Yıldırımdan Nasıl Korunuruz? Yıldırım ve Yıldırımdan Korunma Yollari

Gökyüzünde yılda 3 milyar şimşek veya yıldırım oluşmaktadır. Bir diğer deyişle yılın herhangi bir zamanında dünyanın üstünde 2000 yıldırım bulutu vardır ve dünyamıza her saniyede 100 yıldırım düşmektedir. Güçlü bir fırtına, Hiroşima'ya atılan atom bombasından 100 kat daha fazla enerji açığa çıkarmaktadır.

Kim bilir? Belki bir gün gelecek yıldırımları da enerji kaynağı olarak kullanmayı öğreneceğiz.

Bu gök olayı insanlığın ilk tarihinden itibaren ilahi bir işaret olarak görülmüştür. Yıldırım düşmesi insanlar için tehlikeli olmasına rağmen insan yaşamına faydası da vardır. Yıldırımlar yeryüzündeki bitkiler için faydalı maddeler olan nitratlar ve oksijenin de yeryüzüne inmesine neden olurlar.

Her şey güneş ışıkları ile yeryüzünde ısınan havanın yükselmesi ile başlıyor. Tabii içinde buharlaşan suyu da yukarı taşıyarak. Bu yükselen hava yaklaşık 2-3 kilometreye ulaşınca havanın soğuk katmanlarına rast geliyor. Soğuk havalarda nefes verince nefesimiz nasıl buharlaşıyorsa aynen o şekilde buharlaşı-yor ve gördüğümüz bulutu oluşturuyor. Bu bulutlar daha sonra hava akımları ile 20.000 metreye kadar tırmanabiliyorlar.
Aslı tam bilinememesine rağmen bulutların bu yükselişleri sırasında içlerinde oluşan buz kristallerinin birbirlerine sürtünerek bir statik elektrik enerjisi açığa çıkardıkları öne sürülüyor. Bu elektrik enerjisi bulutların üst katmanlarında pozitif(+), alt katmanlarında ise negatif(-) yüklü olarak birikiyor. Bulutun içindeki yük havayı iyonize edecek güce ulaştığında şimşek oluşuyor.

Yağmur bulutlarının alt yüzeylerindeki büyük negatif yük içindeki elektronları iterek orayı da pozitif yüklü hale getiriyor ve bu yük saniyede 1000 kilometre hızla toprağa iniyor, yani kısa devre yapıyor. Yıldırımın bu andaki ısısı 30.000 derece olup güneşin yüzeyindeki ısının 5 katı kadardır.

Yıldırım düşerken çok şaşırtıcı bir şey oluyor. Yerden de buluta doğru bir boşalma oluyor. Yerden 100 metre yükseklikte bu iki akım birleşiyor ve iletkenliği çok fazla olan bir koridor oluşuyor. İşte bundan sonra yıldırımı hiçbir şey durduramaz, pozitif yük hızla buluta doğru onu nötr hale getirmek için yükselir, îşte yıldırımın havadan yere mi, yoksa yerden havaya mı oluştuğunu yaratan soru bu.Bu koridordan yerden göğe doğru neredeyse ışık hızının üçte biri hızla yükselen akını yıldırımın göze gelen şiddetli ışığını da yaratır. Ardından yine yukardan yere iner ve iki taraf arasındaki potansiyel farkı sıfırlanana kadar bu olay 10-12 kez tekrarlanabilir.

YILDIRIMDAN KORUNMA YOLLARI

Gelen bir yıldırım darbesine karşı korunması istenilen binalar,bina grupları ve belirlenmiş alanlar genel olarak üç şekilde korunabilir.

a)Franklin çubuğu 

b)Faraday kafesi

c)Paratonerler(elektrostatik,piezoelektrik ve radyoaktif)

Franklin çubuğu korunacak yerin en yüksek noktasına sivri bir çubuk yerleştirme prensibine dayanan koruma sistemidir.Bu çubuk en kısa yoldan indirme iletkeni ile topraklama tesisatına bağlanmaktadır.Bu yöntemle geniş alanları hatta binaları korumak mümkün değildir.Günümüzde özellikle minareler,kuleler ve bacalar gibi küçük boyutlu alanlarda kullanılmaktadır.

Faraday kafesi ile korunması istenilen bina en yüksek yerlerinden toprağa kadar devamlı ve kesiksiz iletkenlerle(yatay ve düşey)sarılmaktadır.Faraday kafesi yönteminin yeterli olması için,korunacak cismin birçok yerinden paket bağlar gibi iletken tellerle sarılması gerekmektedir.Bu yöntemin çok pahalı olması ve bina cephesine verdiği çirkin görünüm ile çatıdaki tahribat sebebiyle günümüzde kullanışlı olmamaktadır.
Paratonerler içinde bugün en çok tercih edilen modeli aktif  Radyoaktif paratonerlerde,radyoaktif kaynak kullanıldığından günümüzde yasaklanmıştır.

Piezoelektrik paratonerlerin isminden de anlaşıldığı gibi piezoelektrik seramiklerin çalışma prensibinden istifade edilerek geliştirilmiştir.Piezoelektrik seramikler elektrik enerjisini mekanik enerjiye(titreşime),mekanik enerjiyi de(titreşim uygulandığında)elektrik enerjisine çevirir.

Elektronik cihazlardaki kristalli filtre ve asilatör yapımlarında da piezoelektrik seramikler kullanılmaktadır.
Bu seramikler kurşunzirkotitanat denilen çok sert bir malzemeden oluşmaktadır.Bu seramiklerin yüzeyleri değişik şekil ve malzemelerle(altın,nikel gibi)kaplanarak elektrot uçları elde edilmektedir.

Elektrostatik paratonerler;yakalama çubuğu etrafında iyonize edilmiş bir hava akımı teşekkül ederek,koruma alanı içindeki yük boşalmalarının kendi üzerinden olmasını kolaylaştırır.(bir başka deyişle yıldırımı kendi üzerine çeker.)

Yıldırımdan korunmanın en iyi yolu gökgürültüsü ilk duyulduğu andan itibaren kapalı bir ortama girmek ve son gökgürültüsünden sonra 30 dakika gecene kadar iceride kalmakdır. Ağaçlar bulundukları yerde en sivri cisim oldukları icin daha fazla yıldırıma maruz kalır.

Bulut ve yer arasındaki yük farklılığı, ikisi arasında yaklaşık 10,000 Volt'a ulaşan bir elektrik potansiyeline sebep olabilir. Kuru havada elektrik akımı oluşmaz, çünkü hava iyi bir elektriksel yalıtkandır. Bu doğal yalıtım, elektrik akımını havanın yalıtımının üstesinden gelmeye yetecek kadar büyümedikçe elektrik akımını engeller.

Bulutla yer arasındaki elektriksel potansiyel aşamalı olarak artar. Bu potansiyel 3,000,000 Volt'u aştığında havanın yalıtıcı özelliği kırılır ve elektrik akışı başlayarak yıldırım oluşur.

Diğer bir deyişle tek bir yıldırım çok büyük elektrik akımı olusturabilir ve yıldırım çarptığında hayvanlar ve insanlar elektrikle yüklenebilirler. Bu nedenle lastik ayakkabı veya otomobil lastiği yıldırım icin koruyucu değildir. En kötü iletken olan havanın kilometrelerce kalınlıktaki tabakasını dahi aşıp geçebilen yıldırım, bir-iki santimlik lastikten de cok rahat geçebilmektedir. Faraday kafesi gibi üstü kapalı otomobiller yıldırımdan korunmak için bulunulabilecek (binalardan sonra) en güvenli yerlerden biridir.