Nükleer Bomba Testlerinin Günümüz Araştırmalarında Kullanımı

Soğuk savaş dönemi yapılan nükleer bomba testleri, bağışıklık sistemi araştırmalarından sanatsal eserlerin gerçekliğinin öğrenilmesi gibi konularda bizlere yardımcı oluyor. Detaylar yazımızda.

A- A+

28.11.2019 tarihli yazı 6821 kez okunmuştur.

Nükleer Enerji Bomba Bağışıklık Sistemi Karbon Ayak İzi

İkinci Dünya Savaşı bitiminden nükleer denemeleri durdurmaya ilişkin imzalanan 1963’teki Moskova Antlaşmasına kadar dünya üzerinde birçok nükleer deneme yapıldı. Bu nükleer denemeler atmosferdeki karbon-14 izotopunun yoğunluğunu arttırdığı için o dönem dünya üzerinde yaşayan tüm canlılarda bir iz kaldı. Bu iz karbon-14 metodunun yardımıyla bize birçok alanda yardım etme potansiyeline sahip.

Karbon 14 İzotopu

Evrenimizin derinliklerinden gelen, nötron parçacıkları içeren yüksek enerjili kozmik ışınlar atmosferimizde 7 nötron 7 protonu bulunun azot atomlarına çarpar. Bu azot atomları bir proton salar ve bir nötron kazanır böylece 6 proton ve 8 nötron içeren karbon-14 atomuna dönüşürler. Sürekli gerçekleşen bu etkileşimler sayesinde atmosferimizde az da olsa belli bir miktarda karbon-14 bulunur.

İzotop terimi proton sayısı aynı nötron sayısı farklı olan atomlar için kullanılır. Karbonun doğada 3 izotopu bulunur; karbon-12, karbon-13 ve karbon-14. Her izotop kimyasal olarak neredeyse aynı özelliklere sahiptirler ancak karbon-14’ün fazladan 2 nötronunun olması çekirdeğini kararsız hale getirir. Karbon-14 atomu zamanla ışıma yaparak kararlı azot atomlarına dönüşür.

Karbon 14 Metodu

Atmosferdeki karbon-14 atomları kimyasal olarak kararlı bir element olmadığı için oksijenle tepkimeye girerek karbondioksit ve karbonmonoksit bileşiklerini oluşturur. Bitkiler fotosentez ile karbon-14 içeren bileşikleri alır ve bu karbon-14 atomlarını yapraklarında, meyvelerinde, kısaca yapılarında depolamış olur. Daha sonrasında karbon-14 atomları, bu bitkileri yiyen hayvanlara ve insanlara geçer. Kısacası karbon döngüsünün bir parçası olmuş olurlar.

►İlginizi Çekebilir: Nano Botlar Hücre İçinde Araştırma Yapacak

Bir canlı öldüğünde yemek yemeyi keseceğinden dışarıyla olan karbon alışverişi sonlanır. Karbon-14 atomları belirli bir süre sonra bozunmaya başlar ve ışınım yaparak kararlı azot atomlarına dönüşürler. Bir canlının öldüğü andan itibaren vücudundaki karbon-14 miktarı 5730 yılda yarıya düşer ve geçen her 5730 yılda bir yarılanmaya devam eder. Bu 5730 yıla karbon-14’ün yarı ömrü denir. Karbon-12 izotopu kararlı halde olduğundan canlı kalıntılarındaki miktarında hiçbir değişme olmaz. Doğadaki karbon-12 izotopunun karbon-14 izotopuna olan oranı bilinir. Bu oran bilindiğine göre canlının ölüm anından itibaren azalan karbon-14 miktarı ölçülebilir ve kaç adet yarılanma yaşadığı tespit edilerek yaş tayini yapılabilir. Örneğin; bir canlı kalıntısında, yeni ölmüş olsaydı 20 karbon-14 atomu olması gerektiğini varsayalım, eğer ölçüm sonucu 5 karbon-14 atomu tespit edersek, bu organizmanın 11460(5730x2) yaşında olduğu yani 2 yarılanma geçirdiği anlaşılır. Organik maddelerin yaş tayinin yapılabildiği bu yönteme “Karbon 14 Metodu” denir.

Nükleer Testlerin Bıraktığı İz

Kozmik ışınlar ile atmosferimizde nasıl radyokarbon(karbon-14) üretildiğinden bahsetmiştik. İkinci Dünya Savaşı sonrasından 1963’teki Moskova Antlaşmasına kadar atmosferimizde birçok nükleer deneme yapıldı. Bu nükleer denemeler kozmik ışınlarla aynı etkiyi göstererek atmosferde yapay radyokarbon(karbon-14) oluşumuna neden olmuştur.

1963-1965 yıllarında atmosferdeki karbon-14 oranı neredeyse normalin 2 katına çıkmıştır. Bu dönem ve akabinde dünya üzerinde yaşayan bitkiler ve onlardan beslenen canlılarda karbon-14 oranı da artmış oldu. 1963’e kadar olan süreçte sürekli artan atmosferdeki karbon-14 miktarının, ancak 1990’larda normal değerinin %20 fazlasına kadar düştüğü tespit edilmiştir. Günümüzde neredeyse nükleer denemeler öncesindeki seviyeye ulaşmıştır.

Bağışıklık Sistemi Araştırmalarına Yardımı

Normalde yarılanma ömrü ile yaş tayini yapılan karbon 14 metodu bu iz sayesinde artık yakın geçmişteki dokuların yaş tayininde de kullanılabiliyor. Geçtiğimiz 60 yılda her yıl atmosferde ne oranda karbon-14 bulunduğu bilindiğine göre diş gibi ilk oluşumundan sonra hücreleri yenilenmeyen dokuların ne zaman oluştuğu tespit edilebilir.

Benzer bir şekilde bu yöntem sayesinde vücuttaki bazı hücrelerin ne sıklıkla yenilendiğini öğrenebiliriz. Bazı hücreler sürekli yenilenirken, bazıları daha uzun ömürlü olabiliyor. İsveç'teki Karolinska Enstitüsünden bir ekip, bu tekniği uzun ömürlü olan bağışıklık sistemindeki T hücrelerine uyguladı.

►İlginizi Çekebilir: Yüzen Nükleer Santral Limana Ulaştı

T hücreleri bağışıklık sisteminin önemli bir parçasıdır. Çocukluk dönemi boyunca, timüs adı verilen bir organda yeni T hücreleri üretilir ancak genç yetişkinlerde bu üretim durur. O andan itibaren T hücreleri sadece kendilerini klonlayarak üretimi sürdürür. Bu durum yetişkinlerdeki T hücresi döngüsünün ne sıklıkla gerçekleştiği konusunda soru işaretleri doğuruyor.

Bu döngünün sıklığını tespit etmek için T hücrelerine(timusta oluşturulanlara) karbon 14 metodu uygulandı. 20 ila 30 yaşları arasında saf T hücrelerinin ortalama olarak her 1.7 yılda bir kendini klonladıkları bulundu. Ancak 50 ile 65 yaşları arasındaki bireylerde bu hücreler yalnızca her 6,6 yılda bir kendini klonladığı görüldü.

Ekip ayrıca T hücresi üretiminde ilginç bir negatif geri besleme döngüsü fark etti. CD31 adlı bir proteinin, T hücresi çoğalmasına yardımcı olan belirli bir kopyalanma faktörünü arttırdığını buldular. Bu protein, timus tarafından üretilen T hücrelerinde daha yüksek seviyelerde görünür ancak her kopyalanmada CD31 seviyelerinde düşüş olur bu da kopyalanma arttıkça T hücrelerinin yeni kopyalanma gerçekleştirmesini zorlaştırır.

Sahte Tabloların Tespitine Yardımı

Bir resmin orijinal olup olmadığını belirlemek için eleştirmenlerin ve sanat tarihçilerinin uzmanlığı elbette başvurulan ilk yöntemdir ancak bir ressamın tekniği, onun çizim tarzı, kullandığı renkler, temsil edilen tipik fikir ve konular hakkında tüm detayları bilenler sadece bu uzmanlar değildir. Bazen sahtecilik o kadar iyidir ki uzman analiziyle dahi anlaşılamayabilir. İşte tam burada bilim devreye girer.

X-ray flüoresans metodu ve parçacık kaynaklı X-ray emisyonu metodu gibi nükleer teknikler, sanatçı tarafından kullanılan pigmentlerin tam kompozisyonunu analiz etmemizi ve yeniden yapılandırmamızı sağlar. Bu yardımlar dahi yeterli gelmeyebilir. Bu durumda karbon-14 metoduna başvurarak bir test yapılabilir.

Burada da T hücrelerindeki yaş tayinine çok benzer bir mantık vardır. Resmin yapıldığı tuval pamuk ve keten gibi bir zamanlar karbon döngüsünün parçası olan maddelerden yapılmıştır. Eğer bu tuvaller atmosferdeki nükleer denemelerden kaynaklı yapay karbon izinin olduğu 70 yılda yaşamış olan bitkilerden yapıldıysa karbon-14 oranının normalden fazla olduğu görülür ve tablonun gerçekliği askıya alınabilir.

►İlginizi Çekebilir: Karbon Lifinden Elektrik Elde Edilebilir mi?

1960'ların sonlarında Peggy Guggenheim, 1913-14 döneminde Fransız sanatçı Fernand Léger tarafından yapılmış olan bir tablo aldı. Ancak bunda birkaç yıl sonra, sanat eleştirmeni Douglas Cooper resmin gerçekliğinden şüphe duydu. Bu yüzden de sanat eseri hala Venedik'teki Peggy Guggenheim koleksiyonunda olmasına rağmen halka açık sergide hiç yer almamıştır.

Guggenheim Müzesi işbirliği ile tuvalin kenarındaki fazla kumaştan küçük bir örnek alındı. Karbon 14 metodu ile ölçüm yapıldı. Sonuç kesindi; tuvalin, yapıldığı dönemde olması gerekenden daha yüksek karbon-14 oranına sahip olduğu anlaşıldı. Ölçülen değer tablonun 1959-1962 yılları arasında yapıldığını söylüyordu yani ressam Léger'in ölümünden en az dört yıl sonrası.

Kaynak

►newatlas.com
►radiocarbon.com
►theconversation.com