduğu zaman, Sovyet elçiliğine gitmiş ve bomba ile ilgili bildiği verileri iletmiş. Daha sonralar Amerika’da atom bombası üzerinde çalıştığı zamanlar da raporlar hazırlayarak Sovyet keşifçilerine (istihbaratçılara) iletmişti. Bu nedenle de ilk Sovyet atom bombası sanki Amerikalıların ilk bombasının kopyası idi. Ama o zaman, Fux tutuklanarak ceza evine koyulmuştu.
Bombayı ilk defa üretebilmek için onun yakıtının ne olması dışında, çok daha fazlasını bilmek gerekir. Özellikle atom bombası için. Birincisi milyonda bir saniyeler aralığında çekirdek tepkimeler sürecinin nasıl gittiğini, açığa çıkan enerjinin ve basıncın değişmesini bu tür kısa zamanlarda teorik olarak değerlendirmek ve deneysel olarak izlemek gerekirdi. Bombanın kabuk kısmı öyle malzemeden, öyle kalınlıkta ve şekilde yapılmalı ki, yakıtın imkan kader büyük kısmı kullanılmış olsun ve bombanın patlayış gücü imkan kader fazla olsun. Bu nedenle kabuk’un malzemesinin içinde, sıcaklığın ve basıncında nasıl değişeceği, onun deformasyonu nasıl olacağı da böyle küçük zamanlar için değerlendirilmeli ve test edilmeli idi. Sovyet atom ve hidrojen bombaları üretildikte bu işlerde öncü hep Zeldovich olmuştu. Hariton diyordu ki, gereken bilgilerden yaklaşık on kes fazlasını bilmek gerekirdi ki atom bombasını yapabilesin. Atom bombasının (kurgusunun) patlama zamanı çok yüksek basınçlarda (100-500 Mega bar kader. Basınç birimi 1 bar = 0.1 N /m2 = 0.1 Pascal) malzemeler ve ölçüm cihazları patlama merkezinin 5-10 metre uzaklığında yerleştirilirdi.
Ağustos 1949’da ilk Sovyet atom bombası deneme için hazır oldu. Beriya bir kaç defa onun denenmesi için kararın Stalin tarafından imzalanmasını istedi. Ama Stalin atom bombasının denenmesi problemini Parti Siyasi Bürosunda tartıştı ve kararı kendisi imzalamadı. Atom bombası, gelecekte de diğer bu tür bombaların denenmesi yapılan Kazakistan’ın doğusunda yerleşen, şimdiki Semipalatinsk şehrinin yaklaşık 170 kilometre yakınlığında ve batısında gerçekleşti. Bu olay 29 Ağustosta 1949’da, Moskova zamanı ile sabah saat 4’de (yerli zamanla saat 7 de) yapıldı. Beriya ve diğerleri bu patlayışı yerinde izlediler. Alınan bilgiler patlayışın beklenenden % 50 daha güçlü olduğunu gösterdi.
Ertesi gün Stalin atom bombasının hazırlanmasında büyük emeği olanları ödüllendirmeleri ile ilgili Başbakanlık kararını imzaladı. Bu karara göre örneğin Kurçatov ve Hariton, her ikisi ayrılıkta şöyle ödüllendirildiler: Sovyet Kahramanı adı; 1 milyon ruble para; o zamanın en iyi Sovyet arabaları- ZİS-110; her birine birinci derecede Devlet ödülü; her biri için ayrı köşk ve yazlık evleri, içlerinin her şeyi de Devlet tarafından temin edilmekle; Atom projesi üzere ömür boyu çalışsa bile çift maaş; kendileri ve eşleri için ömür boyu bütün ulaşım araçlarında bedava seyahatler.
Bilim adamları içinden büyük ödülleri ve Sovyet kahramanı adını Zeldovich, G.N. Flerov, V.G. Chlopin ve Alman bilim adamı N.V. Rill almış oldular.
1949 yılında Amerika’da yaklaşık 200 atom bombası vardı, ama Sovyetler Birliğinde ikinci bombayı hazırlamak için atomların gerekli izotopları yoktu. Atom bombası patladıktan sonra, havada radyoaktif elementler çok büyük derecede artmış oluyor ve bunlar, rüzgar ile binlerce kilometrelere taşınıyorlar. Amerika’da havanın kimyasal bolluğunun analizi, Dünyanın hangi bölgesinde ise atom bombasının patladığını kesin şekilde ortaya çıkarmıştı. Doğal olarak bu deneyi Sovyet bilim adamları yaptığı biliniyordu, ama yapılan patlamanın kesin tarihi ve yeri kesin şekilde bilinmiyordu.
Amerikan Başkanı Sovyetler Birliğinde atom bombasının patlaması hakkında 23 Eylül 1949 beyanat verdi. Buna cevap olarak Sovyet Telgraf Acentesi 25 Eylül 1949’da haber yayınladı. Haberde diyor di ki, Sovyetler Birliği atom bombasının yapımına gereken bütün bilgileri 1947 yılında elde etmişti ve hazır üretilmiş bombaları da vardır. Şimdi bu deneyle bağlı olarak yurt dışındaki rahatsızlığa hiçbir neden yoktur. Sovyet Devleti atom bombasının kullanmasına yasak koyulması üzerinde durmuş ve her zamanda duracaktır. Görüyoruz ki, bu en dehşet verici bomba 60 yıldan fazladır Dünyada barışı koruyor.