|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
KHÁM PHÁ KHOA HỌC QUAN TRỌNG NHẤT
phản ứng phân hạch. Lịch sử và bản chất của khám phá khoa học
Cẩm nang / Những khám phá khoa học quan trọng nhất Năm 1938, I. Joliot-Curie và P. Savich nhận thấy rằng trong uranium được kích hoạt bằng phương pháp Fermi, có một nguyên tố tương tự như lanthanum. Những thí nghiệm này được lặp lại trong cùng năm bởi O. Hahn và F. Strassmann, những người đã xác nhận kết quả của các đồng nghiệp người Pháp của họ và xác định rằng nguyên tố mới mà họ nhận thấy là lanthanum. Cùng với Hahn và Strassmann, Lise Meitner, tốt nghiệp Đại học Vienna, một nhà lý thuyết và chuyên gia tài năng trong lĩnh vực vật lý nguyên tử, đã làm việc tại Viện Kaiser Wilhelm ở Berlin. Tuy nhiên, là một người Do Thái gốc Đức, cô buộc phải chạy trốn sang Đan Mạch ở Copenhagen để gặp Niels Bohr và Otto Frisch, một nhà vật lý người Đức khác. Và rồi các sự việc được mô tả chi tiết trong cuốn “Thế giới nguyên tử”: “Trong bầu không khí sáng tạo êm ả của Viện Vật lý Lý thuyết, cô nhanh chóng quên đi những lo lắng, sợ hãi những ngày qua. Bây giờ vấn đề chính đối với cô là lại trở thành vấn đề hạt nhân nguyên tử. Hai ngày trước khi khởi hành, Lise Meitner nhận được một lá thư từ Otto Hahn, trong đó ông viết về nghiên cứu về chất phóng xạ bari. Đọc xong lá thư, cô theo bản năng nắm chặt tay lại. Cô muốn nghiền nát nó và vứt nó đi. Mọi thứ đang sôi sục bên trong: "Vớ vẩn! Thật là vớ vẩn!" Khi sự phấn khích đầu tiên trôi qua, cô nghĩ: "Nếu Hahn tuyên bố rằng uranium biến thành bari, có lẽ điều này thực sự là như vậy. Anh ấy không thể nhầm được. Irene Curie có lẽ đã đúng..." Meitner có thể nghi ngờ công việc của người khác, nhưng kết quả của Ghana - KHÔNG. Điều này có nghĩa là neutron gây ra một số dạng biến đổi mới của hạt nhân uranium. Cô lấy một cây bút chì và bắt đầu viết nhanh. Những ký hiệu toán học mà cô ấy điền vào tờ giấy có vẻ không thể hiểu được đối với một người bình thường. Hạt nhân của nguyên tử uranium chia thành khoảng hai phần. Trong thư, Hahn dùng từ “chia rẽ”. Bây giờ điều này không quá quan trọng, bản thân sự thật cũng quan trọng. Liệu có thể hiểu được, dựa trên các định luật vật lý đã biết, khả năng phân chia như vậy không? Những tính toán đầu tiên cô thực hiện đã đưa ra một câu trả lời tích cực. Meitner cảm thấy không chắc chắn - nếu cô ấy sai thì sao? Lisa yêu cầu kiểm tra tính toán của Otto Frisch. “Anh ấy nhanh chóng xem qua những tờ giấy nhàu nát, sau đó lấy ra một cây bút chì, ngồi xổm xuống và bắt đầu nhanh chóng tính toán. - Nhưng điều này thật tuyệt vời và đáng kinh ngạc. Bạn thực sự đúng! - Frisch nhét tờ giấy vào túi. - Chúng tôi sẽ quay lại. Chúng ta cần kiểm tra mọi thứ ngay lập tức. Và thế là kỳ nghỉ của họ kết thúc trước khi nó kịp bắt đầu. Lễ hội hứa hẹn sẽ vô cùng vui vẻ nhưng giờ đây họ không còn hứng thú với điều đó nữa. Họ nhốt mình trong căn phòng nơi bắt đầu một trong những nghiên cứu lý thuyết đáng chú ý nhất. Những khó khăn to lớn đang chờ đợi họ. Những phép tính vô tận, những kết luận phức tạp và tốn thời gian, kiểm tra kết quả thu được, so sánh với các công thức và mẫu rút ra... Họ không để ý bảy ngày đã trôi qua như thế nào và năm 1939 đã đến như thế nào. Năm mới mang đến một lý thuyết mới. Meitner và Frisch là những người đầu tiên đưa ra lời giải thích mang tính lý thuyết cho các kết quả mà Hahn và Strassmann thu được. Nếu kết luận của họ được xác nhận và mọi thứ trở nên chính xác, nhân loại sẽ đi theo một con đường mới và sẽ có một nguồn năng lượng mới. Họ hoàn toàn ý thức được rằng mình đã có một phát hiện mang tính bước ngoặt nên đã gấp rút chuẩn bị các bài báo”. Bài báo của Lise Meitner và Otto Frisch, có tựa đề "Sự phân hạch Uranium bởi neutron: Một loại phản ứng hạt nhân mới", được gửi đi báo chí vào ngày 16 tháng 1939 năm XNUMX và xuất hiện trên tạp chí Nature một tháng sau đó. Tại đây, một bài báo khác của họ đã sớm được xuất bản - “Sản phẩm phân hạch của hạt nhân Uranium” và sau đó là công trình của Frisch về kết quả các thí nghiệm được thực hiện ở Đan Mạch. Trên thực tế, hiện tượng này đã được một số nhà vật lý giải thích gần như đồng thời vào cuối năm 1938 - đầu năm 1939. Trong vòng chưa đầy một tháng tại bốn phòng thí nghiệm trên khắp thế giới - ở Copenhagen, New York, Washington và Paris. Hahn và Strassmann, Meitner và Frisch đã được đề cập. Trong ngục tối tại Đại học Columbia, John Dunning và hai trợ lý cũng đang phân hạch một hạt nhân uranium. Ngoài họ, trong phòng thí nghiệm của Collège de France ở Paris, vợ chồng Irene và Frederic Joliot-Curie cùng với các cộng tác viên Pavle Savich, Hans Halban và Lev Kovarski cũng đi đến khám phá tương tự. Theo lời giải thích này, một nguyên tử uranium tiếp xúc với sự bắn phá neutron sẽ trải qua một kiểu phân hạch mới, trong đó nguyên tử bị neutron va chạm sẽ tách thành hai phần ít nhiều bằng nhau. Hiện tượng này nhanh chóng được đặt tên là phân hạch. Joliot-Curie ngay lập tức nhận ra tầm quan trọng tột cùng của loại phân rã nguyên tử mới này. Trong hạt nhân của các nguyên tố nhẹ, số lượng proton và neutron gần như nhau và khi số nguyên tử tăng thì số lượng neutron tương đối cũng tăng. Nếu trong hạt nhân uranium, tỷ lệ giữa số neutron và số proton là 1,59, thì đối với các nguyên tố ở giữa bảng tuần hoàn, nó dao động trong khoảng 1,2 đến 1,4. Điều này có nghĩa là nếu một nguyên tử uranium phân rã thành hai phần thì tổng số neutron trong các mảnh phân hạch, để đạt được sự ổn định của chính các mảnh phân hạch, phải trở nên ít hơn số lượng neutron có trong hạt nhân ban đầu. Khi một nguyên tử uranium phân hạch, neutron được giải phóng, từ đó có thể gây ra sự phân hạch của các nguyên tử khác. Vì vậy, có khả năng xảy ra phản ứng dây chuyền tương tự như phản ứng dây chuyền hóa học trong vụ nổ. Cùng năm đó, 1939, F. Perrin đã thực hiện và công bố phép tính đầu tiên về “khối lượng tới hạn” cần thiết để một phản ứng dây chuyền bắt đầu. Đúng, đó chỉ là đánh giá sơ bộ. Ngày nay người ta biết rằng không có lượng uranium thông thường nào có thể gây ra phản ứng dây chuyền. Các neutron được tạo ra bởi sự phân hạch của các nguyên tử uranium-235 được hấp thụ thông qua cái gọi là “sự bắt giữ cộng hưởng” bởi các nguyên tử uranium-238 để tạo thành uranium-239. Loại thứ hai, là kết quả của hai lần phân rã liên tiếp, biến thành neptunium và plutonium. Chỉ những chất phân hạch như uranium-235 và plutonium mới có khối lượng tới hạn. Ngoài ra, việc tính toán tổn thất khối lượng trong quá trình phân hạch của một nguyên tử uranium còn giúp dự đoán rằng quá trình phân hạch sẽ đi kèm với sự giải phóng năng lượng khổng lồ 165 MeV. Ý tưởng của Joliot-Curie đã sớm được xác nhận bằng thực nghiệm. Người ta đã chứng minh rằng hạt nhân uranium bắt giữ các neutron chậm và sau đó phân hạch. Niels Bohr Sau khi xem xét về mặt lý thuyết, ông đi đến kết luận rằng không phải uranium thông thường có khối lượng 238 trải qua quá trình phân hạch mà là đồng vị của nó có khối lượng 235. Năm 1940, A.O. Nier đã xác nhận bằng thực nghiệm dự đoán này của Bohr, đồng thời phát hiện ra rằng một nguyên tử dễ phân hạch khác là nguyên tử plutonium. Ý tưởng sử dụng năng lượng nguyên tử cho mục đích quân sự được đưa ra bởi một nhóm các nhà khoa học nước ngoài chạy trốn chủ nghĩa phát xít sang Hoa Kỳ, trong đó báo cáo có tên L. Szilard, E. Wigner, E. Teller, W. R. Weisskopf, E. Fermi. Nhóm này đã thu hút được sự quan tâm của Tổng thống Hoa Kỳ, Roosevelt. Những nhà khoa học này đã tận dụng sự giúp đỡ Einsteinngười đã viết một lá thư cho tổng thống. Do đó, Roosevelt quyết định hỗ trợ chính phủ cho những nghiên cứu này và chúng ngay lập tức được phân loại. Llozzi viết: “Nỗ lực sản xuất năng lượng nguyên tử với số lượng lớn có hai mục tiêu khác nhau: giải phóng năng lượng chậm, có kiểm soát cho nhu cầu công nghiệp và tạo ra chất nổ siêu mạnh”. Tuy nhiên, các nhà khoa học rất sớm nhận ra rằng cách nhanh nhất để đạt được mục tiêu thứ hai là đạt được mục tiêu thứ nhất. Như chúng tôi đã nói, các nguyên tử plutonium và uranium-235, trong đó chỉ có 0,7% trong uranium tự nhiên, là đối tượng để phân hạch. Bom nguyên tử cần một lượng lớn uranium-235, rất khó tách. Việc sản xuất năng lượng chậm không cần phải phân tách trước, chỉ cần một lượng lớn uranium và sản phẩm phụ là plutonium. của "nồi hơi nguyên tử", được đặt tên như vậy có lẽ vì tính đơn giản trong thiết kế của nó. Cái tên này hiện chỉ còn được quan tâm trong lịch sử vì nó đã được thay thế bằng cái tên thích hợp hơn là "lò phản ứng hạt nhân". Mục đích ban đầu của nồi hơi nguyên tử không phải là tạo ra năng lượng mà là sản xuất plutonium với số lượng cần thiết để tạo ra bom nguyên tử. Một vấn đề quan trọng là làm giảm số lượng neutron bị uranium-238 bắt giữ do cộng hưởng; chúng rơi ra khỏi phản ứng dây chuyền, mặc dù chúng rất hữu ích như tác nhân làm giàu, nghĩa là trong sản xuất uranium-239, sau đó biến thành neptunium và plutonium. Vì vậy, cần phải loại bỏ các neutron nhanh ra khỏi khối lượng uranium càng nhanh càng tốt, lấy đi động năng của chúng và chuyển hướng chúng thành uranium dưới dạng neutron nhiệt để gây ra sự phân hạch của uranium-235. Chức năng điều tiết này có thể được thực hiện bởi các nguyên tử của các nguyên tố nhẹ đó, trong các va chạm mà neutron mất đi một phần năng lượng đáng kể mà không đồng thời gây ra sự thay đổi ở các nguyên tử này. Cho đến nay, người ta chỉ tìm thấy hai chất phù hợp cho mục đích này: hydro nặng (ở dạng nước nặng) và carbon. Nước nặng rất đắt tiền nên chúng tôi sử dụng cacbon ở dạng than chì. Nồi hơi nguyên tử hay lò phản ứng hạt nhân đầu tiên, được làm từ các lớp uranium và than chì xen kẽ, do Fermi thiết kế và chế tạo với sự cộng tác của Anderson, Zinn, L. Woods và G. Weil, bắt đầu hoạt động vào ngày 2 tháng 1942 năm 0,5, trên sân tennis của Đại học Chicago. Công suất của nó là 200 watt. Mười ngày sau nó được tăng lên XNUMX watt. Đây là công trình lắp đặt năng lượng hạt nhân đầu tiên và hiện đã trở thành một trong những ngành phát triển nhất của ngành công nghiệp hiện đại”. Có một tấm bảng trên bức tường bên ngoài của sân quần vợt Đại học Chicago. Dòng chữ trên bảng ghi: “Tại đây, vào ngày 2 tháng 1942 năm XNUMX, con người lần đầu tiên thực hiện phản ứng dây chuyền và qua đó đánh dấu sự khởi đầu làm chủ năng lượng hạt nhân được giải phóng.” Nhà máy thí điểm đầu tiên có thể tiến hành nghiên cứu thực nghiệm chính xác về quy trình sản xuất plutonium. Nó dẫn đến kết luận rằng phương pháp này mang lại khả năng thực sự sản xuất plutonium với số lượng đủ để chế tạo bom nguyên tử. Cuối năm 1943, dự án chế tạo bom nguyên tử bước vào giai đoạn thực hiện. Vụ nổ thử nghiệm đầu tiên được thực hiện thành công lúc 17h30 ngày 16/1945/200 tại căn cứ không quân Alamogordo, cách Albuquerque, trên sa mạc New Mexico khoảng XNUMX km. Tác giả: Samin D.K.
▪ Benzen ▪ Phép tính vi phân và tích phân ▪ Thuyết di truyền nhiễm sắc thể
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Chip bộ nhớ Flash TOSHIBA 2 và 4 Gigabit ▪ Màu mắt hiếm nhất được tiết lộ ▪ Hình ảnh XNUMXD có thể được chạm vào
▪ phần mô tả công việc của trang web. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Mô hình hẹn giờ máy bay trực thăng. Lời khuyên cho một người mẫu ▪ bài viết tắc kè hoa làm gì đáp án chi tiết ▪ bài viết Auger thay vì sâu bướm. phương tiện cá nhân ▪ bài báo Ăng-ten triển khai nhanh. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Đồng xu và thủy tinh. bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này