Rozszczepianie atomowe

Słynne równanie Einsteina E=mc2 wykazuje, że małe zmiany w ilości masy, teoretycznie mogą być przekształcone w wielkie ilości energii. Pierwsze urzeczywistnienie tego faktu mogło nastąpić, gdy fizycy zbilansowali masę cząstek przed i po rozpadzie atomu uranu z utworzeniem dwu lżejszych atomów. Bilansując masy wszystkich uwolnionych cząsteczek elementarnych zauważamy, że po stronie produktów reakcji pozostaje nieco masy niezbilansowanej, pozornie „zgubionej”. Ta materia powinna ujawnić się w postaci energii.

To przewidywanie zostało potwierdzone, gdy w 1945 r. Naukowcy amerykańscy zdetonowali pierwszą bombę atomową.

Wcześniej inni fizycy pracowali nad kontrolowaniem reakcji jądrowej rozszczepienia (tak nazwano ten proces). Gdy jądro izotopu uranu o masie 235 (U-235) przyjmuje nisko energetyczny neutron, staje się niestabilne i rozpada się na dwa fragmenty uwalniając przy tym, średnio, trzy neutrony i energię. Jeśli te trzy neutrony zostaną spowolnione i zredukuje się ich energię za pomocą ciężkiej wody lub grafitu (czyli moderatorów), rozszczepiają trzy następne jądra U-235. To przyśpiesza reakcję łańcuchową. Uwalnia się w nim duża ilość energii cieplnej. Ciepło może zostać wykorzystane do wytwarzania pary napędzającej turbiny. Reakcję zatrzymuje się przy użyciu prętów kontrolnych wykonanych z boru lub kadmu, które absorbują swobodne neutrony i zapobiegają dalszej reakcji rozszczepiania.

Bomba atomowa – Broń nuklearna pierwszej generacji. W pierwszej bombie atomowej eksplozja konwencjonalnego ładunku wybuchowego zapoczątkowała reakcję łańcuchową emisji neutronów uranu 235.
Bomba wodorowa (termojądrowa) – Potężniejszy środek masowego rażenia od bomby atomowej; energia termojądrowa wyzwala się w reakcji łączenia się jąder wodoru w jądra helu.
Bomba neutronowa – Broń nuklearna o ograniczonej sile wybuchu, po której następuje emisja intensywnego promieniowania krótkofalowego niszczącego organizmy żywe.
Inicjatywa obrony strategicznej – (tzw. Wojny gwiezdne) Zaproponowany przez amerykańskich naukowców system stacji orbitalnych, niszczących za pomocą broni laserowej wystrzeliwane pociski nuklearne nieprzyjaciela.

Lasery i holografia

Światło jest mieszaniną fal o różnych długościach (kolorach) i jest niekoherentne – niespójne (fale świetlne różnią się od siebie fazą). Laser wytwarza świateł, które jest monochromatyczne – o jednakowej długości fal – i koherentne – wszystkie fale mają jednakową fazę. W budowie lasera wykorzystano zjawisko wzmocnienia promieniowania uzyskane podczas emisji wymuszonej: atomy emitują fotony światła, podczas gdy elektrony przeskakują na niższe poziomy energetyczne. W prostym laserze atomy w syntetycznym krysztale rubinu są wzbudzane przez pulsujące błyski światła białego z lampy błyskowej, która otacza kryształ. Lustra umieszczone na końcach kryształu odbijają światło tam i z powrotem, wytwarzana jest energia, a następnie emitowana w postaci wiązki laserowej. W celu wytworzenia hologramu należy rozszczepić wiązkę laserową na dwie. Jedna część odbija się od płyty fotograficznej, druga oświetla obiekt zanim odbije się na płycie fotograficznej. Dwie wiązki docierają do płyty w przeciwnych fazach. Wytwarzają obraz interferencyjny, złożony z jasnych i ciemnych prążków, który widziany w świetle laserowym jest trójwymiarowym obrazem pierwotnego obiektu.

Autor: SPEC

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.