Aby rozbić jądro atomu, trzeba zrobić to, co się robi przy rozbijaniu orzecha – czymś w nie uderzyć. Jeśli dostarczymy odpowiednio dużej energii, siły wiążące składniki jądra już nie wystarczą, żeby utrzymać je w całości – odpowiada fizyk cząstek prof. Grzegorz Wrochna.

Podczas Pikniku Naukowego nasi goście mogli przekazywać naukowcom pytania. Część z tych pytań zadajemy teraz badaczom. Z pytaniem „Jak rozszczepić atom?” zwróciliśmy się do fizyka cząstek elementarnych prof. Grzegorza Wrochny z Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku.

Prof. Wrochna mówi, że to pytanie trzeba doprecyzować. W końcu atom składa się z jądra atomowego i elektronów. „Łatwo więc rozbić atom, odrywając elektron od jądra” – mówi prof. Wrochna. I tłumaczy, że aby to zrobić, można np. poświecić promieniami Roentgena na jakiś materiał, który przecież składa się z atomów. „To powinno wystarczyć, aby oderwać od atomów przynajmniej te zewnętrzne elektrony” – opowiada prof. Wrochna. Ma to związek z tzw. efektem fotoelektrycznym. Fotony o odpowiedniej energii – czyli promienie Roentgena – są bowiem w stanie przekazać elektronom energię potrzebną, aby uciec od jądra.

Polecane artykuły

„Chyba jednak nie o taką odpowiedź chodziło” – uśmiecha się naukowiec. I odpowiada na pytanie, jak rozszczepić jądro atomu.

„Niektóre jądra atomowe nie są stabilne. Rozpadają się same. Czasem więc, aby rozbić atom, wystarczy poczekać. Czasem trzeba poczekać ułamek sekundy, a czasem parę milionów lat – jeśli ktoś ma tyle czasu” – żartuje fizyk.

Wyjaśnia jednak, że ludzie nauczyli się, jak rozbijać jądra atomowe na żądanie. „Jeśli chcemy rozbić jądro – trzeba w nie czymś uderzyć – np. protonem rozpędzonym do dużej energii. Tak samo jak rozbijamy orzech. Jeśli dostarczymy odpowiednio dużej energii, to może się okazać, że siły wiążące poszczególne elementy nie wystarczą, żeby utrzymać je połączone ze sobą” – opowiada naukowiec.

Jest też drugi sposób. „Stabilne są tylko te jądra atomowe, które mają określoną konfigurację neutronów i protonów. Jeśli do takiego jądra dodać neutron, ono może przestać być stabilne i po jakimś czasie się rozpadnie” – opowiada badacz. I dodaje, że tak właśnie działają reaktory jądrowe. „Zaczynamy od izotopu pierwiastka jądra o nieco innej liczbie neutronów i protonów niż stabilne. Jak to jądro się rozpadnie, produkuje neutron. Jeśli on się dostanie do jądra nieco bardziej stabilnego, może spowodować jego rozpad. Jeśli w takim rozpadzie powstanie więcej niż jeden neutron, a neutrony będą miały szansę trafić do kolejnych jąder i znowu je rozbić, mamy kaskadę – reakcję łańcuchową” – opowiada. I dodaje, że tak właśnie działa reaktor jądrowy – urządzenie do rozbijania jąder atomowych. W Polsce takim urządzeniem jest reaktor MARIA pracujący w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku.

Naukowiec dodaje, że jądro najlżejszego z pierwiastków – wodoru – składa się z pojedynczego protonu. A proton da się rozbić już tylko na kwarki. „To jest możliwe tylko w największych akceleratorach – chociażby w LHC pod Genewą” – kończy.

PAP – Nauka w Polsce, Ludwika Tomala
lt/ ekr/
Źródło: https://naukawpolsce.pap.pl/

Tagi
Udostępnij post na: