Atom bombasının icadından önce Einstein, çekirdeğin muazzam enerji içerdiğini nereden biliyordu?
Pek çok insan atom bombasının icadına Einstein'ın teorisinin rehberlik ettiğini düşünür, bu aslında bir söylenti.
Yukarıdaki resim iki resimden oluşuyor: Einstein'ın kendisi atom bombasının patlama yerinde hiç görünmedi ve onunla atom bombası arasında doğrudan bir ilişki yok Einstein atom çekirdeğinin sadece kütle-enerji denkleminden gelen devasa enerji içerdiğini biliyordu. Dolaylı olarak anlaşıldı.
Kütle-enerji denkleminin keşfi
Einstein, 1905'te ilk olarak özel görelilik kavramını önerdi ve kütle-enerji denklemini Lorentz dönüşümünden türetti. Kütle ve enerji arasındaki dönüşüm ilişkisini ortaya çıkarır.Çok küçük kütle kaybı, ışık hızının karesinin etkisi altında çok büyük enerji üretebilir.
1939'da, Alman bilim adamları Hahn ve Strassmann, uranyum çekirdeklerini yavaş nötronlarla bombardıman ederken ilk kez çekirdeğin fisyon fenomenini keşfettiler ve bir nükleer fisyon makalesi yayınladılar. 1945'te, ilk atom bombası Amerika Birleşik Devletleri'nde başarıyla test edildi ve o zamandan beri Pandora'nın Kutusu açıldı.
Atom bombasının doğumunun Einstein ile hiçbir ilgisi olmadığı zaman çizelgesinden bilinebilir, ancak atom bombası patlamasının prensibi Einstein'ın kütle-enerji denklemiyle açıklanabilir.
Nükleer reaksiyonun neden bu kadar büyük bir enerjisi var?
Kütle-enerji denklemi E = mc'ye göre, 1 kilogram kütle kaybı 9 × 1016 joule enerjisi üretebilir ve 1 ton TNT eşdeğeri 4.200 megajul'a eşittir ve Hiroşima atom bombası 15.000 ton TNT eşdeğerine eşittir.
Bu şekilde, 1 kg'lık bir kütle kaybı, 1.400 Hiroşima atom bombasının salınmasına eşdeğerdir.
1 kilogram madde tamamen yanar ve tamamen enerjiye dönüştürülür, ikisinin gücünde neden bu kadar çok fark var? Bunun nedeni, yanmanın yalnızca kimyasal bağların kopması ve yeniden birleşmesidir ve kütlenin korunmuş olmasıdır; ve nükleer reaksiyonlar atom içindeki değişiklikleri içerir, kütle tükendiğinde büyük enerji açığa çıkacaktır.
Esasen, nükleer reaksiyonların gücü çekirdekten gelir.
Çekirdekteki parçacıkların kuvveti, dört temel kuvvet arasındaki güçlü etkileşim kuvvetine aittir.
Güçlü etkileşim kuvveti, yerçekimi gibi değil, belirli bir aralıkta sabittir, mesafe ne kadar yakınsa, yerçekimi kuvveti o kadar büyüktür Kuarklar arasındaki güçlü etkileşim kuvveti yaklaşık 160.000 Newton'dur ve çekirdekteki parçacıkların güçlü etkileşim kuvveti de 10.000'dir. Newton'un üstünde.
Bu sadece bir atom çekirdeğinin sahip olduğu kuvvettir ve bir atom bombası, atom çekirdeğinin enerjisini kaldırmak için nötronları kullanır.
Örneğin, uranyum 235 çekirdeği bir nötron tarafından vurulduktan sonra, bir baryum atomu ve bir kripton atomuna bölünür ve iki nötron üretir.İki nötron, diğer uranyum 235'i bombalamaya devam edecek ve bir zincir reaksiyonuna neden olacaktır.
Önceki ve sonraki kütleler eşit değildir ve tükenen kütle 201 MeV enerjiye dönüştürülür. Atom bombası gibi güçlü bir silah için bile, kütlesinden enerjiye dönüşüm oranı yalnızca% 0.135'tir, yani sadece 1.35 gram 1 kg nükleer madde enerjiye dönüştürülür; bir hidrojen bombasının dönüşüm oranı yaklaşık% 0.7 iken, çok düşük Dönüşüm oranı, güçlü nükleer güç sayesinde çok büyük enerji açığa çıkarabilir.
Einstein'ın kütle-enerji denklemi E = mc2 sadece mikroskobik nesnelere değil, aynı zamanda makroskopik maddeye de uygulanabilir. Foton ve fotoelektromanyetik dönüşüm koşullarını sağlayabildiği sürece teorik olarak bir kağıt parçası da patlayıcı güç açığa çıkarabilir, çünkü kağıt da atomlardan yapılmıştır.
