«Новаторская работа Отто Хана, Лизы Мейтнер и Фрица Страссмана стала решающим шагом в долгом научном путешествии, которое привело к развитию ядерных технологий, как мы их понимаем сегодня». Этими словами Генеральный директор МАГАТЭ Юкия Амано отметил 75-ю годовщину открытия ядерного деления, отметив ученых, которые вывели процесс, от которого зависят все ядерные технологии.
Ядерное деление, процесс, посредством которого атом расщепляется на более легкие атомы, высвобождая значительную энергию, оказал глубокое влияние на наш мир в получении энергии, влияя на геополитику и открывая новые рубежи в науке и медицине.
75 лет назад три ученых, доктор Отто Хан, доктор Лиз Мейтнер и доктор Фриц Штрассман, работающие в Институте химии им. Кайзера Вильгельма в Берлине, разработали эксперимент, основанный на развивающейся в то время концепции, согласно которой при расщеплении атома элемента образуются два атома меньших элементов.
Их исторический эксперимент по сравнению с примерами современных революционных экспериментальных установок кажется не чем иным, как демонстрацией в старшей школе, но в то время он представлял собой передовые исследования.
Эксперимент, который изменил все
В эксперименте использовалось не больше инновационных технологий или оборудования, чем любая другая физическая лаборатория в Европе, возможно, использовала в то время. Скорее ключом к успеху был уникальный набор любопытных умов в погоне за открытием.
Эксперимент был распределен по трем комнатам; комната облучения; химическая лаборатория; и измерительная комната. В комнате облучения образец урана облучался источником нейтронов (смесью радия и бериллия), который был запечатан в латунных трубках и помещен в парафиновый блок, который замедлял нейтроны. Нейтроны того времени были относительно новым открытием, и, поскольку они заряжены нейтрально, они могут взаимодействовать с ядром атома с меньшим вмешательством от электронов и протонов. Когда нейтроны бомбардировали урановый образец, произошло ядерное деление.
Для измерения радиоактивности и чрезвычайно малых количеств произведенных радиоактивных веществ измерительный зал был оборудован самодельными счетчиками радиоактивности Гейгера-Мюллера для определения распада чрезвычайно малых количеств произведенных радиоактивных веществ. Нестабильные радиоактивные изотопы, такие как уран, использованный в эксперименте, со временем превращаются в другие элементы в процессе, известном как распад. Поскольку разные элементы распадаются с разными скоростями и выделяют разные типы излучения, построение графика распада образца урана в виде кривой на графике помогло выявить виды присутствующих атомов и было важно для определения того, какие элементы были получены в результате ядерного деления.
Образец облученного урана был затем доставлен в химическую лабораторию, где последующие радиоактивные элементы от ядерного деления были изолированы химическими методами.
В 1938 году из-за сложившейся политической ситуации в Германии еврейское происхождение Мейтнер сделало небезопасным ее проживание в Берлине, и она бежала в Швецию. Хан и Страссман продолжали работать над продолжающимся экспериментом в одиночку. Они поделились результатами своего тестирования с Мейтнером. Затем она и ее племянник, физик Отто Фриш, смогли правильно интерпретировать запутанные данные, выдвинув гипотезу и сформулировав, как ядра урана раскололись, образуя более легкие элементы, например, барий и криптон, испуская нейтроны и большое количество энергии.
Экспериментальная гипотеза тройки основывалась на их предположении, что атом расщепляется так же, как и капля воды, что соответствовало теории, которую в то время придерживался известный физик Нильс Бор. Этот воображаемый процесс противоречил преобладающему пониманию того, что бомбардировка атома нейтронами отколет большой атом урана, оставляя его в основном нетронутым. После того, как они правильно объяснили научному сообществу, что атом урана фактически раскололся на более мелкие части, их модель дала объяснение для выпуска большего количества нейтронов, что является необходимой предпосылкой для создания цепной реакции и важно во многих более поздних ядерных применениях. Они назвали свой недавно открытый процесс «деления ядер», так как он был сопоставим с делением, наблюдаемым при биологическом делении клеток.
Позже это открытие принесло Отто Хану Нобелевскую премию по химии 1944 года. Возможно, столь же важным, как и любая награда или приз, был решительный отказ Хана, Мейтнера и Страсмана участвовать в разработке ядерного оружия, что стало возможным благодаря их открытию. Они также заявили о своей решительной оппозиции использованию ядерных технологий в военных целях. Многие технологические достижения, от вычислений до полета и динамита, были использованы для создания более смертоносного, более разрушительного оружия, но исследователи ядерного деления были непреклонны в том, что их обнаружение имеет большой потенциал в его мирных применениях.
Для более глубокого изучения открытия деления и всех тех, кто способствовал этому, посетите веб-сайт Американского института физики .
P.S. Подписываемся на канал, ставим лайки)
