Kisa bir süre önce, İçel’de insa edilen Akkuyu Nükleer Güç Santralinin (NGS) Rusya’daki referans santrali olan Novovoronej NGS’de bir nötrino arastirma tesisinin kurulacagina iliskin haber, fizik camiasini heyecanlandirdi. Yakin gelecekte, nötrino akisinin yani sira beta, gama ve nötron arka planlarini da izleyecek olan tesise son derece hassas detektörler kurulacak. Proje, nükleer santrallerin güvenligini artirarak, bir nükleer reaktörün faaliyetinin uzaktan izlenmesinin yaninda önemli arastirmalarin yapilmasini da saglayacak.
Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü Ögretim Üyesi Prof. Dr. Haluk Yücel, konuya iliskin degerlendirmesinde, nötrino detektörlerinin evrenin isleyisinin anlasilmasinda büyük bir rol oynadigini belirtirken, Ege Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü Nükleer Fizik Anabilim Dali Ögretim Üyesi Doç. Dr. Bahadir Saygi ise nötrinolarin pek çok soruya cevap bulunmasini saglayacagini söyledi.
“Evren daha iyi anlasilacak”
Nükleer Fizik Anabilim Dali Ögretim Üyesi Doç. Dr. Saygi, “Nötrino parçaciklari ile ilgili oldukça genis, çesitli ve sürekli gelisen alanlar karsimiza çikmaktadir. Nötrinolara iliskin deneysel ve teorik çalismalar kisaca asagidaki sorulari cevaplamaya yöneliktir. Farkli nötrinolarin kütleleri nedir? Nötrinolar, Big Bang kozmolojisini nasil etkiler? Nötrinolar salinim hareketi yapar mi? Nötrinolar, uzay ve madde içerisinden geçerken karakter degistirir mi? Nötrinolar, karsit-nötrinolardan temelde farkli midir? Yildizlar çöküp süpernova olustururken, nötrinolarin kozmolojideki rolü nedir? Bu sorulara verilecek cevaplar ile içinde yasadigimiz evren daha iyi anlasilacaktir” dedi.
Nötrinolari saptayabilmek için hacim olarak çok büyük ve oldukça hassas detektörler gerektigini belirten Saygi, “Alfa, beta gibi yüklü parçaciklarin havada gidebilecekleri mesafeler sinirlidir, çünkü havadaki moleküller ya da içlerinden geçtikleri maddeler ile temas etme ihtimalleri oldukça yüksektir. Bu nedenle bu parçaciklar küçük boyutlu detektörler yardimi ile tespit edilebilir. Nötrinolar ise herhangi bir madde ile etkilesmeden çok uzun yollar kat edebilirler. Bu düsük etkilesme ihtimalleri de nötrinolari tespit etme sansimizi olukça azaltmaktadir. Bu nedenle nötrinolari tespit etmede kullanilan detektör geometrisi, etkilesim sansini artirmak için oldukça büyük boyutlara ulasmaktadir” diye konustu.
Günümüz nükleer reaktörlerinde güç üretiminin fisyon reaksiyonlari sonucu ortaya çiktigini, fisyon reaksiyonlari sonucu ortaya çikan uyarilmis çekirdeklerin beta bozunumu yaparak daha kararli hale geldigini belirten Saygi, “Bu süre zarfinda da ortaya elektronlara ait anti nötrinolar ortaya çikmaktadir. Bu nötrinolar sistemden enerji çekmelerine ragmen diger yandan radyoaktif degildirler. Dolayisi ile buradan çikan nötrinolarin herhangi bir güvenlik tehdidi olusturdugundan bahsedilemez” ifadelerini kullandi.
“Akkuyu’nun bir bilim merkezi olma yolunda potansiyeli de oldukça yüksek”
Nötrinolarin baslarda kütlesiz oldugu düsünülürken, atmosferden ve günesten gelen nötrinolar üzerine yapilan ölçümlerde nötrinolarin kütleye sahip olduklari ve farkli kütle degerleri arasinda salinim yaptiklari anlasilmistir. Bu salinim “theta13” adli bir parametre ile tanimlanmistir. Bu parametre yardimi ile nötrinolarin nasil karistigi ve farkli nötrinolarin birbiri ile nasil iliskili olduklari nicel olarak betimlenebildigini anlatan Saygi, “Nükleer reaktör temelli nötrino deneylerinde iste bu theta13 niceligi ölçülebilmektedir. Bu nicelige benzer baska parametrelerin kesfi, evrenin gizemini anlamamiz noktasinda yolumuza isik tutacaktir. Bu tarz hassas ölçümler yapmak, örnegin evrende neden karsit madde yerine maddenin baskin geldigi gibi bilim dünyasini mesgul eden sorulara cevap bulmaya yardimci olacaktir. Akkuyu nükleer tesisinin bu noktada agir sanayide atilimlar yapan Türk devletinin enerji ihtiyacini karsilayacagi gibi ayni zamanda bilimsel sorulara cevap bulabilecegimiz bir bilim merkezi olma yolunda potansiyeli de oldukça yüksektir” dedi.
Nötrinolarin temel parçaciklardan biri oldugunu ve bunlarin iç yapisinin henüz tamamen kesfedilmedigini kaydeden Saygi, söyle devam etti: “Nötrinolari incelemek oldukça zordur. Sadece yerçekimi ve zayif nükleer etkilesimlere tepki vermektedirler. Zayif nükleer etkilesimlerin de etkilesim mesafeleri oldukça düsük oldugu için büyük kütlelerin içerisinden oldukça rahat bir sekilde geçip gitmektedirler.”
“Nötrino fizigine deneysel giris yapmis oluruz”
Öte yandan, Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü Ögretim Üyesi Prof. Dr. Yücel de Akkuyu NGS’nin faaliyete geçmesinin ardindan çevresine kurulacak dedektörler sayesinde temel arastirmalar için yeni nesillerin ufkunun açilacagini vurguladi. Prof. Dr. Yücel, Akkuyu’da 4 reaktörün bulundugunu belirterek, “Reaktörler faaliyete geçtikten sonra Akkuyu’nun çevresine kurulacak detektörler sayesinde nötrinolarla ilgili incelemeler yapilabilir. Bu sayede Türkiye olarak nötrino fizigine giris yapmis oluruz” dedi.
Avrupa Nükleer Arastirma Merkezi Cern’de nötrinolarla ilgili deneysel çalismalar yapildigini hatirlatan Yücel, Türklerin de nötrino tesislerinde, yerinde incelemeler yapabileceklerine ve bunun gelecek nesiller için büyük faydalar sunacagina dikkati çekti.
“Nötrinolar, reaktörün güvenlik ve emniyet kurallarina göre çalistirilip çalistirilmadiginin da anlasilmasini saglar”
Yücel ayrica, uzaktan nötrino ölçümlerinin yapilmasinin bir reaktörün önceden belirlenmis güvenlik ve emniyet kurallarina göre çalistirilip çalistirilmadiginin da anlasilmasini saglayacagini söyledi.
Yücel, söz konusu dedektörlerin, nükleer enerjinin barisçil amaçlarla kullanimini garanti altina alacak teknolojik bir gelisme olacaginin ve nükleer emniyet açisindan da büyük önem tasidiginin altini çizdi.
Nötrinolar, Evrenin Sir Perdesini Aralayabilir
Evrende en fazla bulunan ancak yakalanmasi zor parçaciklar olan nötrinolar, evrenin sir perdesinin aralanmasini saglayacak arastirmalara isik tutuyor. Temel parçaciklarin en gizemlisi olan, bu nedenle “hayalet parçaciklar” da denen nötrinolar, evrenin her yerinde bulunuyor. Yok denecek kadar küçük bir kütleye, isik hizina yakin bir hiza sahip olmalari ve elektrik yükü barindirmamalari nedeniyle benzersiz özelliklere sahip nötrinolar, henüz proton ve nötron bile yokken evrende bulunduklarindan, onlari anlamak, evrenin de gizeminin çözülebilmesi anlamina geliyor.
