Katalog

Jeo Fizik 10 kilometre aşağıda 'jeo reaktör' mü var? Çok yakın bir gelecekte, dünyanın içini görebileceğiz. Dev dedektörler, kabuğu, sert mantoyu ve demir çekirdeği derinliklerine kadar incelememizi sağlayacak. Marvin Hemdon'a göre, işte tam orada 8 kilometrelik dev bir uranyum ve plütonyum topuyla karşılaşacağız. aliforniya'da herhangi bir kurutna bağlı olmadan çalışan Herndon, dünyanın merkezinde jeolojik yollarla oluşmuş bir "jeoreaktör" fikrine yıllarca, "deli bir hayal" gibi bakıldığmı söylüyor. Ancak artık fizıkçiler, Herndon'ın doğru ya da yanlış olup olmadığını gösterecek makineler tasarlıyorlar. Yöntem her ne olursa olsun, bilim adamları, bugüne kadar kimsenin yanıtlayamadığı bir soruyu çözmeye çalışacak: "Dünyanın çekirdeğindeki yoğun ısıyı yaratan ne?" Üzerinde tartışmalar çok olsa da Herndon'ın yanıtı basit. Uranyum, özellikle ağır bir elementtir. Bilim adamına göre, dünya henüz genç ve erimiş haldeyken, ağır olan uranyumun büyük bir kısmı, belki de gezegenin merkezine indi. Bu da, birkaç kilometre çapında doğal, nükleer bir fızyon reaktörü oluşmasını sağladı. K ANTİNÖTRİNOLARIN SEYAHATÎ Kimin doğru söylediğini nasıl bileceğiz? Biz ve dünyanın rnerkezi ara sında, 6 bin kilo metreden de geniş kaya ve metal bulunuyor. Bu çok büyük olsa da geçilemez anlamına gelmez. Belki ilerleyen biz olmayacağız ama başka şeyler olabilir; sözgelimi, "anlinötrinolar". Atomdan da küçük olan bu yapılar, kaya ve metallerin içine kolayca sızabilme yeteneğine sahiptir. Antinötrinolar, radyoaktif bozunma sonucu oluşurlar, bu nedenle de jeoreaktörün atıkları, güçlü bir kaynak oluşturabilir. Son birkaç yıl içinde, fizikçiler, antinötrinoları saptayacak pek çok detektör geliştirdiler. Bu parçacıklar kolay tespit edilemiyorlar. Ancak, eğer yeterince bü ı NEDEN FAZLAISI VAR? Doğal reaktörlerin varlığından haberdarız. Bunlardan biri, 2 milyar yıl önce, Afrika ülkelerinden Cabon'da, kabuktaki uranyumun bir zincir reaksiyonu başlatması üzerine yanmıştı. Aynı şey çekirdekte de dev boyutlarda gerçekleşebilir mi? Aslında bu, bir sırrın açığa çıkarılmasını sağlayabilir: Gezegenimiz, tahmin edilenden çok daha fazla ısı üreüyor. Neden? Birçok fızikçi, dış çekirdekte sürekli hareket halindeki sıvı demirin, dünyanın manyetik alanını oluşturduğuna inanıyor. Ancak, konveksiyon devirlerinin denetilmesi için belirli bir ısı kaynağı gerekir. Bu ısının bir kısmı, katı iç çekirdeğe katılmak için kristalleşen, dış çekirdekte bulunan sıvı demir ve nikelden karşılanıyor. Ancak, bu ısının yeterince güçlü olmadığı göruşünde olan birçok bilim adamı, çekirdekte potasyum40 gibi, bozuldukça ısı üreten rudyoaktif eleınentlerin bulunabileceğini öne sürüyor. Herndon'ın "jeoreaktörü"yse, eğer ki yapılırsa işte bu gücü sağlayacak. yük bir dedektör yapılır ve geçen çok sayıda antinötrino varsa, mutlaka biri yakalanacaktır. "Sıvı parıltı (liquid scintillator)" dedektörleri, yeraltında su veya başka bir sıvıyla dolu, çok geniş bölümleri kullanırlar. Bir antinötrino, sudaki bir protona Dünyanın oluşmaya başladığı dönemlerde, Marvin Herndon'ın jeoreaktörünü oluşturmaya yetecek kadar uranyumun bulıınduğundan kimse şüphe etmiyor. Buradaki tek soru: bu uranyumun, gezegenin tam ortasında toplanarak bir zincir reaksiyonuna neden olup olmayacağı. Dünya, basit kondrit de denilen bir meteortaşı türüne benzer bir maddeden oluşmuştıır. Gezegen büyüdükçe, bu madde ısıyla erimiş ve kayalarla metaller bırbirinden aynlmaya başlamıştır. Çoğunluğu demir ve nikelden oluşan metaller. çekirdeği oluşturmak üzere batarken daha hafıfolan kayalar, manto ve kabuğu oluşturmak üzere yükseldiler. Uranyum. oksijenle hırleşerek "litofılik" bileşikler oluşturma eğilimdedir. Yani. kayanın içinde toplanırlar. Buna göre, jeofızikçilerin birçoğu. uranyumun tamammm manto ve kabuk tarafından yok edildiğini düşünüyor. Tabiı ki elrafta çok fazla oksijen yoksa. Herndon. gezegenimizin ham maddesinin çoğunun. oksıjen bakıımndan fakir "enstatit kondrit" adlı başka bir meteortaşına henzediğini söylüyor. Hunlara genelde çok az rastlanıyor. ancak Hemdon'a göre. Giineş Sistemi'nin. Dünya 'nın da ohıştuğu bolumundc oranları oldukça fazla. Oksijene aç bir gezeğendeki uranyum. oksijen yerine sulfurc bağlanır Uranyum sülfıd de, ergimiş metalde eriyerek çekirdeğe doğru ılerler. Caltech Üniversitesi'nden David Stevenson, çekirdekte uranyum olabileceği fikrine karşı çıkmıyor. ancak tam merkezde toplanacagına inanmıyor. URANYUMDAN BİR KALP Mİ? çarpabilir ve bir pozitron ile nötron oluşturabilir. Pozitron, sıvı içindeki molekülleri iyonlaştırır ve parıldamalarını veya yanıp sönmelerini sağlar. Nötronsa, başka bir atom çekirdeğince yakalanana kadar ilerler, ardından da bozulur ve başka bir parıltı oluşturur. Her iki parlaklık da neredeyse aynı anda meydana gelir: işte bir antinötrinonun imzası. KAYNAKLARI BELLİ DEĞİL Fizikçiler, dünyanın içindeki antinötrinoları çoktandır izliyorlar. 20O3'te. Japonya'daki KamLAND dedektöründe çalışan bilim adamları, 9 antinötrino saptadı. Enerjilerine bakıldığında, bunların gezegen içinde bir yerlerde radyoaktif izotoplar tarafından yayıldığı düşünüldü. Ancak, KamLAND, nereden geldiklerini kesin olarak belirleyemedi. Çekirdeğe odaklanmak için, antinötrinoları kökenlerine kadar takıp edecek, "yön duygusu"na sahip dedektörler gerekir. Bir nötron, "sıvı parıltı" içinde üretildiğinde, ilk olarak antinötrinoyla aynı yolu ızler. Pozilron ve nötrnnun yanıp sönmeleri saptandığındaysa, noktaları birleştirerek orijinal parçacığııı yolu da bulunur. Ne yazık ki, bu günümüzdeki dedektörler için geçerli değil. Nötronlar, soğurulmadan çok önce orijinal yollarını 916/189 Ekim 2004