Založ si blog

Sily v atóme

Po objavení neutrónov začali sa robiť pokusy s odstreľovaním prvkov neutrónmi. Pre overenie výsledkov boli vyvinuté metódy merania hmotnosti jadier atómov. Pomocou týchto meraní sa zmerali hmotnosti protónov a neutrónov. Upravilo sa značenie v periodickej tabuľke, kde poradové číslo v skutočnosti je počet protónov v jadre a násobok hmotnosti vodíka pre daný prvok je súčet protónov a neutrónov v jadre. Zaviedlo sa protónové číslo Z počet, súčet protónov a neutrónov v jadre je nukleónové číslo A. Prvok X sa podľa týchto hodnôt označuje ako AZX. Z toho vychádza počet neutrónov N0=A-Z. Pre daný základný prvok sa odstreľovaním neutrónmi zvýšilo hmotnostné číslo prvku, vznikali umelé izotopy prvkov ktoré vyžarovali určité žiarenie. Žiarenie prvkov spôsobuje, že sa prvky rozpadajú na stabilnejšie. Zistilo sa, že prvky ktoré mali A>200 nemali stabilné jadrá. Podľa stability jadier vyžarovali určité žiarenie ktoré malo rôznu intenzitu. Najzaujímavejší bol pri prvkoch, ktoré vyžarovali beta žiarenie, zvyšovali svoje protónové číslo, ale nukleónové číslo bolo zachované. Znamenalo to, že sa neutrón rozpadol na elektrón a protón. Tento jav skúmal Taliansky fyzik Enrico Fermi. Dospel k názoru, že neutrón musí obsahovať obidva náboje podľa úvahy 0=(+1)+(-1)=>(+1)=0-(-1)=+1. Elektrické náboje drží nejaká sila, ktorá má aj elektrický náboj. Nazval ju elektroslabá jadrová sila. Z meraní energii častíc usúdil, že musí existovať ešte jedna oveľa menšia častica neutríno, ktorá nemá elektrický náboj. Oveľa neskôr to bolo potvrdené a vysvetlené. Pri pokusoch z odstreľovaním neutrónmi striebra zistil, že keď trochu spomalil neutróny prechodom cez parafín tak žiarenie na vzorke striebra bolo až 100x silnejšie. Na parafíne zaznamenal vyžarovanie protónov z veľkou energiou. Neutróny svojou energiou vyvrhovali vodíkové atómy, (protóny z molekúl parafínu. Tým pádom stratili časť energie, zmenšili svoju rýchlosť. Nemecký chemici Otto Hahn,  Fritz Strassmann a nemecká fyzička Lise Meitnerová, ktorá bola židovského pôvodu pokračovali v pokusoch s odstreľovaním pomalými neutrónmi izotopy uránu. Predpokladali, že pri odstreľovaní uránu vzniknú prvky s väčším protonovým číslom ako má urán 92 tzv. transurány.  Nevznikli transurány, ale našli na vzorkách uránu stopy prvku bária ktoré má protónové číslo 56. Nevedeli si to vysvetliť. Vysvetlenie poskytla Lise Meitnerová s jej synovcom Ottom Frischom. Meranie hmotnosti jadier prvkov ukázalo, že súčet hmotností protónov a neutrónov v jadre je menší ako hmotnosť jadra. Vychádzala z Einsteinovho vzorca E=mc2. Energia ktorá spôsobila to že sa jadrá spojili sa nemohla stratiť, ale zvyšná energia držala jadrá pokope. Bola to väzbová energia ΔE. Výpočet väzbovej energie bol jednoduchý, pretože hmotnosti protónu mp a neutrónu mn sme poznali. Hmotnosť jadier bola meraná, pre daný prvok hodnoty a Z poznáme. Z toho sa dal odvodiť vzorec ΔE={(A-Z)mn+Z+mp)-mj}c2. Keby sme chceli rozbiť jadro tak väzbovú energiu musíme dodať.pretože väzbová energia má záporné znamienko podľa vzorca {(A-Z)mn+Zmp)c2}-ΔE=mjc2. Väzbová energia pre jeden nukleón má vzorec εj=ΔE/A. Dodať jadru energiu môžeme tým, že pridáme neutrón do jadra tak aby ho jadro absorbovalo. To sa stalo aj pri uráne, neutrón prenikol cez elektrónový obal a jadro ho pohltilo. V prírodnom uráne sa nachádzajú 2 stabilné izotopy uránu, jeden má nukleónovú hmotnosť 235 a druhý 238. Pomalé neutróny absorboval izotop z hmotnostným číslom 235, neskôr bolo zistené, že je to preto lebo neutrón, ktorý vytvorí pár v jadre sa lepšie absorbuje. Jadro sa bude potom snažiť rozdeliť na fragmenty, ktoré budú stabilnejšie a ich nukleónová hmotnosť musí byť menšia ako 200. Uvoľnená energia sa prejaví tým, že prestane celé jadro držať pokope. Na fragmenty jadra budú pôsobiť elektrostatické sily protónov, ktoré im dodajú vysokú kinetickú energiu. Pri tom sa uvoľnia neutróny a gama žiarenie. Tak poskytla židovka Lise Meitnerová návod nemeckým vedcom, spojeným okolo Heisenberga na vytvorenie atómovej bomby. Pri pokusoch z jadrami atómov sa prišlo na to, že v atóme existujú 3 sily. Silné jadrové sily držia jadrá pokope, elektroslabé jadrové sily držia elektrický náboj v jadre a elektróny obehom okolo jadier vytvárajú elektromagnetické sily. Magnetická zložka elektromagnetických síl spôsobuje, že atómy držia hmotu pokope. Elektrostatická zložka spôsobuje to, že elektróny budú priťahované k jadru a zároveň atómy sa medzi sebou nespoja.

Využitie jadrových síl III

13.11.2023

Pokračujem v predchádzajúcich blogoch. Dúfam, že mi prepáčite, že nepíšem o politike. Pred vojnou v Nemecku bolo objavené štiepenie uránu. Po objavení kritického množstva, začali Nemeckí vedci zlúčení okolo Heisenberga uvažovať ako by sa dala využiť energia, ktorá sa uvoľní pri lavínovej reťazovej reakcii vo vojenskej oblasti. Uvedomovali si, že môžu vyrobiť [...]

Využitie jadrových síl II

08.11.2023

Pokračujem v predchádzajúcom blogu o jadrových o využití jadrových síl. Keď dopadne na atóm uránu 235U neutrón s malou energiou, tak ho pohlti a vznikne izotop 236U. Jadro atómu 236U sa rozpadne na 2 jadrá ktoré majú menšiu atómovú hmotnosť a od seba odletia. Pri tom sa uvoľnia aj 2 alebo 3 neutróny s vyššou energiou. Predstavme si, že máme oproti sebe 2 rovnaké [...]

Využitie jadrových síl

01.11.2023

Do tejto prepolitizovanej doby chcem napísať blog ktorý je mimo diania okolo nás. Napíšem niečo z histórie fyziky. Jadrá atómov drží pokope tzv. silná jadrová sila. Je taká silná, že dokáže udržať pokope aj protóny medzi ktorými pôsobia veľmi silné elektrostatické odpudivé sily. Jadrová sila pôsobí len na veľmi malé vzdialenosti. Jadrá atómov sú preto veľmi [...]

putin, kim

Putin podal Kimovi pomocnú ruku: Zablokoval dohľad OSN nad sankciami voči KĽDR

28.03.2024 22:10

Kroky Ruska podľa hovorcu amerického ministerstva zahraničných vecí Matthewa Millera "cynicky oslabujú" medzinárodný mier

Juraj Blanár

Blanár: Vstup do NATO bol významný krok, potvrdzujúci váhu aj dnes

28.03.2024 21:53

Aliancia je predovšetkým obranná a mierová organizácia, zdôraznil minister.

Izrael Palestína Hamas Vojna humanitárna pomoc

Súdny dvor nariadil Izraelu, aby nebránil humanitárnej pomoci smerujúcej do Gazy

28.03.2024 21:38

Hlavný súdny orgán OSN reagoval na podnety Juhoafrickej republiky. Tá obvinila Izrael z genocídy.

Tragická nehoda slovenského autobusu v Chorvátsku.

Autobus v JAR sa zrútil z mosta, zahynulo 45 cestujúcich

28.03.2024 21:15

Nehodu prežilo len osemročné dieťa, ktoré záchranári previezli s vážnymi zraneniami do nemocnice.

Štatistiky blogu

Počet článkov: 50
Celková čítanosť: 168862x
Priemerná čítanosť článkov: 3377x

Autor blogu

Kategórie