U pokušaju da bombardovanjem uranovog jezgra neutronima dobiju hemijske elemente teže od njega, godine 1938. nemački hemičari Oto Han (Otto Hahn, 1879–1969), Lize Majtner (Elise Meitner[1], 1878–1969), i Fric Štrasman (Fritz Straßmann, 1902–80) su iznenada otkrili fisiju. To je proces kojim se iz atomskih jezgara teških elemenata, kao što su uran ili plutonijum, oslobađa ogromna količina najkompaktnije energije. Cepanjem atoma teških elemenata jedan deo materije pretvara se u energiju[2] 16. Suprotno tom procesu, kada se pod uticajem ogromnog pritiska i temperature atomi lakih elemenata spajaju u teže elemente (fuzija), takođe dolazi do oslobađanj ogromne količine energije, opet na račun gubitka materije (koja se pretvara u energiju) prema Ajnštajnovom zakonu E = m·C2.
 |
 |
Nobelovac Oto Han se smatra ocem nuklearne hemije. Liza Majtner nikad nije dobila Nobelovu nagradu iako je u svim fazama učestvovala u pronalasku nuklearne fisije.
Otkriće fisije je poslužilo Americi da izgradi prvu atomsku (uranijumsku) bombu, koja će šestog avgusta 1945. godine biti bačena iz bombardera na japanski grad Hirošimu. Iako je u sebi imala samo 64 kilograma uranijuma, oslobodila je snagu od 13–16 megatona i u strahovitoj eksploziji, na području od 10 km2, momentalno je ubila 66.000 i ranila više od 70.000 stanovnika, dok je više od 67% grada bilo uništeno, ostavivši preko 200.000 ljudi bez krova nad glavom. Tri dana kasnije bačena je na grad Nagasaki plutonijumska bomba od 21–23 megatona. Ovog puta je poginulo 39.000, a ranjeno 25.000 stanovnika. Ubrzo (14. avgusta) Japan je pristao na bezuslovnu kapitulaciju, koju je potpisao 2. septembra na bojnom brodu ”USS Missouri”, kao saveznik nacističke Nemačke, koja je i sama kapitulirala još 8. maja 1945. godine. Tako je završen II Svetski rat, 6 godina i jedan dan posle napada Nemačke na Poljsku 1. septembra 1939. godine.
Sledeća primena nuklearne fisije bilo je rađanje sovjetskih, francuskih, britanskih, kineskih, indijskih itd. nuklearnih bombi, da bi potom usledili brojni mirnodopski projekti primene atomske energije za dobrobit čovečanstva. Dalja primena fisije je bila opet u vojne svrhe, za pogon ratnih brodova i podmornica na nuklearni pogon.
Havarijom nuklearnih električnih centrala u Americi (”Ostrvo tri milje” marta 1979. godine) i u Ukrajini (Černobilj, 1986. godine) nastao je zastoj u njihovoj izgradnji, a kod već izgrađenih preduzimaju se vanredne mere zaštite da bi se sprečile nesreće i ekološke katastrofe. Danas je stanje i raspoloženje u javnosti malo drugačije, tako da se povremeno čak čuju inicijative da se i u Srbiji gradi jedna.
Kada je početkom tridesetih otkriven neutron, svi naučnici su usredsredili svoje napore, verujući da se u laboratoriji može stvoriti hemijske elemente teže od urana. Glavni takmaci su bili Britanac Raderford, Italijan Fermi, Francuskinja Irena Kiri, i nemački tim Han/Majtner. Takva trka je u to vreme bila više akademskog karaktera, i svi su razmišljali o Nobelovoj nagradi. Niko nije ni sanjao da će ih put odvesi do najstrašnijeg oružja u istoriji.
Među tim velikim naučnicima koji su došli do otkrića nuklearne fisije svoj udeo imao je i naš akademik dr Pavle Savić, koji je od kraja 1935. do kraja 1939. godine radio sa Irenom Žolio–Kiri na Institutu za radijum pri Univerzitetu u Parizu na otkriću nuklearne fisije, o čemu su septembra 1937. godine objavili prvi naučni rad na tu temu u ”Journale de Physique”.
Dve godine kasnije, dva nemačka naučnika, budući nobelovac Oto Han i njegov mladi asistent Štrasman, u ponovljenom eksperimentu, potvrdili su da je došlo do cepanja uranovog jezgra. Oni su nedvosmisleno ustanovili da se u produktima bombardovanja uranovog jezgra sporim neutronima nalazi barijum, element iz sredine Mendeljejevog sistema elemenata. To je isključivalo prvobitnu Fermijevu ideju da se pri bombardovanju uranovog jezgra stvaraju tranasurani (elementi teži od urana, tj. oni koji imaju veći atomski broj od 92), već je potvrdilo da dolazi do cepanja uranovog jezgra.
Han je poslao svoj rad dugogodišnjoj koleginici Lizi Majtner, a ona je sa svojim nećakom i takođe fizičarem Otom Robertom Frišom (Otto Robert Frisch, 1904–79) formulisala objašnjenje procesa i nadenula mu ime nuklearna fisija, po analogiji sa sličnim procesima ćelijske deobe u biologiji.
♦
♦ ♦
Ovo je još jedna priča i moje najnovije knjige. Doduše ova priča je iz onog dela knjige za koji nažalost nisam imao novaca za štampanje, ali ipak povremeno objavim odatle ponešto. Koga interesuje ova štampana knjiga, koja se uglavnom bavi kosmosom, solarnim sistemom i njegovim brojnim članovima, ali i osvajanjem Meseca i poijedinim kosmičkim misijama, a uz to i geološkom istorijom naše planete i nastankom života , pa na kraju i čoveka, neka je pronađe na stranicama AM, ili nek se javi meni lično Ova adresa el. pošte je zaštićena od spambotova. Omogućite JavaScript da biste je videli.
[1]Veštački dobijen hemijski elemenat pod brojem 109 u Mendeljejevljevom periodnom sistemu je 1997. godine dobio ime majtnerijum u čast ove austrijska fizičarke.
Studirala je fiziku u Beču kod L. Bolcmana, a posle doktorata odlazi u Berlin da uči dalje kod Maksa Planka i Ota Hana. Sledećih 30 godina radi s Hanom na radioaktivnosti, da bi 1938. godine, kao Jevrejka, bila primorana da pobegne u Švedsku. Sa Hanom je izolovala stabilni izotop protaktinijuma, ali su mislili da je to novi elemenat.
Pri zajedničkim eksperimentima bombardovanja jezgara urana sporim neutronima, zaključila je da se radi o fisiji i izračunala da se oslobađa ogromna enegrija. Ti zaključci će kasnije biti korisno upotrebljeni pri gradnji prve nuklearne bombe, mada je ona odbila da učestvuje lično u projektu. Nije dobila Nobelovu nagradu (Han jeste), ali je dobila Fermijevu, sa Štrasmanom.
[2]U fuziji dva laka atomska jezgra, npr. dva teška vodonikova jezgra deuterona ( ), dobija se jedan atom helijuma–3 ( ), jedan slobodan neutron ( ), i oslobađa ogromna količina energija od 3,2 MeV, ili 5,1×10–13 J (1,2×10–13 cal). Ova reakcija izgleda ovako:
(Kod predstavljanja jezgra, mali gornji broj ispred hemijskog simbola elementa predstavlja maseni broj, tj. broj nukleona – protona i neutrona, a donji atomski ili redni broj, tj. broj pozitivno naelektrisanih protona.)
Jedan kilogram urana–235 oslobađa u vidu toplote energiju od 18,7 miliona kilovatčasova.
Jedan kilogram uglja sagorevanjem daje oko 10.000.000 kalorija, dok se fisijom jednog grama urana–235 dobija 2×1013 kalorija, ili 2.000.000 puta više energije.
