Bir uranyum atomunun çekirdeği ne zaman patlayacak; saniyede, dakikada yoksa yıllarca sonra mı? Bu soru IB Physics öğrencilerini yıllardır düşündürüyor çünkü radyoaktif bozunma günlük hayatımızda nükleer enerji santrallerinden kanser tedavisine kadar her yerde rol oynuyor. Radyoaktif bozunmanın öngörülemezliği sizi şaşırtıyor mu; milyonlarca atomun yarısının belirli bir sürede yok olduğunu biliyoruz ama hangisinin önce bozunacağını söyleyemiyoruz. Kuantum mekaniği bu gizemi açıklıyor ve Theme E (Nuclear and Quantum Physics) müfredatında temel yer tutuyor; gelin birlikte bu rastgeleliğin nedenlerini keşfedelim.
Radyoaktif bozunma kararsız çekirdeklerin alfa, beta veya gamma parçacıkları salarak daha kararlı bir hale gelme sürecidir; bu süreç nükleer reaktörlerde enerji üretir ya da tıpta görüntüleme yapar. IB Physics syllabus’unda decay law ile tanımlanır: N = N₀ e^{-λt} burada N kalan atom sayısı, N₀ başlangıç sayısı, λ decay constant ve t zamandır. Activity A = λN formülü bozunma hızını verir; half-life T_{1/2} = ln(2)/λ ise yarısının bozunacağı süreyi hesaplar. Büyük atom gruplarında bu yasalar istatistiksel olarak mükemmel çalışır çünkü her çekirdek bağımsız davranır.
Alfa decay’de çekirdek He-4 benzeri alfa parçacığı salar; mass number 4 azalır, atomic number 2 düşer, örneğin ^{238}U → ^{234}Th + α. Beta minus’ta nötron protona dönüşür, elektron ve antineutrino salar; atomic number 1 artar, mass number aynı kalır gibi ^{14}C → ^{14}N + e^- + \bar{ν}. Beta plus’ta proton nötrona döner, pozitron ve neutrino salar; atomic number azalır. Gamma emission enerjinin yüksek durumdan düşük seviyeye geçişiyle foton salar, mass ve atomic number değişmez. Alfa parçacıklar düşük penetration’a sahip ama yüksek ionizing power gösterir; gamma ise tam tersi, Geiger-Müller counter ile ölçülürken background radiation’ı çıkarmak şarttır.
Photo by Ramaz Bluashvili
Decay constant λ her çekirdek için sabit bir bozunma olasılığıdır; örneğin λ = 0.001 s^{-1} ise saniyede binde bir olasılık var. IB’de tipik soru: N₀ = 10^6, t=10 saat, λ=0.0001 h^{-1} ile N’yi hesapla; N = 10^6 e^{-0.001} ≈ 999 atom kalır. Half-life için T_{1/2} = 0.693/λ; SL seviyesinde basit hesaplar, HL’de chain decay’ler eklenir. Bu formüller büyük örneklemlerde kesin sonuç verir ama bireysel bozunmaları öngörmez.
Klasik fizikte alfa parçacığı Coulomb bariyerini aşamaz çünkü kinetik enerjisi yetersiz kalır; ama kuantumda quantum tunneling ile olasılıkla geçer. Wave-particle duality parçacıkların dalga gibi davranmasını sağlar; Heisenberg uncertainty principle Δx Δp ≥ ħ/2 ile konum ve momentum belirsizliği rastgeleliği doğurur. Tünelleme olasılığı P ≈ e^{-2κd} formülüyle hesaplanır, κ bariyer kalınlığına bağlıdır. Tek çekirdek için tam zaman bilinmez, ama 10^{23} atomda exponential decay law gibi görünür; termal etkiler minimaldir, 2025 araştırmaları bunu doğruluyor.
Parçacık dalga fonksiyonu ile bariyer altında yayılır; belirsizlik ilkesi momentumu tam bilmeyi engeller, böylece alfa aniden dışarı fırlar. Alfa decay örneğinde uranyum çekirdeğinde alfa pre-formed halde bekler, tüneller ve rastgele çıkar; UCSD’deki bu notlar tunneling’i detaylı anlatır. Bu kuantum doğası bozunmayı deterministik olmaktan çıkarır.
Rutherford ve Soddy’nin deneyleri bozunmanın öngörülemezliğini gösterdi; cloud chamber’da izler rastgele dağılır. Uzun sayım deneylerinde Geiger counter dalgalanmaları Poisson dağılımı izler; standart sapma σ = √N, göreli hata 1/√N olur. Büyük N’de normal dağılıma yaklaşır; MIT’nin Poisson istatistikleri radioactive decay verileriyle kanıtlar. 2025’te quantum random number generators (TRNG) decay timing’ini kullanır, Weber State notes‘u quantum rastgelelik için oku.
Geiger-Müller tube ile 100 saniyelik sayımlarda counts 10 civarıysa σ=√10≈3.2, %30 hata; 10000’de %1’e iner. Cloud chamber’da alfa izleri düzensiz; bu sapmalar dış etkilerden değil, intrinsic rastgelelikten kaynaklanır. Poisson ile modelleme mükemmel uyum gösterir.
Theme E’de (eski Topic 7) random nature vurgulanır; A.1 detailed syllabus decay law ve statistics’i kapsar. HL’de decay chains, neutrinos eklenir; exam’lerde “why unpredictable?” soruları sık çıkar, practice için Poisson hesapla. SL/HL grade boundary’lerde bu kavram Internal Assessment’te puan getirir.
Radyoaktif bozunma kuantum rastgeleliğinin mükemmel örneğidir; bireysel atomlar öngörülemez ama half-life gibi araçlar pratik fayda sağlar. IB exam’lerde bu sorular %20’yi bulur, quantum gizemini anlamak sizi öne taşır. Kendi Geiger deneyinizi kurun, rastgeleliği hissedin ve yorum bırakın; daha fazla nuclear physics için takipte kalın.
IB Diploması’nız var ve Yunanistan’da üniversite mi düşünüyorsunuz? O zaman aklınızdaki ilk soru çok tanıdık: “Hangi üniversiteler IB kabul ediyor?” İyi haber şu, Yunanistan’da kamu
“Vatikan’da IB Diploması ile üniversite okunur mu?” Kulağa basit bir soru gibi geliyor, ama yanıtı biraz yön duygusu istiyor. Vatikan Şehri çok küçük bir devlet;
IB diplomanız var ve “Ukrayna’da üniversite okuyabilir miyim?” diye düşünüyorsanız, doğru yerdesiniz. Ukrayna’da IB kabul eden üniversiteler konusu, tek bir cümleyle bitmiyor, çünkü “IB kabulü”
IB Diploma öğrencisiysen (ya da çocuğun IB okuyorsa), üniversite başvurusu yaklaşırken aynı soru dönüp durur: “IB notlarım Slovenya’da geçerli mi?” İyi haber şu, Slovenya’da IB
IB (International Baccalaureate) diploman var ve Slovakya’da üniversite okumayı düşünüyorsun. Aklındaki sorular çok net: “IB burada geçerli mi?”, “Hangi üniversiteler kabul ediyor?”, “İngilizce program bulabilir
IB (International Baccalaureate) diploman var ve Sırbistan’da üniversite mi düşünüyorsun? O zaman aklındaki en net soru şu: “Hangi üniversiteler IB kabul ediyor ve nasıl başvurulur?”
IB diploman var ve Avrupa’da sağlam bir üniversite arıyorsun. Polonya bu noktada sık sık öne çıkıyor, çünkü Polonya’da IB kabul eden üniversiteler hem devlet hem
IB Diploması (International Baccalaureate) ile Portekiz’de lisans okumak istiyorsun, ama “IB’yi kabul ediyorlar mı, kaç puan lazım, dil şartı ne” soruları kafanı karıştırıyor olabilir. Haklısın,
IB okuyorsun, gözün Romanya’da bir lisans programında, aklındaki soru çok net: IB diploması Romanya’da geçerli mi? Kısa yanıt: Evet, genelde geçerli sayılıyor, ama kabul koşulları
IB Diploma Programme (IB DP) mezunusunuz ve aklınızda Rusya var. Moskova mı, St. Petersburg mu, yoksa daha “öğrenci şehri” bir yer mi? Tıp mı istiyorsunuz,