aldebaran.pravda.sme

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 najsilnejšiu výbušninu na svete. Problém bol v tom, že najprv museli dokázať spustiť jadrovú reakciu. Či je to vôbec možné. Zo začiatku to bol horúčkovitý výskum a začali spolupracovať s Japonskom. Na výrobu výbušniny museli mať urán, ktorý musel mať apoň 95% izotopu ²³⁵U. Prírodný urán sa dá získať chemicky z rudy uránium, smolinec. Prírodný urán obsahuje iba 0,73% izotopu ²³⁵U, ostatný je izotop uránu ²³⁸U. Ten sa dá štiepiť iba s neutrónmi z vyššou energiou . Energetický zisk pri štiepení je malý ale môžeme na ňom vyskúšať spustenie jadrovej reakcie. Na spomalenie neutrónov veľmi dobre vyhovuje ťažká voda pretože neutróny sa odrážajú od ťažších jadier vody, ktorá nepohltí žiaden neutrón  a neutróny medzi atómami ťažkej vody začnú kmitať. Heisenberg postavil jadrový reaktor, ktorý pozostával z nádoby kde bola ťažká voda a v nej viseli na povrazoch kocky s prírodného uránu. Ale nepodarilo sa im naštartovať jadrovú reakciu. Videl som počítačovú animáciu kde na počítači vytvorili podmienky pre štart reťazovej reakcie v Heisenbergovom reaktore. Zvýšili počet kociek v nádobe na maximum ale stav bol približne K=0,6. V počítači skúsili ešte jeden pokus. Vyčistili ťažkú vodu na 93% a reakcia nastala. Na vine bola nekvalitná ťažká voda. Možno si to aj uvedomovali preto potrebovali toľko ťažkej vody. V Amerike a v Anglicku tiež prebiehal výskum ale bol pomalý. Keď sa Einstein dozvedel, že Nemci hromadia smolinec z českého Jáchymova vo veľkom, požiadal prezidenta Roosevelta aby výskum urýchlil a poveril vynikajúceho jadrového fyzika Roberta Oppenheimera, ktorý bol tiež židovského pôvodu na výrobu jadrovej zbrane. Aby sa Americkí vedci overili ako sa posunuli Nemci spustili špionážnu akciu. Ale dozvedeli sa, že zďaleka nie sú Nemci tak ďaleko ako sa domnievali. Ale to neznamenalo spomalenie výskumu ale naopak urýchlili výskum. Na Chicagskej univerzite skonštruoval Fermi prvý reaktor na svete. Použili tak isto prírodný urán ako Heisenberg, ale namiesto ťažkej vody použil grafit. Grafit je uhlík a ten je veľmi stály pri odstreľovaní neutrónmi.  Spomaľuje ich ale neabsorbuje ich. Čistá voda neutróny veľmi spomaľuje, lebo neutróny sa snažia viazať na protóny vodíka. V ľahkovodných reaktoroch tiež vzniká aj málo ťažkej vody. Reaktor pozostával z plátov grafitu medzi ktorými boli bloky uránu. Zvrchu boli diery v ktorých boli riadiace tyče. Na kontrolu jadrovej reakcie slúžil Geigerov počítač neutrónov.  Reaktor nemal žiadne chladenie ani tienenie dokonca bol zo špeciálneho dreva. Bolo to preto lebo jeho výkon dosiahol iba 200 W. nezohnal som fakty ako bol skonštruovaný spúšťač prvotnej reakcie iba niekde som zachytil, že ako alfa žiarič použil rádium. Zostrojenie prvého reaktora nebolo iba pre zistenie funkcie reťazovej reakcie, ale v tej dobe bolo objavené plutónium, ktoré  vzniká pri absorbcii neutrónu ²³⁸U. Absorbuje sa odstreľovaním jadrom deutéria, vzniká izotop ²³⁹U, ten sa rozpadá cez neptúnium ²³⁹Np. Neptúnium sa rozpadá na stabilný prvok plutónium Pu ktorý má 94 protónov, jeho má atómové je číslo ²³⁹Pu. Pre výrobu jadrovej bomby je potrebný urán ²³⁵U. Čistý izotop ²³⁵U sa nedá získať z prírodného uránu chemicky, môžeme iba náročne zvýšiť podiel ²³⁵U v prírodnom uráne. Obohacovaný urán sa vyrába v odstredivkách, kde sa z plynného uránu oddeľuje ťažší ²³⁸U. Nedá vyrobiť  úplne čistý ²³⁵U, preto jeho kritické množstvo v jadrovej bombe musí byť väčšie. Osobne si myslím, že aj Nemeckí vedci museli predpokladať, že môže sa dať vyrobiť štiepny materiál do jadrovej bomby, ktorý by bol vhodnejší ako obohatený urán, pretože bolo známe, že vyvinuli veľa izotopov uránu. Ťažké prvky, ktoré sa štiepia pomalými neutrónmi majú nepárne atómové číslo. Znamená to, že plutónium ²³⁹Pu je oveľa lepší materiál na štiepenie, pretože obsahuje až 94 protónov. Tým pádom je jeho kritické množstvo oveľa menšie. Jeho výroba je síce drahá ale pretože je to umelý prvok tak je skoro čistý. Pri výrobe vzniká aj zanedbateľné množstvo izotopu ²⁴⁰Pu ktorý nie je vhodný na štiepenie. Dúfam, že si to niekto aj prečíta