شکافت هسته یعنی چه و چه کسی آن را کشف کرد؟

سال اکتشاف ۱۹۳۹

این کشف چه می‌گوید؟

کشف شکافت اتم‌های اورانیوم و تولید انرژی انبوه.

چه کسی آن را کشف کرد؟

لیزه مایتنر Lise Meitner


شکافت هستهٔ اتم – برش اتم‌های اورانیوم برای تولید انرژی – یکی از پیشرفت‌های بزرگ فیزیک در قرن بیستم بود. این کشف به یکی از معماهای بزرگ دوران ما پاسخ داد و دری به سوی دنیای اتم باز کرد. این کشف مبنای تولید انرژی اتمی شد.

لیزه مایتنر به دلیل این کشف «مهمترین زن دانشمند این قرن» نام گرفت. انریکو فرمی برای کشفیات مهمی که در فیزیک اتمی انجام داد شایستهٔ تقدیر است. اما فرمی به دلیل ایجاد نخستین واکنش‌های اتمی معروف شد و کشف مایتنر را به استفاده عملی نزدیک کرد.


لیزه مایتنر و اتو هان در مؤسسهٔ قیصر ویلهلم برلین در آلمان به تحقیق مشغول بودند. مایتنر وهان در حال تحقیق بر روی عناصر رادیو اکتیو تلاش می‌کردند تا اتم‌های سنگین‌تر از اورانیوم را پیدا کنند. آنها اتم‌های اورانیوم را با پروتون‌های آزاد بمباران می‌کردند. معلوم بود که پروتون‌ها به هسته برخورد می‌کنند و عنصری سنگین‌تر از اورانیوم تولید می‌شود اما در عمل چنین نمی‌شد.

آنها آزمایش خود را بر روی فلزات سنگینتر انجام داده به نتیجهٔ مطلوب و اورانیوم رسیدند که سنگین‌ترین عناصر بود. در دههٔ ۱۹۳۰ کسی نمی‌توانست بگوید که چرا این آزمایش با اورانیوم جواب نمی‌داد.

دلیل فیزیکی در دست نبود که چرا اتم‌های سنگین‌تر وجود ندارد اما ۱۰۰ آزمایش به نتیجه‌ای نرسیده بود. آنها به روش دیگری احتیاج داشتند تا نشان دهد هنگامی که هستهٔ اورانیوم را با پروتون‌های آزاد بمباران می‌کنند چه اتفاقی می‌افتد.

سرانجام اتو طرح جدیدی ریخت و از باریوم غیر رادیو اکتیو برای تشخیص و اندازه‌گیری رادیوم رادیو اکتیو استفاده کرد. اگر اورانیوم به رادیوم مبدل می‌شد، باریوم می‌توانست این تبدیل را مشخص کند.

سه ماه دیگر وقت صرف شدن تا مشخص شود چگونه باریوم در مجاورت اورانیوم به رادیوم رادیو اکتیو واکنش نشان می‌دهد و میزان دقیق زوال و تبدیل آن چقدر است.

قبل از آن که آنها بتوانند آزمایش عملی خود را انجام دهند، لیزه ناچار شد از دست مأموران امنیتی هیتلر به آلمان بگریزد. اتوهان ناچار شد این آزمایش را به تنهایی انجام دهد.

دو هفته بعد از انجام آزمایش، لیزه گزارش مفصلی دریافت کرد که خبر می‌داد هان، شکست خورده است. او اورانیوم را با جریان متمرکزی از پروتون‌ها بمباران کرده بود، اما به رادیوم نرسیده بود. فقط مقدار بیشتری باریوم به دست آورده بود. – بسیار بیشتر از ابتدای آزمایش او سردرگم شده بود و از لیزه خواسته بود مشخص کند چه اتفاقی افتاده است.

یک هفته بعد نخستین برف زمستانی باریده بود و لیزه چکمه‌های بلندی به پا کرده و برای پیاده‌روی رفته بود که فکری به ذهنش خطور کرد و اتم‌ها را مجسم کرد که از هم گسیخته می‌شوند. این تصویر چنان زنده و تکان دهنده بود که تقریباً ضربان آنها را حس می‌کرد و جنبش آنها را به وضوح می‌دید.

فوراً فهمید که پاسخ را پیدا کرده است اضافه کردن پروتون‌های اضافی، هستهٔ اورانیوم را بی ثبات کرده بود و آنها شکافته شده بودند. یک آزمایش دیگر ثابت کرد وقتی اورانیوم رادیو اکتیو با پروتون‌های آزاد بمباران می‌شود، هر اورانیوم به دو قسمت شکافته شده و باریوم و کریپتون تولید می‌کند. در این روند مقدار زیادی انرژی آزاد می‌شود.

مایتنر روند شکافت هسته‌ای را کشف کرده بود.

تقریباً چهار سال بعد، در ۳ دسامبر ۱۹۴۲، ساعت ۲۰/۲ انریکو فرمی در زیر زمین ورزشگاه دانشگاه شیکاگو، کلید آزمایشی را زد که نخستین راکتور هسته‌ای جهان با صدها میلهٔ کادمیوم که قابلیت جذب نوترون را داشتند شروع به کار کرد. این راکتور محصول اکتشاف مایتنر بود. هستهٔ اتم شکافته شد.


بعد از مرگ لیزه مایتنر، ۱۰۹ مین عنصر جدول تناوبی به افتخار او «مایتنریوم» نامیده شد.

دیدگاه خود را با ما اشتراک بگذارید:

ایمیل شما نزد ما محفوظ است و از آن تنها برای پاسخگویی احتمالی استفاده می‌شود و در سایت درج نخواهد شد.
نوشتن نام و ایمیل ضروری است. اما لازم نیست که کادر نشانی وب‌سایت پر شود.
لطفا تنها در مورد همین نوشته اظهار نظر بفرمایید و اگر درخواست و فرمایش دیگری دارید، از طریق فرم تماس مطرح کنید.