Çevre kirliliği günümüzün en büyük problemlerinden bir tanesi. Özellikle de nükleer atıklar gibi tehlikeli atıklar bu noktada büyük bir sorun. Peki bu tehlikeli atıklardan nasıl kurtulabiliriz?
Gezegenimizde 8 milyardan fazla insan yaşıyor. Ve tüm insanlığın varlığını devam ettirmesi için enerjiye ihtiyacı var. Geçmişten günümüze artan bu enerji ihtiyacımızı çeşitli şekillerde karşıladık. Fosil yakıtlardan tutun da nükleer enerjiye kadar birçok yöntemle bu enerji ihtiyacımızı karşılamaya çalışıyoruz.
Ne yazık ki bunun bir bedeli var. Medeniyetimiz geliştikçe ve enerji tüketimimiz arttıkça ürettiğimiz atık miktarı da artıyor. Bahsettiğimiz bu atıklar sadece evlerimizde biriken çöpler değil elbette. Daha tehlikeli atıkları kast ediyoruz. Mesela hiç düşünmüş müydünüz, nükleer santrallerde oluşan nükleer atıklardan nasıl kurtuluyoruz?
Sorduğumuz bu soru aslında son yıllarda bilim insanlarının da kafasını kurcalayan bir soru. Halihazırda çeşitli yöntemlerle nükleer atıklar gibi tehlikeli atıklardan şimdilik kurtulsak da, daha kalıcı çözümler bulmamız gerekiyor. Bu noktada da karşımıza şöyle bir fikir çıkıyor. Tüm bu tehlikeli atıkları alalım, bir rokete koyalım ve Güneş’e fırlatalım. Böylece onlardan sonsuza kadar kurtulmuş oluruz.
Peki durum gerçekten böyle mi? Tehlikeli atıkları Güneş’e fırlatmak ne kadar mantıklı, ne kadar değil? Gelin birlikte tartışalım.
Dünya Hapishanesinden Kaçmanın Fiziği
Eğer Dünya’daki tehlikeli atıkları bir rokete koyup Güneş’e fırlatmayı planlıyorsak öncelikle bu roketin Dünya’dan nasıl kurtulacağını anlamamız gerekmektedir. Sonuçta yeryüzündeki bir nesnenin Dünya dışına çıkması çok da kolay değildir.
Nesnelerin Dünya üzerinde (bize göre) aşağıya, yani gezegenimizin merkezine doğru düşmesine sebep olan kuvvetle Ay’ın Dünya yörüngesinde dönmesini sağlayan kuvvetin aynı olduğunu ilk kez Newton fark etmişti. Ve bugün biz bu kuvveti yerçekimi olarak biliyoruz. Yerçekiminin nasıl işlediğine dair bilgilerimiz her ne kadar 17. yüzyılda varsa da, gezegenimizin yerçekiminden kaçmamızı sağlayacak teknolojileri ancak 20. yüzyılda geliştirdik.
Dünya hapishanesinden kaçmak için, Dünya’nın uyguladığı yerçekiminin etkisinden olabildiğince kurtulmamız gerekir. Söz konusu çekim kuvveti ise yalnızca Dünya’nın merkezine olan uzaklığımıza bağlıdır. Dünya’nın merkezine olan uzaklığımıza r dersek, r arttıkça yerçekimi kuvveti de 1/r2 oranında azalır.
Gezegenimiz yerçekimsel potansiyel enerjisi sayesinde üzerindeki nesneleri merkezine doğru çeker. Bir nesnenin Dünya’dan kaçabilmesi içinse kinetik enerjisinin Dünya’nın yerçekimsel potansiyel enerjisini aşması gerekir. Dolayısıyla bir nesnenin Dünya’nın yerçekiminden kurtulmak için sahip olması gereken kaçış hızı eşiği 11.2 km/s’dir.
Bu kaçış hızı eşiğine ulaşması en kolay yer ise ekvatordur. Çünkü Dünya’nın dönüş hızı ekvatorda en yüksektir. Bu nedenle roket fırlatmalarının çoğu ekvatora yakın enlemlerde gerçekleştirilir.
Güneş’e Bir Nesne Fırlatmanın Fiziği
Dünya’nın yerçekiminden kurtulmak çok kolay olmasa da günümüz teknolojisiyle bunu başarabiliyoruz. Bu nedenle Dünya’daki tehlikeli atıkları Güneş’e fırlatmanın hala mümkün olduğunu söyleyebiliriz. Ancak şaşırtıcı bir şekilde işin asıl zor kısmı, bir nesneyi Güneş’e doğru fırlatmaktır.
Bir nesneyi Güneş’e fırlatmak için çok fazla kinetik enerji kaybetmek gerekir. “Bundan kolay ne var” diyorsanız yanıldığınızı söylemeliyim. Çünkü roketin Güneş’e doğru ilerlerken çok akıllı bir şekilde kinetik enerjisini kaybetmesi gerekir. Aksi takdirde Güneş’in muazzam kütleçekimi etkisi sebebiyle roket bambaşka yörüngelere sapabilir.
Güneş’e güvenli bir şekilde yaklaşmak konusunda şu ana kadarki en başarılı örnek Parker Güneş Sondası’dır. Parker Güneş’e bu kadar yaklaşmak için Dünya ile Venüs arasında çok sayıda ardışık git gel yaptı. Böylece çok akıllı bir şekilde kinetik enerji kaybederek Güneş’e bu denli yaklaştı.
Elbette bunu başarmak için muazzam bir çaba bir çaba gerekiyordu. Yanı sıra sondanın yeterince yavaşlamasını sağlayacak kadar da yakıta sahip olması gerekiyordu. Ancak bunu yapmaya kalkıştığımızda yükün yaklaşık %99’unun yakıt olmak zorunda kaldığını görürüz. Kalan kısımsa roketin ve Güneş’e fırlatmak istediğimiz atıkların ağırlığından oluşacaktır. Dolayısıyla bu durum çok verimsizdir.
Sonuç Olarak Nükleer Atıkları Güneş’e Fırlatmak Ne Kadar Mantıklı?
Aslında buraya kadar anlattıklarımıza bakarak Dünya’daki tehlikeli atıkları Güneş’e fırlatmanın pek mantıklı olmadığını söyleyebiliriz. Ve toparlayacak olursak bunun 3 temel sebebi vardır:
- Fizik açısından olaya baktığımızda eğer atıkları gezegenimizden uzaklaştırmak istiyorsak Güneş’e fırlatmak yerine Güneş sisteminin dışına fırlatmak daha mantıklıdır. Çünkü Güneş’e doğru bir şeyler göndermek (Parker sondasında gördüğümüz gibi) Güneş sisteminin dışına bir şeyler göndermekten çok daha zordur.
- Tüm teknolojik gelişmelere rağmen hala fırlatma kazaları yaşayabiliyoruz. Fırlatacağımız atıkların nükleer, kimyasal veya biyolojik gibi tehlikeli atıklar olduğunu göz önüne aldığımızda bir fırlatma kazasının yaşanması büyük felaketlere yol açabilir.
- Ve belki de en büyük sorun: Maliyet. Sadece ABD’nin yaklaşık 60 bin ton nükleer atık depoladığı biliniyor. ABD bu atıkları Güneş’e fırlatmak istese yaklaşık 8600 Soyuz roketi kullanması gerekecektir. Ve şunu da ekleyelim, fırlatma başarısızlık oranımız mevcut durumda 1000’de 1’den daha fazla. Yani bu 8600’ün roketin en iyi ihtimalle 8-9 tanesi başarısız bir fırlatmaya aday.
Tüm bunlar nedeniyle tehlikeli atıklarımızı Güneş’e göndermek şu an için mantıklı görünmüyor. Eğer daha kalıcı bir çözüm arıyorsak belki de tüketim biçimimizi gözden geçirmemiz gerekiyor olabilir.
Kaynaklar ve İleri Okumalar
- Why we’ll never shoot Earth’s garbage into the Sun ; Bağlantı: Why we’ll never shoot Earth’s garbage into the Sun – Big Think ; Yayınlanma tarihi: 17 Eylül 2024
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
