Uranyum elementinin nükleer enerji santrallerinde ve nükleer bombalarda (atom bombası olarak da söylenir) kullanılmasından dolayı güçlü bir radyoaktif element olduğu zannedilir. Oysa uranyuma kayalarda, toprakta, suda hatta havada bile rastlayabilirsiniz. Öyleyse nasıl oluyor da radyasyondan etkilenmiyoruz? Zehirlenmiyoruz? Uranyum düşünüldüğü gibi tehlikeli değil mi yoksa?
Yüksek zenginleştirilmiş uranyum tableti. Fotoğraf, Wikipedia’dan alınmıştır.
Uranyum nasıl bir elementtir? Öncelikle uranyumu kısaca tanıyalım. Bir kere zayıf bir radyoaktif element olduğunu bilmeliyiz. Radyoaktivitesinin zayıf olduğunu nereden mi çıkarıyoruz? Çünkü uranyumun fiziksel yarı ömrü çok ama çok uzundur. Örneğin uranyum-238 izotopu için bu süre 4.468 milyar yıldır. Güneş Sistemi’nin yaşı kadar neredeyse. Neden radyoaktivitesine bakıyoruz? Çünkü bir elementin atom çekirdeğinin, parçacıklar veya elektromanyetik ışımalar yayarak kendiliğinden parçalanması olarak ifade ettiğimiz bir süreçtir. İşte bu parçalanma sırasında ortaya çıkan radyasyon veya ışıma zararlıdır. Elementlerin yarı ömürlerine veya yarılanma sürelerine göre ne kadar kararlı veya ne kadar radyoaktif yani bozunmaya, parçalanmaya meyilli olduğunu belirleyebiliriz. Dolayısıyla uranyum elementi yarılanma süresine göre baktığımızda zayıf bir radyoaktiviteye sahip olduğunu söyleyebiliriz. Bu da bozunma, parçalanma eğiliminin az olduğu anlamına gelir.
Uranyum cevheri. Wikipedia.
Uranyum, yüksek yoğunluğa sahip, çelikten daha yumuşak ve kolayca yükseltgenen, ısıtıldığında yanabilen bir maddedir. Çok iyi bir biçimde bölündüğünde, soğuk su ile reaksiyona girebilir. Hava ile temas ettiğinde hızlıca uranyum okside dönüşebilir. Uranyum metallerin çoğu ile katı çözeltiler ve metaller arası bileşikler oluşturabilir.
Zayıf radyoaktivitesine karşın nükleer enerjinin kullanım yollarının gelişmesi ile uranyum büyük bir önem kazanmıştır. Hatta nükleer enerjideki kullanımı sonrası arta kalan zayıflatılmış uranyum tankları korumak için kalkan olarak ya da mermi ile füze yapımlarında kullanılmaktadır. Bir savaşta kullanılan ilk atom bombası da uranyumdan yapıldı. İkinci Dünya Savaşı sırasında kullanılan bu bomba fizyonun oluşması için çok sayıda uranyum atomlarından oluşan zincirleme bir reaksiyonun başlaması için yeterince uranyum-235 izotopunu içeriyordu. Böylece enerjiden oluşan büyük bir ateş topu serbest kalmış oldu.
Şimdilerde sivil alanda uranyumun ana kullanım alanı ticari nükleer enerji santrallerinde yakıt üzerinedir. Bu da ancak uranyumun uranyum-235 izotopuna zenginleştirilmesi ile olur ve böylece zincirleme reaksiyon, enerjinin daha kontrollü bir şekilde elde edilmesini sağlamak için kontrol edilmiş olunur.
Uranyum-238 izotopu ilk zamanlara ait magmatik kayaçların yaş tayini ve radyometrik tarihlendirme için kullanılmaktadır. Fosfat gübrelerde de uranyumun kullanılması söz konusudur.
Uranyumun özellikleri ve nerelerde kullanım alanı bulduğunu kısaca özetlemiş olduk. Şimdi biraz da doğada bulunan uranyumdan söz edelim.
Uranyum radyoaktif olmasına rağmen doğada oldukça yaygındır. Yani uranyumdan kaçınmak aslında imkansız gibi bir şeydir. Uranyum kayalarda, toprakta, havada ve suda çok az miktarlarda olsa bile doğal olarak bulunur. Çünkü uranyum metalleri ve bileşenlerini madencilik ve öğütme işlemleri sırasında çevreye dağılması için bir şekilde serbest bırakıyoruz.
Havadaki uranyum konsantrasyonları oldukça düşüktür. Hatta havadaki normalden daha yüksek konsantrasyonu bile metre küp başına birkaç atom kadar bulunduğu söylenebilir.
Uranyumun çoğu suda çözülür ve suya karışan bu uranyum topraktan ve kayalardan gelir. Uranyumun sadece çok küçük bir kısmı havadan suya gelir. İçtiğimiz sudaki uranyum miktarlar genellikle çok düşüktür.
Uranyum değişik konsantrasyonlarda olmak üzere toprakta da bulunur. Ama oldukça düşüktür bu konsantrasyonlar. Endüstriyel aktiviteler sonucunda toprağa uranyumu karıştırabiliyoruz.
Madenler ve fabrikalardan gelen atıkların erozyonu ile çevreye çok büyük miktarlarda uranyumun karıştığının da altını çizmek lazım.
Görünen o ki, bu radyoaktif element ile bir şekilde insanlar doğada karşılaşabiliyorlar. Bu kadar sık karşılaşmaya rağmen uranyumun insanlara radyoaktif olarak zarar vermemesini uranyumun uzun süreli yarılanma ömrüne ve doğada çeşitli maddelerle birlikte olmasından dolayı radyoaktif çekirdeğinin etkin durumda olmamasına bağlayabiliriz. Ancak uranyumun sadece radyoaktif olması tek tehlikeli yanı değil aynı zamanda zehirli bir metaldir. Zehirlenmeden dolayı olası hastalık tehlikeleri ile daha nadir rastlamamızı da oldukça düşük konsantrasyonlarda doğada yaygın bulunmasına bağlayabiliriz. Bir nükleer enerji santralinde sızıntı olmadıkça yahut nükleer bir silah kullanılmadıkça radyoaktif etkisinden belki de daha çok uranyumun zehirli oluşu insanları olumsuz etkileyebilir. Özellikle maden yatakları, endüstriyel atık alanlarının yakınlarında yaşayanların daha yüksek konsantrasyonlarda uranyum ile temas olasılığı nedeniyle bu konuda önlemler almaları gerekir. Fosfat endüstrisinde çalışanlar ya da uranyumun karıştığı toprak/suda yetişen bitkilerden beslenen insanlarda uranyumun kimyasal etkilerinden kaynaklanan hastalıklara yakalanma riskleri vardır. Bu riske sahip insanların böbrek hastalıklarına yakalanma olasılıklar var.
Uranyumun radyoaktivite açısından bizi etkileyebilecek tek yanı nükleer silahta ve nükleer enerjide kullanılması olacaktır. Nükleer enerjide uranyumun zenginleştirilmiş halinin kullanılmasından dolayı nükleer enerji santrallerinde bir kaza sırasındaki zenginleştirilmiş uranyumun sızıntısından doğan radyasyona uzun süreli maruz kalınması kansere neden olmaktadır. Bu sızıntı yaşanmadığı sürece nükleer enerji santralleri güvenlidir.
Sonuç olarak doğal olarak doğada bulunan uranyumdan radyoaktif anlamda kaçınmanın anlamı yok ancak o uzun süreli yarılanma süresine sahip uranyum insan eliyle birden radyoaktivite açısından insanlar ve doğa için zararlı olabiliyor.
Özetlemek gerekirse, uranyum bir insanı nasıl öldürebilir?
- Eğer nükleer silahlarda kullanılırsa,
- Yutulursa, çünkü uranyum zehirlidir,
- Uranyum teneffüs edilirse/solunursa, çünkü uranyum, radyum ve radondan gelen alfa ışınları akciğer alveollerini yok eder.
- Kritik bir nükleer kazası durumunda,
- Işıma yapan uranyum ile bir temas sonrasında, çünkü fizyon sonucu yayılan tüm ışımalar tehlikelidir.
Uranyum doğada yüksek miktarlarda bulunsaydı yahut bozunmaya sık bir şekilde uğrasaydı elbette çok daha büyük zararlı etkilere sahip olurdu. Ancak yazımızda anlatılmak istenen doğada bulunan ve etkileşmemiş uranyumun kendisinin çok düşük miktarlarda bulunduğundan zararlı etkilerinin çok az durumda olduğudur. Yoksa uranyum kimyasal olarak zehirli ve radyoaktif bir elementtir, sudan çıkmış bir balık değil. Fakat, bir suçlu gösterilecekse bu kesinlikle uranyum değil.
Gökhan Atmaca, MSc. facebook.com/anadoluca | twitter.com/kuarkatmaca
Kaynaklar:
- http://en.wikipedia.org/wiki/Uranium_in_the_environment
- http://wiki.answers.com/Q/How_does_uranium_kill_people
- http://tr.wikipedia.org/wiki/Zenginle%C5%9Ftirilmi%C5%9F_uranyum
- http://tr.wikipedia.org/wiki/Zay%C4%B1flat%C4%B1lm%C4%B1%C5%9F_Uranyum
- http://tr.wikipedia.org/wiki/Radyoaktivite
- http://www.lenntech.com/periodic/elements/u.htm
