Nükleer silah teorisi ve teknolojisi üzerine araştırma neden ilk olarak Nazi Almanya'sında başladı?
Paris Müzesi Doğa Tarihi Bölümü'nde uygulamalı fizik profesörü olan Henry Becquerel, 1896 Mart'ında bir öğleden sonra çekmeceyi açtı ve uranil sülfat potasyum tuzunun bulunduğu siyah kağıt torbayı çıkardı. Işığa duyarlı alt plaka ışığa maruz bırakılmıştır.
Henry Becquerel Henry Becquerel bir fizikçi ve floresan ve fosforesan konusunda uzmandır.
1896'nın başlarında, Röntgen'in X-ışınlarını keşfettiği haberi Paris'e ulaştı, ancak bu bilimsel keşfin Becquerel'le hiçbir ilgisi yoktu. Radyolojik problemlerle karşılaşmasına neden olan tesadüfi bir fırsattı: o sırada ünlü bir Fransız matematiksel fizikçi vardı Poincaré, Roentgen'den yazışmayı aldıktan sonra, Fransız Bilimler Akademisi'nin 20 Ocak 1896'daki olağan toplantısında, Roentgen'in yazışmalarını ve röntgen fotoğraflarını gösteren olayı katılımcılara bildirdi. Becquerel oradaydı ve Poincaré'ye sordu, bu tür bir radyasyon nasıl ortaya çıktı? Poengalle, flüoresan ışığın vakum tüpünün katodunun karşı tarafında olduğu yerden üretilmiş gibi göründüğünü ve flüoresan ışıkla aynı mekanizmaya ait olabileceğini söyledi. Poengalle ayrıca Becquerel'in floresana X ışınlarının eşlik edip etmediğini görmeye çalıştığını öne sürdü. Poincaré'nin önerisi nedeniyle Becquerel, ertesi gün laboratuvarında bir deney başlattı ve floresan maddenin kalın kağıda nüfuz edebilecek ve filmi hassas hale getirebilecek görünmez bir radyasyon yayıp yaymayacağını doğrulamaya çalıştı. Denedi, denedi ve sonunda beklenen etkiye sahip bir madde buldu, bu madde uranyum tuzudur. İlk deneyde Becquerel iki parça kalın siyah kağıdı çıkarıp ışığa duyarlı filmi sıkıca sardı, bir gün güneşte kalsa bile film ışığa maruz kalmayacaktı. Daha sonra siyah kağıda sarılı negatif filmin üzerine uranyum tuzunu koyup birkaç saat güneşte bıraktı, oldukça farklıydı, negatif film karanlık gölgeler gösterdi. Işınların işe yaradığını kanıtlamak için, siyah kağıt torba ile uranyum tuzu arasına kasıtlı olarak bir cam tabakası sıkıştırdı ve sonra onu güneşe maruz bıraktı. Belli bir kimyasal veya termal etkiden kaynaklanıyorsa, bir sonraki cam katmanı ortadan kaldırılmalıdır, ancak yine de siyah gölgeler görünür. Böylece Becquerel, Poincare'nin hipotezini doğruladı ve Fransız Bilimler Akademisi'nin olağan toplantısında deneysel sonuçları bildirdi. Ancak Becquerel'in deneyi burada bitmedi.Birkaç gün sonra, bu yeni fenomeni daha fazla keşfetmeye hazırlanıyordu, ancak Paris günlerce kapalıydı ve güneşi alamadı. Bu nedenle Becquerel, paketlenmiş negatifler ve uranyum tuzu da dahil olmak üzere tüm ekipmanları aynı çekmeceye koymak ve hava düzeldikten sonra testi tutmak için hazır hale getirmek zorunda kaldı.
Filmdeki ışınların gelişimi
Bununla birlikte, birkaç gün sonra, belki de bazı profesyonel ilhamlardan dolayı, Becquerel'in birdenbire, güneşe maruz kalmasa bile filmin siyaha dönüp dönmeyeceğini görme fikri doğdu. Böylece negatifleri sildi ve bu pozlanmamış negatiflerin gerçekte açığa çıktığını ve negatiflerdeki koyu gölgelerin çok açık olduğunu gördü. Sahneyi dikkatle inceledi ve bu gölgelerin uranyum tuzlarının etkisinin sonucu olduğunu doğruladı. Bu ani fenomenle yüzleşen Becquerel, bu tür radyasyonun doğrudan flüoresan ile ilişkili olmadığı şeklindeki orijinal varsayımını terk etmesi gerektiğini hemen fark etti.Floresandan farklıdır ve harici ışık uyarımı gerektirmez. Becquerel, yeni hipotezden yola çıkarak deneylerini sürdürdü ve sonunda bunun uranyum elementinin kendisi tarafından yayılan bir tür radyasyon olduğunu doğruladı ve buna radyasyona uranyum radyasyonu adını verdi. Uranyum radyasyonu X ışınlarından farklıdır, her ikisinin de güçlü penetrasyon gücüne sahip olmasına rağmen, oluşum mekanizması farklıdır. Aynı yılın 18 Mayıs'ında Fransız Bilimler Akademisi'nde haber verdi: Uranyum radyasyonu atomun kendisinin bir etkisidir.Uranyum elementi var olduğu sürece bu radyasyon üretilmeye devam edecektir. Bu, radyoaktiviteyi keşfetmenin ilk sürecidir. Bu keşif, o zamanlar Röntgen'in X-ışınlarını keşfi kadar sansasyonel olmasa da, önemi hala çok geniş, çünkü insanlar ilk kez nükleer değişiklikleri gözlemliyor. Bu büyük keşif artık genel olarak nükleer fiziğin başlangıcı olarak kabul ediliyor ve bu olay nükleer fiziğin doğuşu için ilk mihenk taşını hazırladı. Zaman, Haziran 1905'in sonuna kadar geçmeye devam etti. Görünüşte önemsiz görünen bir öğleden sonra, utangaç bir genç adam postaneye geldi ve Alman "Yıllık Fizik Raporu" nun yazı işleri ofisine "Lun Yun" başlıklı bir makale yayınladı. Albert Einstein tarafından imzalanan "The Electrodynamics of the Body" makalesi.
Albert Einstein
Einstein'ın çok uzun olmayan makalesi o dönemde fizik camiasında bir sansasyon yarattı, çünkü yeni bir temel fizik teorisi olan "Görelilik" in kurulmasına işaret ediyordu. Bu, Einsteinın 10 yıllık birleşme ve keşfinin sonucudur. 19. yüzyılın sonunda klasik fiziğin krizini büyük ölçüde çözmüş, Newton mekaniğinde zaman ve mekan kavramını değiştirmiş, madde ve enerjinin göreliliğini ortaya çıkarmış ve Yepyeni bir fizik dünyası, modern fizik alanındaki en büyük devrimdir ve aynı zamanda modern fiziğin temel teorik çerçevesini oluşturur. Daha da önemlisi, özel görelilik teorisine dayanarak Einstein, atom enerjisinin devasa enerji rezervlerini teorik olarak ortaya çıkaran ünlü kütle-enerji denklemini ortaya koydu. O zamandan beri nükleer fizik büyük ölçüde gelişti. 1911'de Rutherford ve diğerleri, çeşitli atomları bombardıman etmek ve ışınların sapmasını gözlemlemek için ışınlar kullandılar, böylece atomun nükleer yapısını oluşturdular ve atomik yapının gezegensel bir modelini önerdiler. Bu başarı, atomik yapı çalışmasının temelini attı. . 1919'da Rutherford ve diğerleri, nitrojen çekirdeklerini parçacıklarla bombardıman etmenin protonları serbest bırakacağını keşfettiler.Bu yapay olarak elde edilen ilk nükleer bozunma (nükleer reaksiyon) idi. O zamandan beri, nükleer fizik araştırmaları hızlı bir gelişme dönemine girdi ve nükleer reaksiyonlara neden olmak için çekirdekleri ışınlarla bombardıman etme yöntemi, çekirdeklerin incelenmesi için yavaş yavaş ana yöntem haline geldi. Daha önemli sonuçlar, 1932'de nötronların keşfi ve 1934'te yapay radyonüklidlerin sentezidir. Çekirdek, nötron ve protonlardan oluşur ve nötronların keşfi, nükleer yapının incelenmesi için gerekli dayanağı sağlar. Nötronların yükü yoktur ve nükleer yükler tarafından itilmezler, kolayca çekirdeğe girerler ve nükleer reaksiyonlara neden olurlar. Bu nedenle nötron nükleer reaksiyonu, çekirdeği incelemek için önemli bir yöntem haline geldi. Belirleyici sonuç 1938'de ortaya çıktı. Liz Meitner ve Otto Hahn, Almanya'nın Berlin kentindeki Kaiser Wilhelm Enstitüsü'nde araştırmacılar. Radyoaktif elementlerin çalışmasının bir parçası olarak Meitner ve Hahn, uranyumdan (transuranyum atomları) daha ağır atomlar yaratmak için yıllardır mücadele ediyor. Uranyum atomlarını serbest protonlarla bombardıman ederek, bazı protonlar uranyum çekirdeğine çarpacak ve ona yapışacak ve uranyumdan daha ağır elementler üretecektir. Bu çok açık görünüyor, ancak başarılı olamadı. Yöntemlerini diğer ağır metallerle test ettiler ve şaşırtıcı olmayan bir şekilde her tepki verdiklerinde, her şey Lize'nin fiziksel denkleminde açıklandığı gibi oldu. Ama insanların bildiği en ağır element olan uranyuma ulaştığınızda işe yaramayacak.
Nükleer fisyonu keşfeden Odo Hahn (sağ taraf)
1930'lar boyunca kimse uranyum deneylerinin neden her zaman başarısız olduğunu açıklayamadı. Nükleer fisyonu keşfeden Otto Hahn (sağda) uranyumdan daha ağır atomların var olamayacağı için fiziksel olarak mantıksız. Ancak 100 denemenin hiçbiri başarılı olmadı. Açıkçası, deney sırasında fark etmedikleri bir şey oldu. Serbest protonlar uranyum çekirdeklerini bombaladığında ne olacağını göstermek için yeni deneylere ihtiyaçları var. Son olarak Otto bir yol düşündü: Radyoaktif radyumun varlığını sürekli olarak tespit etmek ve ölçmek için radyoaktif olmayan baryumu etiket olarak kullanmak. Uranyum radyuma dönüşürse, baryum tespit edilecektir. İlk olarak uranyum varlığında baryumun radyoaktif radyuma tepkisini belirlemek için ön deneyler yaptılar ve radyumun tam bozulma oranını ve bozunma modunu yeniden ölçtüler. Üç ay sürdü. Bununla birlikte, Lize, önemli deneyler yapmalarını beklemeden, iktidara gelen Hitler Nazi Partisi'nden kaçınmak için İsveç'e kaçmak zorunda kaldı. Otto, büyük deneylerini tek başına yapmak zorunda kaldı.
Hitler, Almanya Başbakanı seçildikten sonra, deneyi tamamlamak için Başkan Hindenburg Otto Hahn ile görüştükten iki hafta sonra, Liz Meitner deneyinin başarısızlığını anlatan uzun bir rapor aldı. Hahn, uranyumu kümelenmiş parçacıklarla bombardıman etti, ancak radyum bile almadı. Sadece deneyin başlangıcında olduğundan çok daha fazla baryum tespit etti. Kafası karışmıştı ve Liz'den ona neler olduğunu açıklamasını istedi. Bir hafta sonra Lize, kışın başında kar ayakkabısıyla karda yürüyordu ve bu sırada kalbinden bir sahne parladı: atom kendi kendine parçalandı. Resim o kadar canlı, şaşırtıcı ve güçlüydü ki, atom çekirdeğinin atışını hayal gücünden neredeyse hissedebiliyordu ve atom parçalandığında tıslama sesini duyabiliyordu. Cevabı bulduğunu hemen anladı: Protonların artması uranyum çekirdeğini çok dengesiz ve bölünmüş hale getirdi. Serbest protonlar radyoaktif uranyumu bombardımana tuttuğunda, her uranyum atomunun baryum ve kripton üreterek iki parçaya ayrıldığını kanıtlamak için başka bir deney yaptılar.Bu işlem aynı zamanda büyük miktarda enerji açığa çıkardı. Önemli bir nükleer fizik fenomeni olan nükleer fisyon, nihayet bilim adamlarının karşısına çıktı.Uzun bir keşif döneminden sonra, insanlık nihayet sonsuz enerjiden oluşan bir hazine evi olan atom enerjisinin kapısına ulaştı.
Nükleer fisyon reaksiyonu keşfedildikten sonra, bilim adamları bu fenomenin mekanizmasını çabucak buldular. Nükleer fisyon yalnızca büyük enerji yaymakla kalmaz, aynı zamanda birkaç nötron da yayar; nötronlar fisyona neden olabileceğinden, fisyon daha fazla nötron üretir, bu nedenle makro ölçekte bir zincir reaksiyonu (bkz. Fisyon reaktörü) yoluyla olabilir. Yukarıdakiler, nükleer enerjiyi geniş ölçekte kullanmanın bir yolunu bulan atom çekirdeğinin enerjiyi serbest bırakmasına neden olur. Macar fizikçi Szilard ilk önce bir zincirleme reaksiyonu (nükleer fisyon reaksiyonu) gerçekleştirme olasılığını düşündü. Önce teorik olarak tartıştı, bir nötronun bir atom çekirdeğinin bölünmesine neden olacağını ve nükleer fisyon reaksiyonunun devam etmesi için nükleer reaksiyonun ürününde birden fazla nötron üretileceğini hayal ederek, fisyon nükleer fisyondan kaynaklandı. Reaksiyon, halka halka zincir gibi devam eder. Szilard'ın vizyonu o zamanki "zincirleme reaksiyonun" prototipiydi.
Teorik hesaplamalar gösteriyor ki 1 gram uranyumun bölünmesiyle açığa çıkan enerji 3 ton kömürün yakılmasıyla açığa çıkan enerjiye eşdeğerdir.Ayrıca çok çok kısa sürede bu kadar çok enerji açığa çıkması gerektiğinden çok güçlü bir patlayıcı güce ve gücüne sahiptir. 20 ton TNT patlayıcıya eşdeğerdir. Bu harika! Bununla birlikte, ortaya çıkan her türlü teknoloji genellikle orduya hızla uygulanır. Nükleer fisyon ve zincirleme reaksiyonlar çok fazla enerji üretebilir, ancak aynı zamanda inanılmaz yıkıcı güç anlamına da gelir. 6 Ocak 1939'da Otto Hahn, nükleer fisyon üzerine yaptığı bir dizi deneyinin sonuçlarını yayınladı ve bu, fizik camiasında hemen bir sansasyon yarattı. Üç aydan kısa bir süre sonra, Hamburg Üniversitesi'nde profesör olan Paul Hartke, Üçüncü Reich Askeri Bakanlığı'na bir mektup yazarak nükleer patlayıcı geliştirmenin fizibilitesine ilişkin sorular sordu. Mektupta şöyle dedi: "Size nükleer fizikteki son gelişmeleri hatırlatıyoruz. Bizim görüşümüze göre bu gerçekler, geleneksel bombalardan kat kat daha yıkıcı olan bir patlayıcı yaratma olasılığını ortaya çıkarıyor." Mektupta ayrıca: "Bu nükleer patlayıcıyı ilk kullanan ülke, diğer ülkelerin geçemeyeceği bir avantaja sahip olacaktır."
Bu makale güçlendirilmiş alandır Wen Wei Po ile birlikte yazılmıştır , Baş editör, orijinal profil, yazar Zhang Bo. Herhangi bir medya veya resmi hesap, yazılı izin olmaksızın yeniden basılamaz ve suçlular sorumlu tutulacaktır. Daha heyecan verici Birinci Dünya Savaşı ve II.Dünya Savaşı içeriği için lütfen WeChat halka açık hesap oluşturma alanına dikkat edin: zhulei1941
