فروپاشی هسته ای! - وبلاگ هم نفس

به گزارش وبلاگ هم نفس، این روزها با اکران جهانی فیلم اوپنهایمر، اثر تازه کریستوفر نولان، واژه هایی مثل بمب اتم، انفجار، واکنش هسته ای و چیزهایی از این دست، به گوشتان خورده است.

وبلاگ هم نفس آنلاین - علی دائمی: اصلاً می دانید چه طور یک بمب چهار تنی، می تواند شهری بزرگ را با خاک یکسان کند؟ برای رسیدن به جواب این سؤال باید واکنش اتم های داخل بمب را آنالیز کنیم؛ واکنشی که به واکنش زنجیره ای هسته ای (Nuclear Chain Reaction) شناخته می گردد.

درست 90سال پیش، در 21شهریور (دوازدهم سپتامبر)، فیزیک دان و مخترع مجاری-آمریکایی به نام لئو زیلارد (Leo Szilard) برای اولین بار، تئوری واکنش زنجیره ای هسته ای را ارائه کرد که نهایتاً منجر به فراوری بمب اتم شد و اکنون از آن به شکل کنترل شده، در نیروگاه های هسته ای، برای فراوری انرژی برق یا در علم پزشکی استفاده می گردد.

اما این میزان زیاد انرژی، چگونه به وجود می آید؟ بخشی از جواب این سؤال در نام خود واکنش است؛ زنجیره! برای آغاز این واکنش، یک نوترون که ذره ای کوچک از یک اتم است، به سمت هسته یک اتم در عنصر اورانیوم شلیک می گردد. با برخورد نوترون، هسته اتم متلاشی و به دو هسته سبک تر و دو یا سه نوترون تبدیل می گردد. در ادامه، نوترون هایی که آزاد می شوند منجر به فروپاشی هسته اتم های دیگر می شوند و این واکنش به صورت زنجیره ای ادامه پیدا نموده و توسعه می یابد. درواقع منشأ اصلی آزادشدن این انرژی، فروپاشی هسته های اورانیوم است.

زمانی که یک هسته اورانیوم متلاشی می گردد، به فراورده های کوچک تری تبدیل می گردد؛ اما جالب است بدانید که جرم فراورده ها از جرم هسته اورانیوم کم تر است! چه طور؟ یعنی قانون پایستگی جرم زیر سؤال رفته!؟ حقیقت این است که 28سال قبل از این که زیلارد، نظریه خود را ارائه دهد، آلبرت اینشتین، با معادله استدلال کرد که جرم و انرژی تحت شرایط خاص می توانند به یکدیگر تبدیل شوند و انرژی ای که در فروپاشی هسته ای آزاد می گردد، نتیجه کاهش جرم مواد شرکت کننده است.

متأسفانه در دنیا، از این پدیده علمی به عنوان یک سلاح مخرب استفاده شد و آثار وحشتناکی را به جا گذاشت ولی بعدها به یاری این واکنش زنجیره ای، انرژی های پاک، فراوری شد که امروزه نقش مهمی در صنعت برق و پزشکی دارد.

بد نیست بدانید زیلارد، یکی از فیزیک دان های ارشد پروژه منهتن بود؛ پروژه ای که کار اصلی اش، ساخت بمب اتم بود؛ اما بعد از جنگ دنیای دوم، او بقیه عمر خود را صرف ایمنی هسته ای و جلوگیری از توسعه تسلیحات هسته ای کرد.