Evrende en fazla bulunan ancak yakalanmasý zor parçacýklar olan nötrinolar, evrenin sýr perdesinin aralanmasýný saðlayacak araþtýrmalara ýþýk tutuyor.

Temel parçacýklarýn en gizemlisi olan, bu nedenle “hayalet parçacýklar” da denen nötrinolar, evrenin her yerinde bulunuyor. Yok denecek kadar küçük bir kütleye, ýþýk hýzýna yakýn bir hýza sahip olmalarý ve elektrik yükü barýndýrmamalarý nedeniyle benzersiz özelliklere sahip nötrinolar, henüz proton ve nötron bile yokken evrende bulunduklarýndan, onlarý anlamak, evrenin de gizeminin çözülebilmesi anlamýna geliyor.

Kýsa bir süre önce, Mersin'de inþa edilen Akkuyu Nükleer Güç Santralinin (NGS) Rusya'daki referans santrali olan Novovoronej NGS'de bir nötrino araþtýrma tesisinin kurulacaðýna iliþkin haber, fizik camiasýný heyecanlandýrdý. Yakýn gelecekte, nötrino akýþýnýn yaný sýra beta, gama ve nötron arka planlarýný da izleyecek olan tesise son derece hassas detektörler kurulacak. Proje, nükleer santrallerin güvenliðini artýrarak, bir nükleer reaktörün faaliyetinin uzaktan izlenmesinin yanýnda önemli araþtýrmalarýn yapýlmasýný da saðlayacak.

Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü Öðretim Üyesi Prof. Dr. Haluk Yücel, konuya iliþkin deðerlendirmesinde, nötrino detektörlerinin evrenin iþleyiþinin anlaþýlmasýnda büyük bir rol oynadýðýný belirtirken, Ege Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü Nükleer Fizik Anabilim Dalý Öðretim Üyesi Doç. Dr. Bahadýr Saygý ise nötrinolarýn pek çok soruya cevap bulunmasýný saðlayacaðýný söyledi.

“Evren daha iyi anlaþýlacak”

Nükleer Fizik Anabilim Dalý Öðretim Üyesi Doç. Dr. Saygý, “Nötrino parçacýklarý ile ilgili oldukça geniþ, çeþitli ve sürekli geliþen alanlar karþýmýza çýkmaktadýr. Nötrinolara iliþkin deneysel ve teorik çalýþmalar kýsaca aþaðýdaki sorularý cevaplamaya yöneliktir. Farklý nötrinolarýn kütleleri nedir? Nötrinolar, Big Bang kozmolojisini nasýl etkiler? Nötrinolar salýným hareketi yapar mý? Nötrinolar, uzay ve madde içerisinden geçerken karakter deðiþtirir mi? Nötrinolar, karþýt-nötrinolardan temelde farklý mýdýr? Yýldýzlar çöküp süpernova oluþtururken, nötrinolarýn kozmolojideki rolü nedir? Bu sorulara verilecek cevaplar ile içinde yaþadýðýmýz evren daha iyi anlaþýlacaktýr” dedi.

Nötrinolarý saptayabilmek için hacim olarak çok büyük ve oldukça hassas detektörler gerektiðini belirten Saygý, “Alfa, beta gibi yüklü parçacýklarýn havada gidebilecekleri mesafeler sýnýrlýdýr, çünkü havadaki moleküller ya da içlerinden geçtikleri maddeler ile temas etme ihtimalleri oldukça yüksektir. Bu nedenle bu parçacýklar küçük boyutlu detektörler yardýmý ile tespit edilebilir. Nötrinolar ise herhangi bir madde ile etkileþmeden çok uzun yollar kat edebilirler. Bu düþük etkileþme ihtimalleri de nötrinolarý tespit etme þansýmýzý olukça azaltmaktadýr. Bu nedenle nötrinolarý tespit etmede kullanýlan detektör geometrisi, etkileþim þansýný artýrmak için oldukça büyük boyutlara ulaþmaktadýr” diye konuþtu.

Günümüz nükleer reaktörlerinde güç üretiminin fisyon reaksiyonlarý sonucu ortaya çýktýðýný, fisyon reaksiyonlarý sonucu ortaya çýkan uyarýlmýþ çekirdeklerin beta bozunumu yaparak daha kararlý hale geldiðini belirten Saygý, “Bu süre zarfýnda da ortaya elektronlara ait anti nötrinolar ortaya çýkmaktadýr. Bu nötrinolar sistemden enerji çekmelerine raðmen diðer yandan radyoaktif deðildirler. Dolayýsý ile buradan çýkan nötrinolarýn herhangi bir güvenlik tehdidi oluþturduðundan bahsedilemez” ifadelerini kullandý.

“Akkuyu'nun bir bilim merkezi olma yolunda potansiyeli de oldukça yüksek”

Nötrinolarýn baþlarda kütlesiz olduðu düþünülürken, atmosferden ve güneþten gelen nötrinolar üzerine yapýlan ölçümlerde nötrinolarýn kütleye sahip olduklarý ve farklý kütle deðerleri arasýnda salýným yaptýklarý anlaþýlmýþtýr. Bu salýným “theta13” adlý bir parametre ile tanýmlanmýþtýr. Bu parametre yardýmý ile nötrinolarýn nasýl karýþtýðý ve farklý nötrinolarýn birbiri ile nasýl iliþkili olduklarý nicel olarak betimlenebildiðini anlatan Saygý, “Nükleer reaktör temelli nötrino deneylerinde iþte bu theta13 niceliði ölçülebilmektedir. Bu niceliðe benzer baþka parametrelerin keþfi, evrenin gizemini anlamamýz noktasýnda yolumuza ýþýk tutacaktýr. Bu tarz hassas ölçümler yapmak, örneðin evrende neden karþýt madde yerine maddenin baskýn geldiði gibi bilim dünyasýný meþgul eden sorulara cevap bulmaya yardýmcý olacaktýr. Akkuyu nükleer tesisinin bu noktada aðýr sanayide atýlýmlar yapan Türk devletinin enerji ihtiyacýný karþýlayacaðý gibi ayný zamanda bilimsel sorulara cevap bulabileceðimiz bir bilim merkezi olma yolunda potansiyeli de oldukça yüksektir” dedi.

Nötrinolarýn temel parçacýklardan biri olduðunu ve bunlarýn iç yapýsýnýn henüz tamamen keþfedilmediðini kaydeden Saygý, þöyle devam etti: “Nötrinolarý incelemek oldukça zordur. Sadece yerçekimi ve zayýf nükleer etkileþimlere tepki vermektedirler. Zayýf nükleer etkileþimlerin de etkileþim mesafeleri oldukça düþük olduðu için büyük kütlelerin içerisinden oldukça rahat bir þekilde geçip gitmektedirler.”

“Nötrino fiziðine deneysel giriþ yapmýþ oluruz”

Öte yandan, Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü Öðretim Üyesi Prof. Dr. Yücel de Akkuyu NGS'nin faaliyete geçmesinin ardýndan çevresine kurulacak dedektörler sayesinde temel araþtýrmalar için yeni nesillerin ufkunun açýlacaðýný vurguladý. Prof. Dr. Yücel, Akkuyu'da 4 reaktörün bulunduðunu belirterek, “Reaktörler faaliyete geçtikten sonra Akkuyu'nun çevresine kurulacak detektörler sayesinde nötrinolarla ilgili incelemeler yapýlabilir. Bu sayede Türkiye olarak nötrino fiziðine giriþ yapmýþ oluruz” dedi.

Avrupa Nükleer Araþtýrma Merkezi Cern'de nötrinolarla ilgili deneysel çalýþmalar yapýldýðýný hatýrlatan Yücel, Türklerin de nötrino tesislerinde, yerinde incelemeler yapabileceklerine ve bunun gelecek nesiller için büyük faydalar sunacaðýna dikkati çekti.

“Nötrinolar, reaktörün güvenlik ve emniyet kurallarýna göre çalýþtýrýlýp çalýþtýrýlmadýðýnýn da anlaþýlmasýný saðlar”

Yücel ayrýca, uzaktan nötrino ölçümlerinin yapýlmasýnýn bir reaktörün önceden belirlenmiþ güvenlik ve emniyet kurallarýna göre çalýþtýrýlýp çalýþtýrýlmadýðýnýn da anlaþýlmasýný saðlayacaðýný söyledi. Yücel, söz konusu dedektörlerin, nükleer enerjinin barýþçýl amaçlarla kullanýmýný garanti altýna alacak teknolojik bir geliþme olacaðýnýn ve nükleer emniyet açýsýndan da büyük önem taþýdýðýnýn altýný çizdi.