Albert Einstein, tarihin en ünlü bilim insanlarından biridir. Ancak tüm popülaritesine rağmen, Alman fizikçi hakkında pek bilinmeyen hikayeler hala mevcuttur. Bu yazı da asla hayata geçmese de bir zamanların bir başka devrimci fikri olan Einstein’ın Buzdolabı ile tanışalım.
1926 yılının bir sabahında Albert Einstein gazeteyi okurken sarsıcı bir haberle karşılaştı. Berlin’de bir ailenin buzdolabındaki sızdıran zehirli gaz yüzünden boğularak öldüğünü öğrenmişti. Bu olay Einstein’ı çok etkiledi. Hemen genç arkadaşı ve bilim insanı Leo Szilard’ı aradı ve ona “Daha güvenli bir buzdolabı yapılmalı” dedi.
O sırada 28 yaşında olan Szilard yaratıcı fikirleriyle tanınan bir mucitti. Einstein ile birkaç yıl önce tanışmıştı ve bilimsel tartışmalarda onu etkilemeyi başarmıştı. İkisi de mekanik aygıtlara büyük ilgi duyuyordu. Bu nedenle birlikte daha güvenli bir buzdolabı tasarlamak için çalışmaya karar verdiler.
Einstein Neden Bir Buzdolabı Yaptı?
1920’lerin ilk yıllarında kullanılan buzdolapları bugünkülerden oldukça farklıydı. Soğutma için metil klorür, kükürt dioksit ve amonyak gibi gazlar kullanılıyordu. Bu gazların hepsi zehirliydi; özellikle metil klorür son derece tehlikeliydi.
Bu nedenle buzdolapları zaman zaman ciddi kazalara yol açıyordu. 1930 yılında yayımlanan bir sağlık raporuna göre yalnızca Chicago’da buzdolaplarından sızan gazlar nedeniyle 10 kişi hayatını kaybetmişti.
Yıllar sonra Leo Szilard, meslektaşı Bernard Feld’e bu tür aile trajedilerinin Einstein’ı derinden etkilediğini anlatacaktı. 1925–1926 kışında Einstein’ın Szilard’a ulaşıp birlikte daha güvenli bir buzdolabı geliştirme fikrini önermesinin nedeni de tam olarak buydu. Kısa süre sonra iki bilim insanı bu amaçla birlikte çalışmak için yazılı bir anlaşma imzaladı.
Leo Szilard ve Albert Einstein İşbirliği
Einstein ve Szilard, termodinamik konusundaki bilgilerini birleştirerek daha güvenli bir buzdolabı tasarlamak için çalışmaya başladı. Amaçları gaz sızıntısı riskini ortadan kaldıracak bir sistem geliştirmekti.
Kısa sürede üç farklı tasarım geliştirdiler. Bu tasarımlar soğutmayı üç ayrı ilkeye dayandırıyordu: soğurma, difüzyon ve elektromanyetizma. Bu sistemlerin ortak bir özelliği vardı. Hiçbirinde hareketli parça bulunmuyordu. Einstein ve Szilard, gaz sızıntılarının temel nedeninin bu hareketli parçalar olduğunu düşünüyordu.
İki bilim insanı çalışmalarını hızla ilerletti. 1926 yılının sonbaharında patent başvurularını yapmaya başladılar. Sonunda buzdolabı tasarımları için toplam 45 patent aldılar.
Einstein ve Szilard’ın ilk tasarımlarından biri, o dönemde piyasada bulunan Electrolux buzdolabının geliştirilmiş bir versiyonuydu. Bu model piston yerine bir alevden gelen ısıyı kullanarak çalışıyordu.
İki bilim insanı bu sistemi daha güvenli hâle getirmek istedi. Geliştirdikleri tasarımda bütan ve amonyak kullanılan bir düzenek vardı. Bütan buharlaşırken çevresinden ısı alıyor ve soğutma sağlıyordu. Daha sonra gaz karışımı başka bir hazneye geçiyor, burada amonyak sudan ayrılıyor ve bütan yeniden sıvı hâline gelerek sisteme geri dönüyordu.
1926 yılında Szilard bu tasarım için şirketlerle görüşmeye başladı ve Berlin Teknik Enstitüsü’nde prototipler üzerinde çalışıldı. Electrolux şirketi bu tasarımlardan bazılarına ait patentleri satın aldı, ancak üretime geçirmedii.
Einstein Buzdolabını Neden Piyasaya Sürmedi?
Einstein ve Szilard’ın geliştirdiği bir başka tasarım ise akan suyun basıncıyla çalışan bir soğutma düzeniydi. Musluktan gelen su basıncı bir haznede vakum oluşturuyor, burada su ve metanol buharlaşıyordu. Buharlaşma sırasında ortamdan ısı çekildiği için cihaz soğuyordu.
Üçüncü tasarım ise elektromanyetik bir pompa kullanıyordu. Bu sistemde soğutucu akışkan, mekanik bir piston yerine elektromanyetik alanın hareket ettirdiği metalik bir sıvı sayesinde dolaşıyordu. Böylece sistemde hareketli mekanik parçalar bulunmuyordu.
Elektromanyetik pompa kullanan buzdolabını geliştirmek kolay olmadı. Einstein ve Szilard başlangıçta elektrik akımıyla hareket eden sıvı metal kullanan bir sistem tasarladı. Ancak kullanılan potasyum-sodyum alaşımı çok tepkimeye açık olduğu için çeşitli teknik sorunlar ortaya çıktı.
Bunun üzerine tasarımı değiştirdiler ve sıvı metali hareket ettirmek için manyetik alan kullanan bir indüksiyon pompasına geçtiler. Alaşımı da havayla temas etmesini önlemek için paslanmaz çelik bir kapsülün içine yerleştirdiler. Böylece güvenli ve sızıntı yapmayan bir sistem elde ettiler.
Ancak bu buzdolabının iki önemli sorunu vardı: verimliliği düşüktü ve oldukça gürültülü çalışıyordu. Bu nedenle yapılan prototip ticari üretime uygun hâle gelemedi.
Bu Buzdolabı İçin Yapılan Çalışmalar Boşa Harcanan Bir Zaman mıydı?
Szilard ve Einstein’ın buzdolabı üzerinde yürüttüğü çalışmalar 1932’ye kadar sürdü ve bazı teknik ilerlemeler sağlandı. Araştırmacılar pompanın içinde daha yüksek sıcaklıklar oluşturarak saf potasyum kullanmayı başardı. Bu değişiklik pompanın verimliliğini artırdı, ancak sistem yine de mekanik buzdolaplarıyla rekabet edecek düzeye ulaşamadı.
Bu sırada ekonomik kriz ve sanayideki belirsizlikler projeyi zorlaştırdı. Deneysel çalışmalar durdu ve projeye ilgi gösteren şirketler geri çekildi. Böylece Einstein ve Szilard’ın buzdolabı tasarımı rafa kaldırıldı.
Aynı dönemde ABD’de kimyagerler buzdolaplarında kullanılan zehirli gazlara çözüm arıyordu. 1928’de kloroflorokarbon adı verilen yeni bir soğutucu gaz geliştirildi. Freon adı verilen bu gaz yanıcı değildi ve insan sağlığı için daha güvenli kabul edildi. Freon kısa sürede buzdolabı endüstrisinde yaygınlaştı ve modern buzdolaplarının gelişmesini sağladı.
Einstein ve Szilard’ın buzdolabı üretime geçmedi. Ancak geliştirdikleri elektromanyetik pompa daha sonra nükleer reaktörlerin soğutma sistemlerinde kullanılacak önemli bir teknolojiye dönüştü.
Sonuç Olarak
Bugün araştırmacılar başka bir sorun üzerinde de çalışıyor: elektriğe ihtiyaç duymadan soğutma sağlamak. Bunun iki önemli nedeni var. İlki enerji tüketimini ve çevresel etkileri azaltmak, diğeri ise elektrik altyapısının sınırlı olduğu bölgeler için uygun soğutma sistemleri geliştirmek.
Bu amaçla bazı araştırma grupları yeniden Einstein ve Szilard’ın tasarımlarına yöneliyor. Oxford’da çalışan araştırmacılar özellikle emme tipi buzdolabını yeniden ele alıyor. Kullanılan gazları değiştirerek verimliliği artırmayı ve sistemi fosil yakıt yerine güneş enerjisiyle çalıştırmayı hedefliyorlar.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Einstein’s green refrigerator making a comebac. Yayınlanma tarihi: 25 Temmuz 2007; Kaynak site: PHYS. Bağlantı: Einstein’s green refrigerator making a comeback/
- Einstein’s Little-Known Passion Project? A Refrigerator; yayınlanma tarihi: 23 Temmuz 2017; Kaynak site: Wired. Bağlantı: Einstein’s Little-Known Passion Project? A Refrigerator; /
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 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
