Miksi atomin ydin on vakaa? Mikä pitää sisällään neutroneja, joilla ei ole varausta, ja positiivisesti varautuneita protoneja?

Tätä ilmiötä ei voida selittää varautuneiden hiukkasten välisellä sähkömagneettisella vuorovaikutuksella. Neutronit eivät sisällä varausta, joten sähkömagneettiset voimat eivät vaikuta niihin. No, protonien, positiivisesti varautuneiden hiukkasten, olisi hylkittävä toisiaan. Mutta niin ei tapahdu. Hiukkaset eivät lennä erilleen, eikä ydin hajoa. Mitkä voimat saavat nukleonit tarttumaan yhteen?

ydinvoimat

Voimia, jotka pitävät protoneja ja neutroneja ytimen sisällä, kutsutaan ydinvoimat. Ilmeisesti niiden tulee ylittää merkittävästi hiukkasten sähköstaattiset hylkimisvoimat ja gravitaatiovoimat. Ydinvoimat ovat voimakkaimpia kaikista luonnossa olevista voimista. On kokeellisesti osoitettu, että ne ovat 100 kertaa suurempia kuin sähköstaattisen hylkimisen voimat. Mutta ne toimivat vain pienellä etäisyydellä, ytimen sisällä. Ja jos tämä etäisyys on edes hyvin pieni määrä suurempi kuin ytimen halkaisija, toiminta ydinvoimat pysähtyy ja atomi alkaa hajota sähköstaattisten hylkäysvoimien vaikutuksesta. Siksi nämä voimat lyhyen kantaman.

Ydinvoimat ovat vetovoimavoimia. Ne eivät riipu siitä, onko hiukkasella varaus vai ei, koska ytimen sisällä ne sisältävät sekä varautuneita protoneja että varautumattomia neutroneja. Näiden voimien suuruus on sama protoniparille, neutroniparille tai neutroni-protoni-parille. Ydinvoimien vuorovaikutusta kutsutaan vahva vuorovaikutus.

Ytimen sitoutumisenergia. massavika

Ydinvoimien ansiosta ytimessä olevat nukleonit ovat erittäin tiukasti sidottu. Tämän yhteyden katkaisemiseksi on tehtävä työtä, eli kulutettava tietty määrä energiaa. Vähimmäisenergiaa, joka tarvitaan ytimen jakamiseen yksittäisiksi hiukkasiksi, kutsutaan ydinvoimaa sitova energia atomi. Kun yksittäisiä nukleoneja yhdistetään atomin ytimeen, vapautuu energiaa, joka on suuruudeltaan yhtä suuri kuin sitoutumisenergia. Tämä energia on valtava. Jos esimerkiksi poltat 2 autoa kivihiiltä, silloin vapautuu energiaa, joka voidaan saada syntetisoimalla vain 4 g kemiallista alkuainetta heliumia.

Kuinka määrittää sitoutumisenergian määrä?

Meille on selvää, että appelsiinin kokonaismassa on yhtä suuri kuin sen kaikkien segmenttien massojen summa. Jos jokainen siivu painaa 15 g ja appelsiinissa on 10 viipaletta, niin appelsiinin paino on 150 g. Analogisesti näyttäisi siltä, ​​että ytimen massan pitäisi olla yhtä suuri kuin nukleonien massojen summa josta se koostuu. Itse asiassa kaikki ei ole niin. Kokeet osoittavat, että ytimen massa on pienempi kuin siinä olevien hiukkasten massojen summa. Kuinka tämä on mahdollista? Mihin osa massasta katoaa?

Muistakaamme massan ja energian vastaavuuslaki, jota kutsutaan myös massan ja energian välisen suhteen laiksi ja joka ilmaistaan ​​Einsteinin kaavalla:

E= mc 2 ;

Missä E - energiaa, m -paino, Kanssa on valon nopeus.

m = E/c2 .

Tämän lain mukaan massa ei katoa, vaan se muuttuu energiaksi, joka vapautuu nukleonien yhdistyessä ytimeksi.

Eroa ytimen massojen ja siihen sisältyvien yksittäisten nukleonien kokonaismassan välillä kutsutaan massavika ja merkitsee Δ m .

Lepotilassa oleva massa sisältää valtavan energiavaraston. Ja kun nukleonit yhdistyvät muodostaen ytimen, energiaa vapautuu ΔE = ∆m c 2 , ja ytimen massa pienenee Δ m . Toisin sanoen massavika on arvo, joka vastaa ytimen muodostumisen aikana vapautuvaa energiaa.

Δ m \u003d ΔE / c 2 .

Massavika voidaan määritellä myös toisella tavalla:

Δ m = Z · m p + N m n - M i

Missä Δ m on massavika,

M i on ytimen massa,

m p on protonin massa,

m n on neutronin massa,

Z on protonien lukumäärä ytimessä,

N on neutronien lukumäärä ytimessä.

M i< Z · m p + N m n .

Osoittautuu, että jokaisella on massavika. kemiallisia alkuaineita lukuun ottamatta protiumia, vetyatomia, jonka ytimessä on vain yksi protoni eikä yhtään neutroneja. Ja mitä enemmän nukleoneja elementin ytimessä on, sitä suurempi on sen massavika.

Kun tiedetään ydinreaktiossa vuorovaikutuksessa olevien hiukkasten massat sekä sen seurauksena muodostuvat hiukkaset, on mahdollista määrittää vapautuvan ja absorboituneen ydinenergian määrä.

Jotta atomiytimet olisivat stabiileja, protonit ja neutronit on pidettävä ytimien sisällä. valtavia voimia, monta kertaa suurempia kuin protonien Coulombin hylkimisvoimat. Voimia, jotka pitävät nukleoneja ytimessä, kutsutaan ydin . Ne ovat ilmentymä voimakkaimmasta kaikista fysiikassa tunnetuista vuorovaikutuksista - niin sanotusta vahvasta vuorovaikutuksesta. Ydinvoimat ovat noin 100 kertaa suuremmat kuin sähköstaattiset voimat ja ovat kymmeniä suuruusluokkia suurempia kuin nukleonien painovoiman vuorovaikutuksen voimat. Ydinvoimien tärkeä piirre on niiden lyhyen kantaman luonne. Kuten Rutherfordin α-hiukkasten sirontakokeet osoittivat, ydinvoimat ilmenevät havaittavasti vain ytimen koon suuruusluokan etäisyyksillä (10 -12 -10 -13 cm). Suurilla etäisyyksillä ilmenee suhteellisen hitaasti pienenevien Coulombin voimien vaikutus.

Kokeellisten tietojen perusteella voidaan päätellä, että protonit ja neutronit ytimessä käyttäytyvät samalla tavalla voimakkaan vuorovaikutuksen suhteen, eli ydinvoimat eivät riipu sähkövarauksen olemassaolosta tai puuttumisesta hiukkasissa.

Ydinfysiikassa tärkein rooli on konseptilla ydinvoimaa sitova energia .

Ytimen sitoutumisenergia on yhtä suuri kuin vähimmäisenergia, joka on käytettävä ytimen täydelliseen jakautumiseen yksittäisiksi hiukkasiksi. Energian säilymisen laista seuraa, että sitoutumisenergia on yhtä suuri kuin energia, joka vapautuu ytimen muodostumisen aikana yksittäisistä hiukkasista.

Minkä tahansa ytimen sitoutumisenergia voidaan määrittää käyttämällä tarkka mittaus sen massat. Tällä hetkellä fyysikot ovat oppineet mittaamaan hiukkasten - elektronien, protonien, neutronien, ytimien jne. - massoja erittäin suurella tarkkuudella. Nämä mittaukset osoittavat sen minkä tahansa ytimen massa M minäaina pienempi kuin sen muodostavien protonien ja neutronien massojen summa:

Tämä energia vapautuu ytimen muodostumisen aikana y-kvanttien säteilyn muodossa.

Esimerkkinä lasketaan heliumytimen sitoutumisenergia, esimerkiksi ionisaatioenergia on 13,6 eV.

Taulukot osoittavat spesifinen sidosenergia eli sitoutumisenergia nukleonia kohti. Heliumytimen spesifinen sitoutumisenergia on noin 7,1 MeV/nukleoni. Kuvassa 6.6.1 esittää kaavion ominaissidontaenergian riippuvuudesta massaluvusta A. Kuten kaaviosta voidaan nähdä, eri atomiytimien nukleonien spesifinen sitoutumisenergia ei ole sama. Kevyiden ytimien spesifinen sitoutumisenergia nousee ensin jyrkästi 1,1 MeV/nukleoni deuteriumille 7,1 MeV/nukleoni heliumille. Sitten sarjan hyppyjä suoritettuaan ominaisenergia kasvaa hitaasti maksimiarvoon 8,7 MeV/nukleoni elementeillä, joiden massaluku on A= 50-60, ja laskee sitten suhteellisen hitaasti raskaiden elementtien kohdalla. Esimerkiksi uraanilla se on 7,6 MeV/nukleoni.

Spesifisen sitoutumisenergian väheneminen siirtyessä raskaisiin alkuaineisiin selittyy protoni Coulombin hylkäysenergian lisääntymisellä. Raskaissa ytimissä nukleonien välinen sidos heikkenee ja itse ytimet heikkenevät.

Kun vakaat keuhkot ytimet, joissa Coulombin vuorovaikutuksen rooli on pieni, protonien ja neutronien määrät Z Ja N osoittautuvat samaksi (, , ). Ydinvoimien vaikutuksesta muodostuu protoni-neutroni-pareja. Mutta raskaille ytimille, jotka sisältävät suuren määrän protoneja, Coulombin hylkäysenergian lisääntymisen vuoksi tarvitaan lisäneutroneja vakauden varmistamiseksi. Kuvassa 6.6.2 on kaavio, joka näyttää protonien ja neutronien lukumäärän stabiileissa ytimissä. Vismuttia seuraaville ytimille ( Z> 83), protonien suuren määrän vuoksi täydellinen stabiilius on yleensä mahdotonta.

Kuvasta 6.6.1 voidaan nähdä, että energian kannalta stabiileimpia ovat Mendelejevin järjestelmän keskiosan elementtien ytimet. Tämä tarkoittaa, että on kaksi mahdollisuutta saada positiivinen energian tuotto ydinmuutosten aikana:

1. raskaiden ytimien fissio kevyemmiksi;

2. kevyiden ytimien fuusio raskaampiin ytimiin.

Molemmissa prosesseissa vapautuu valtava määrä energiaa. Tällä hetkellä molemmat prosessit on toteutettu käytännössä: fissioreaktiot ja lämpöydinreaktiot.

Tehdään joitain arvioita. Oletetaan esimerkiksi, että uraanin ydin on jaettu kahteen identtiseen ytimeen, joiden massaluvut ovat 119. Nämä ytimet, kuten kuvasta 11 voidaan nähdä. 6.6.1, spesifinen sitoutumisenergia on noin 8,5 MeV/nukleoni. Uraaniytimen spesifinen sitoutumisenergia on 7,6 MeV/nukleoni. Tämän seurauksena uraaniytimen fission aikana vapautuu energiaa, joka on 0,9 MeV / nukleoni tai yli 200 MeV uraaniatomia kohti.

Harkitse nyt toista prosessia. Annetaan tietyissä olosuhteissa kahden deuteriumytimen sulautua yhdeksi heliumytimeksi. Deuteriumytimien spesifinen sitoutumisenergia on 1,1 MeV/nukleoni ja heliumytimen spesifinen sitoutumisenergia on 7,1 MeV/nukleoni. Tämän seurauksena yhden heliumytimen fuusion aikana kahdesta deuteriumytimestä vapautuu energiaa, joka on 6 MeV/nukleoni tai 24 MeV heliumatomia kohti.

On huomattava, että kevyiden ytimien fuusioon verrattuna raskaiden ytimien fissioon liittyy noin 6 kertaa enemmän energian vapautumista nukleonia kohti.

Ydintä sitova energia
Sitoutuva energia

Ydintä sitova energia on vähimmäisenergia, joka tarvitaan ytimen jakamiseen sen muodostaviksi nukleoneiksi (protoneiksi ja neutroneiksi). Ydin on sitoutuneiden nukleonien järjestelmä, joka koostuu Z protonista (protonin massa vapaassa tilassa m p) ja N neutronista (neutronin massa vapaassa tilassa m n). Ytimen jakamiseksi nukleoneiksi on tarpeen käyttää tietty vähimmäisenergia W, jota kutsutaan sitoutumisenergiaksi. Tässä tapauksessa levossa oleva ydin, jonka massa on M, siirtyy joukoksi vapaita lepääviä protoneja ja neutroneja, joiden kokonaismassa on Zm p + Nm n . Lepotilan ytimen energia Ms 2 . Vapautuneiden lepäävien nukleonien energia on (Zm p + Nm n)с 2 . Energian säilymislain mukaisesti Мс 2 + W = (Zm p + Nm n)с 2 . Tai W \u003d (Zm p + Nm n) s 2 - Ms 2. Koska W > 0, niin M< (Zm p + Nm n), т.е. масса, начального ядра, в котором нуклоны связаны, меньше суммы масс свободных нуклонов, входящих в его состав.
W kasvaa, kun ytimessä olevien nukleonien A lukumäärä kasvaa (A = Z + N). On kätevää käsitellä ominaissidosenergiaa ε = W/A, ts. keskimääräinen sitoutumisenergia nukleonia kohti. Useimmille ytimille ε ≈ 8 MeV (1 MeV = 1,6·10 -13 J). Kemiallisen sidoksen katkaiseminen vaatii 106 kertaa vähemmän energiaa.

Sidosenergia

Sidosenergia on minkä tahansa kemiallisen sidoksen vahvuuden mitta. Kemiallisen sidoksen katkaisemiseksi on tarpeen käyttää energiaa, joka on yhtä suuri kuin energia, joka vapautui kemiallisen sidoksen muodostumisen aikana.

Energian määrä, joka vapautuu molekyylin muodostumisen aikana atomeista, nimeltään sidoksen muodostumisenergiaa tai vain sitovaa energiaa.

Sitoutumisenergia ilmaistaan ​​kJ/molina, esimerkiksi:

H + H® H2 + 435 kJ.

Luonnollisesti sama määrä energiaa on käytettävä kemiallisten sidosten katkaisemiseen 1 moolissa vetyä. Siksi mitä suurempi sidosenergia on, sitä vahvempi sidos. Esimerkiksi E CB (H 2) \u003d 435 kJ / mol ja E CB (N 2) \u003d 942 kJ / mol. Ja todellakin, sidos typpimolekyylissä (kuten aiemmin osoitettiin, kolminkertainen) on paljon vahvempi kuin sidos vetymolekyylissä.

Sidosten katkaisu voidaan suorittaa homolyyttisesti (muodostaen neutraaleja atomeja) ja heterolyyttisesti (muodostaen ioneja), ja katkaisuenergia voi vaihdella.

NaCl (g) = Na (g) + Cl g - 414 kJ

Samantyyppisille molekyyleille kemiallisen sidoksen pituus voi toimia myös sidoslujuuden ominaisuutena: mitä lyhyempi sidoksen pituus, sitä lisää tutkintoa päällekkäiset elektronipilvet.

Sidospituudet ℓ (HF) = 0,092 nm ja l (HJ) = 0,162 nm osoittavat fluorivetymolekyylin suurempaa sidoslujuutta, mikä on käytännössä vahvistettu.

On huomattava, että kokeellisesti määritetyt sidospituudet kuvaavat vain keskimääräistä atomien välistä etäisyyttä, koska molekyyleissä ja kiteissä olevat atomit värähtelevät tasapainoaseman ympärillä.

Elektronipilvien päällekkäisyys, joka johtaa kemiallisen sidoksen muodostumiseen, on mahdollista vain, jos niillä on tietty keskinäinen orientaatio. Päällekkäisyysalue sijaitsee myös tietyssä suunnassa vuorovaikutuksessa olevia atomeja kohti. Siksi he sanovat niin kovalenttisella kemiallisella sidoksella on suuntaus. Tässä tapauksessa yhteyksiä voi olla 3 tyyppiä, joita kutsutaan s- (sigma), p- (pi) ja d- (delta) sidoksiksi.

Yllä olevissa H 2- ja Cl 2 -molekyylien muodostumistapauksissa elektronipilvien päällekkäisyys tapahtuu atomien keskustat yhdistävää suoraa linjaa pitkin. kovalenttisidos s-sidokseksi, joka muodostuu elektronipilvien päällekkäisyydestä atomien keskusten välistä linjaa pitkin. s-sidos muodostuu (kuva 3), kun s - s - pilvet (esim. H 2), p x - p x - pilvet (Cl 2), s - p x (HF) limittyvät.

Riisi. 3. s-sidokset H2(a), Cl2(b), HF(c)-molekyyleissä

Atomien keskipisteitä yhdistävään akseliin (p y - ja p z - pilvet) nähden kohtisuoraan suuntautuneiden p-elektronipilvien vuorovaikutuksen aikana muodostuu kaksi päällekkäistä aluetta, jotka sijaitsevat akselin molemmilla puolilla. Tämä asema vastaa p-sidoksen muodostumista.

p-bondon sidos, jonka sidoselektronipilvellä on atomiytimien läpi kulkeva symmetriataso.

p-sidoksia ei ole olemassa yksinään: ne muodostuvat molekyyleissä, joissa on jo s-sidoksia, ja ne johtavat kaksois- ja kolmoissidosten ilmaantumiseen.

Joten N2-molekyylissä jokaisessa typpiatomissa on kolme paritonta

2p - elektronit. Yksi pilvi kustakin typpiatomista osallistuu s-sidoksen muodostumiseen (p x - p x - limitys).

Pilvet p y – ja p z – jotka on suunnattu kohtisuoraan s-sidosviivaa vastaan, voivat limittyä toistensa kanssa vain "käsipainojen" sivusivuilla. Tämä päällekkäisyys johtaa kahden p-sidoksen muodostumiseen, ts. sidos N2-molekyylissä on kolminkertainen. Nämä yhteydet ovat kuitenkin energeettisesti epätasa-arvoisia: päällekkäisten рх – рх – pilvien aste on paljon suurempi kuin ру – ру ja рz – рz. Ja todellakin, kolmoissidoksen energia on pienempi kuin yhden s-sidoksen kolmoisenergia, ja kun kemialliset reaktiot Ensinnäkin p-sidokset katkeavat.

Riisi. 4. Erilaisia ​​p-sidoksen muodostumistapauksia

Ehdottomasti mikä tahansa kemiallinen koostuu tietystä protoneista ja neutroneista. Niitä pitää koossa se, että atomiytimen sitoutumisenergia on läsnä hiukkasen sisällä.

Ydinvoiman vetovoiman tyypillinen piirre on niiden erittäin suuri teho suhteellisen pienillä etäisyyksillä (noin 10-13 cm). Kun hiukkasten välinen etäisyys kasvaa, myös atomin sisällä olevat vetovoimat heikkenevät.

Päättely ytimen sisällä olevasta sitoutumisenergiasta

Jos kuvittelet, että on olemassa tapa erottaa protonit ja neutronit vuorotellen atomin ytimestä ja järjestää ne sellaiselle etäisyydelle, että atomiytimen sitoutumisenergia lakkaa toimimasta, tämän täytyy olla erittäin kovaa työtä. Jotta sen komponentit voidaan erottaa atomin ytimestä, on yritettävä voittaa atomin sisäiset voimat. Näillä ponnisteluilla atomi jaetaan sen sisältämiin nukleoneihin. Siksi voidaan päätellä, että atomiytimen energia on pienempi kuin niiden hiukkasten energia, joista se koostuu.

Onko subatomisten hiukkasten massa yhtä suuri kuin atomin massa?

Jo vuonna 1919 tutkijat oppivat mittaamaan atomiytimen massaa. Useimmiten se "punnitsee" erityisillä teknisillä laitteilla, joita kutsutaan massaspektrometreiksi. Tällaisten laitteiden toimintaperiaate on, että hiukkasten liikkeen ominaisuuksia verrataan erilaisia ​​massoja. Lisäksi tällaisilla hiukkasilla on samat sähkövaraukset. Laskelmat osoittavat, että hiukkaset, joilla on erilaiset massaindeksit, liikkuvat eri liikeratoja pitkin.

Nykyajan tutkijat ovat selvittäneet suurella tarkkuudella kaikkien ytimien massat sekä niistä muodostuvat protonit ja neutronit. Jos vertaamme tietyn ytimen massaa sen sisältämien hiukkasten massojen summaan, niin käy ilmi, että jokaisessa tapauksessa ytimen massa on suurempi kuin yksittäisten protonien ja neutronien massa. Tämä ero on noin 1 % minkä tahansa kemikaalin osalta. Tästä syystä voimme päätellä, että atomiytimen sitoutumisenergia on 1 % sen lepoenergiasta.

Ydinsisäisten voimien ominaisuudet

Ytimen sisällä olevat neutronit hylkivät toisistaan ​​Coulombin voimat. Atomi ei kuitenkaan hajoa. Tätä helpottaa houkuttelevan voiman läsnäolo atomin hiukkasten välillä. Tällaisia ​​voimia, jotka ovat luonteeltaan muuta kuin sähköisiä, kutsutaan ydinvoimaksi. Ja neutronien ja protonien vuorovaikutusta kutsutaan vahvaksi vuorovaikutukseksi.

Lyhyesti sanottuna ydinvoimien ominaisuudet ovat seuraavat:

• tämä on maksuriippumattomuutta;
• toiminta vain lyhyillä etäisyyksillä;
• sekä saturaatio, joka viittaa vain tietyn määrän nukleoneja pysymiseen lähellä toisiaan.

Energian säilymislain mukaan ydinhiukkasten yhdistyessä energiaa vapautuu säteilyn muodossa.

Atomiytimien sitoutumisenergia: kaava

Yllä oleviin laskelmiin käytetään yleisesti hyväksyttyä kaavaa:

E St=(Z mp +(A-Z) mn-Mminä) s²

Täällä alla E St viittaa ytimen sitoutumisenergiaan; Kanssa- valon nopeus; Z- protonien lukumäärä; (A-Z) on neutronien lukumäärä; m p tarkoittaa protonin massaa; A m n on neutronin massa. M i tarkoittaa atomin ytimen massaa.

Erilaisten aineiden ytimien sisäinen energia

Ytimen sitoutumisenergian määrittämiseen käytetään samaa kaavaa. Kaavalla laskettu sitoutumisenergia, kuten aiemmin osoitettiin, on enintään 1 % atomienergian kokonaisenergiasta tai lepoenergiasta. Tarkemmin tarkasteltuna kuitenkin käy ilmi, että tämä luku vaihtelee melko voimakkaasti aineesta toiseen. Jos yrität määrittää sen tarkat arvot, ne eroavat erityisesti ns. kevyiden ytimien osalta.

Esimerkiksi vetyatomin sitoutumisenergia on nolla, koska siinä on vain yksi protoni.Heliumytimen sitoutumisenergia olisi 0,74 %. Tritiumiksi kutsutun aineen ytimien osalta tämä luku on 0,27 %. Happea on 0,85 %. Ydinytimissä, joissa on noin kuusikymmentä nukleonia, atominsisäinen sidosenergia on noin 0,92 %. Atomiytimille, joissa on suurempi massa, tämä luku pienenee asteittain 0,78 prosenttiin.

Heliumin, tritiumin, hapen tai minkä tahansa muun aineen ytimen sitoutumisenergian määrittämiseksi käytetään samaa kaavaa.

Protonien ja neutronien tyypit

Tällaisten erojen tärkeimmät syyt voidaan selittää. Tutkijat ovat havainneet, että kaikki ytimen sisällä olevat nukleonit on jaettu kahteen luokkaan: pinta- ja sisäinen. Sisäiset nukleonit ovat niitä, joita ympäröivät muut protonit ja neutronit joka puolelta. Pintamalleja ympäröivät ne vain sisältä.

Atomiytimen sitoutumisenergia on voima, joka on selvempi sisäisille nukleoneille. Jotain vastaavaa muuten tapahtuu eri nesteiden pintajännityksen kanssa.

Kuinka monta nukleonia mahtuu ytimeen

On havaittu, että sisäisten nukleonien määrä on erityisen pieni niin sanotuissa kevyissä ytimissä. Ja niissä, jotka kuuluvat kevyimpien luokkaan, melkein kaikkia nukleoneja pidetään pintana. Uskotaan, että atomiytimen sitoutumisenergia on määrä, jonka pitäisi kasvaa protonien ja neutronien määrän myötä. Mutta tämäkään kasvu ei voi jatkua loputtomiin. Tietyllä määrällä nukleoneja - ja tämä on 50-60 - tulee peliin toinen voima - niiden sähköinen hylkiminen. Sitä esiintyy jopa riippumatta sitoutumisenergian läsnäolosta ytimessä.

Tutkijat käyttävät eri aineissa olevan atomin ytimen sitoutumisenergiaa ydinenergian vapauttamiseen.

Monet tiedemiehet ovat aina olleet kiinnostuneita kysymyksestä: mistä energia tulee, kun kevyemmät ytimet sulautuvat raskaiksi? Itse asiassa tämä tilanne on analoginen atomifission kanssa. Kevyiden ytimien fuusioprosessissa, kuten tapahtuu raskaiden ytimien halkeamisen aikana, muodostuu aina vahvempaa tyyppiä olevia ytimiä. Kaikkien niissä olevien nukleonien "saamiseksi" kevyistä ytimistä tarvitaan vähemmän energiaa kuin mitä vapautuu niiden yhdistyessä. Päinvastoin on myös totta. Itse asiassa fuusioenergia, joka osuu tietylle massayksikölle, voi olla suurempi kuin fission ominaisenergia.

Tutkijat, jotka tutkivat ydinfissioprosesseja

Prosessin löysivät tutkijat Hahn ja Strassmann vuonna 1938. Berliinin kemian yliopiston seinien sisällä tutkijat havaitsivat, että kun uraania pommitetaan muilla neutroneilla, se muuttuu kevyemmiksi alkuaineiksi jaksollisen järjestelmän keskellä.

Merkittävällä panoksella tämän tiedon alan kehittämiseen antoi myös Lise Meitner, jota Hahn kerran ehdotti tutkimaan radioaktiivisuutta yhdessä. Hahn salli Meitnerin työskennellä vain sillä ehdolla, että hän teki tutkimustaan ​​kellarissa eikä koskaan menisi ylempiin kerroksiin, mikä oli syrjintää. Tämä ei kuitenkaan estänyt häntä saavuttamasta merkittävää menestystä atomiytimen tutkimuksessa.