Vísir - 19.07.1958, Page 4

VÍSIB
Laugardaginn 19. júlí 1958
1
Atómöldin 5:
og
Hvers vegna úraníum og vetni? — Elglnl elkar efnanna og bygging
atómsins. — 101 frumefni. — Tvennskonar úraníum og þungt vatn.
— Atóm gerð af mannahöndum. — Frumefni eftir vali.
iJtli' Christitias t$£sh$t*rssp Knvit.
Hvers vegna getum vér ekki
notað annað en úraníum, plú-
tóníum eða thoríum, til þess að
virkja kjarnorkuna?
Eins og vér höfum áður sagt,
má skipta atóminu í kjarna og
„skel“. Skelin er mismunandi
elektrónur, en allar elektrón-
Að vísu getum vér núorðið ur eru skilyrðislaust eins.
líka notað vetni, en þá kjarn-
o ku, sem vér vinnum úr því
getum vér ekki notað til frið-
samlegra hluta eða við fram-
leiðslu. Orku vetr.iskjarnans
getum vér einungis notað til
að framkalla sprengingu. Hvers
vsgna?
í kjarnanum eru mismunandi
margar prótónur (nema í vetn-
is-kjarnanum) og mismunandi
margar nevtrónur og allar pró-
tónur eru eins og sama gildir
um nevtrónurnar: Það finnast
hvergi tvær nevtrónur sem
ekki eru eins. Loks er „þriðji
Þessu er ekki auðvelt að (hluti“ atómsins: orkan. Um
svara umsvifalaust, en eitthvað hana er það að segja, að hún
leið mundi svarið
á þessa
varða:
Ástæðan fyrir því, að vér get-
urn ekki notað önnur efni en
. J< u. sem áðúr eru nefnd, er
'sú sama Ög ástaeðan fyrir því,
á.5 vér getum ekki^notað annað Prótónurnar og nevtrónurn
on vatnsefni óg súrefni til að ^ arj sem myncja kjarna atóms-
framleiða vatn. Af sömu ástæo- jns, noj-a orku sína m. a. til að
um getum vér ekki notað jám ^alda sér sem næst hver ann-
£C'm eldsneyti, eða blý til þess arri? en elektrónurnar nota sína
er í elektrónunum, prótónunum
og nevtrónur.um. Þeir ,,geisla“
orkunni á sama hátt og segja
má að segullinn geisli segul-
magninu — þær nota orkuna
’sem einskonar tæki.
að búa til nothæfan borðhníf.
Efnin hafa sem sé mismun-
ar-.di eiginleika og undir þess-
vrn eiginleikum er það komið,
liyað maður getur gert, eða ekki
. gert, við þetta eða hitt efnið.
Er. hvers vegna hafa efnin mis
munandi eiginleika?
orku sem einskonar drifafl til
þess að geta þotið óaflátanlega
hringinn í kringum kjarnann.
Auk þess nota allar þessar ör-
eindir orku sína til þess að
ávalt sé hæfileg fjarlægð á
milli „skeljarinnar“ , og kjarn-
ans. Til að sjá (ef vér gætum
Það er af því að þau eru gerð séð þessar agnir) svíía elektr-
•ai atómum, sem hafa mismun- j ónurnar í hringi óralangt fyrir
ar.di eiginleika. Efnin eru mis-
munandi af því að atómin eru
mismunandi.
Mismunurinn á atómum.
utan yfirborð kjarnans, en hið
ósýnilega afl heldur þeim stöð-
ugt á réttri braut. Og það er
þetta afl, sem gerir það að verk-
uncl, að þessi „loftkennd,a“ kúla,
Hvers vegna eru atómin mis- sem atómið virðist vera, birtist
munandi? Hvernig geta þau oss sem harður, fastur hlutur.
verið mismunandi? Þetta afl, sem elektrónur, pró-
tónur og nevtrónur ráða yfir
birtist sem grjótharður (réttara
sagt demantharður) hlutur,
sem fyllir „hið tóma rúm“, sem
er á milli kjarna og skeljar.
■ Hver einasta elektróna hefur
yfir sama og jafnmiklu afli að
ráða og hver önnur ein elektr-
óna, hvár sem hún annars fyr-
irfinnst. Eins er því varið um
prótrónur og nevtrónur. Allar
prótónur hafa jafnmikið afl og
ekki hafa þær heldur hver fyrir
sig yfir að ráða neinu cðru afli
eða afli í annarri mynd og gild
ir þetta um hverja einustu pró-
tónu hvar' sem hún kann að
vera í heiminum.
Hvernig geta atómin þá verið
svona mismunandi?
Hvað er frrmefni?
Svarið virðist liggja beint við.
Þar sem öll efni eru samsett
af nokkrum elektrónum, sem
allar eru eins, nokkrum prótón-
um, sem allar eru eins og nokkr
um nevtrónum, sem allar eru
eins, þá er ekki nema ein leið
til að hugsa sér skýringuna á
því, að atómin séu innbyrðis
mismunandi: Vér verðum að
rannsaka fjölda elektrónanna,
prótónanna og nevtrónanna.
Reyndar þekkjum vér þegar
svarið. Vetnisatómið hefur alls
enga nevtrónu. Það höfum vér
lesið í köflunum hérna á und-
an. Fjöldi nevtrónanna er þá 0,
en fjöldi prótónanna er 1, og
fjöldi elektrónanna sömuleiðis
1.
Áður var einnig skýrt frá
því, að í járnatómi eru 26 elek-
| trónur, 26 prótónur og 30 nev-
trónur.
Svarið við þvi, hvort öll atóm
hafi jafnmargar elektrónur, [ brennisteinn.
jafnmargar prótónur og jafn-
margar nevtrónur er því: Nei!
Það er hinn mismunandi
í'jöldi þessara einda í atóminu,
sem veldur þvi, að eiginleikar
þeirra eru mismunandi.
Tvö atóm, sem ekki hafa ná-
járn. Efni, sem gert er af atóm-
um, sem hvert hefur 16 pró*
tónur, hlýtur að vera hreinn
Úranú’.m 238 og úraníum 235.
Þetta þýðir hins vegar ekki,
að fjöldi elektrónanna og nev-
trónanna hafi ekkert að segja
fyrir eiginleika atómsins og
þar með efnisins. Það er öðru
kvæmlega jafnmargar elektrón'nær. Fjöldi elektrónanna og
ur, jafnmargar prótónur og jafn [nevtrónanna hefur úrslitaþýð-
margar nevtrónur, geta því
ekki verið nákvæmlega eins.
Og ef vér „búum til“ tvo efnis-
klumpa_ úr tveimur mismun-
andi atómum, verða þessir tveir
klumpar mismunandi.
Hér má minnast á spásögn
Demokritoss: „Það hljóta að
vera til efni, sem eru að öllu
leyti gerð af aðeins einni teg-
und atóma .... “
ingu fyrir oss, þegar um það
er að ræða, að nýta orku atóm-
anna og hafa not af efninu.
Dæmi: f sérhverju úraníumat-
ómi eru ávallt 92 þrótónur í
kjárnanum, hins vegar er fjöldi
nevtrónanna ekki ávallt sá
sami. Til er einskonar úraníum-
atóm, sem hafa 146 nevtrónur
í kjarnanum (leggið þessar
| tvær tölur saman, þá fáið þér
Vér vitum nú, að Demokritos það, sem- kallað er „úraníum
hafði á réttu að standa og þau 238“) og en er önnur tegund,
efni, sem að öllu leyti eru gerð sem hefur 143 nevtrónur (úr-
úr einni tegund atóma, eru aníum 235). Hina síðarnefndu
kölluð frumefni. j tegund getum vér klofið og
Járn er frumefni, því að það leyst kjarnorku þess úr læðingi,
er einungis gert af járnatómum. en sú fyrrnefnda, úraníum 239,
Vatn er aftur á móti ekki frum
efni, því að það er gert af svo-
kölluðum mólikúlum og hvert
vatns-mólikúl er gert af tveim-
ur vetnisatómum og einu súr-
efhisatómi. Maður getur þá líka
stenzt allar árásir vorar í þessu
tilliti. Annað dæmi: Kjarninn
í venjulegu vetnis-atómi er að-
eins gerður af einni eind, nefni-
lega einni prótónu. Þó er til
einskonar vetnisatóm, sem hef-
ságt, að vatn sé gert af vetnis-1 ur eina prótónu og auk þess
efnis atómum — ekki af! eina nevtrónu. Vetni, sem þann-
og sur<
aðeins einni tegund atóma held
ur tveimur tegundum.
Það hljóta þá að vera til jafn
margar tegundir frumefna eins
og atómtegundirnar eru marg-
ar. Þannig er það líka.
Teljið prótónurnar.
ig er gert, kallast „þungt vetni“
og það er þetta „þunga vetni“
sem verður að því, sem vér
köllum „þungt vatn‘‘, ef við er
bætt súrefni.
Vér munum athuga þetta
nánar síðar, en fyrst um sinn
getum vér látið oss nægja að
vita, að það, sem ’sker úr um
Það er mismunandi mikill. það, hvort tvö atóm eru svo
munur á atómunum. Þetta ligg-
ur auðvitað í augum uppi. Ef
tvær tegundir atóma hafa sama
fjölda prótóna og sama fjölda
nevtróna, en mismunandi marg
ar elektrónur hvert, þá geta þau
ekki verið mjög frábrugðin
hvort öðru, en ef bæði fjöldi
elektrónanna og fjöldi prótón-
anna og fjöldi nevtrónanna er
mismunandi, þá er öðru máli
að gegna. Tvö atóm, sem bæði
hafa 29 prótónur og 35 nev-
trónur, en annað þeirra hins-
vegar 29 elektrónur og hitt 28,
geta ekki verið mjög frábrugð.
mismunandi, að vér getum gert
úr þeim annað frumefni (breytt
þeim í önnur frumefni), er
fjöldi prótónanna í kjarna þess
ara tveggja atóma. Atóm, er
ekki hafa nákvæmlega 92 pró-
tónur í kjarna, geta aldrei orð-
ið að úraníum.
Með öðrum orðum: Þó að
vér höfum nú komizt að raun
um, að frumefnin séu jafnmörg
og atómtegundirnar, þá verð-
um vér nú að bæta við þetta
þeirri vitneskju, að ástæðan
fyrir því, að tvö atóm eru mis-
munandi er sú, að prótónufjöld-
in hvort öðry. Atóm með 13 inn í kjarna þeirra er ekki hinn
1 sami.
Hvað eru þá til margar teg-
undir atóma?
JVlyndin hér að ofan er af Ritu Nasir, er var mánuðum saman fangi í höll kóngsins í Ycmen.
ji'Iaður hennar hafoi fengið starf 'þar eystra, svo að öll fjölskyldan lór bangað. Skömmu eftir
Jcóiiiuna sendi konungur efíir henni og fimm dætrum liennar, og síðan var hún lokuð inni í
kvennabúrinu ásamt 200 konum kóngs Um síðir tókst fjölskyldunni jþó að flýja og komast
. aftur til Brctlands.
elektrónur, 13 prótónur og 14
nevtrónur er aftur á móti mjög
frábrugðið atómi, sem hefur 16
elektrónur, 16 prótónur og 16
nevtrónur. Hin fyrr nefndu tvö,
eru bæði kopar-atóm og er
mjög lílill innbyrðis munur á
þeim, hinsvegar eru hin tvö
síðarnefndu alumínium-atóm
(hið fýrrá) og brennisteins-at-
óin (hið síðarnefnda).
Hér skulum vér staldra við.
Það, sem í raun bg veru veld
ur því, að atóm éru mismun-
andi, er ékki fjöldi eléktrón-
anna og heldur ekki fjöldi nev-
trónanna, heldur fjöldi prótón-
anná.
Sérhhver tvö atóm, sem hvert
um sig hefur 26 prótónur, eru
alltaf járn-atóm, alveg án til-
lits til þess hversu margar
elektrónui' þeirra eða nevtrón-
ur eru hvors um sig. Öll atóm,
sem hafa aðeins eina prótónu,
eru, undantekningarlaust, vetn-
isatóm. Ekkert frumefni, sem
gert er af atómum, sem hafa
meira eða minna en 26 prótón-
ur getur nokkru sinni verið
101 frumefni.
Áður en' sniíði fyrstu kjarn-
orkusprengjunnar hófst, þekktu
menn 92 tegundir atóma, þ.e.a.
s. 92 frumefni. Á meðan á smíði
sprengjunnar stóð skeði það, að
menn komust upp á lagið með
að búa til tvær nýjar atómteg-
undir, bókstaflega talað — það
voru í raun og veru sköpuð tvö
ný frumefni, sem aldrei höfðu
fundist í náttúrunni áður. Fékk
annað þeirra nafnið neptúníum
og hltt plútóníum. Skömmu eft-
ir styrjöldina fundu menn þessi
frumefni í jörðu (í úraníum-
námurn í Belgíska Kongó), að
vísu örlítið magn og þess vegna
er enn ekki nægilega mikið til
af þeim. Það verður því enn að
búa þau til. Sérstaklega er mik-
il eftirspurn eftir plútóníum.
Vér munum senn athuga það
nánar, hvernig þessari „fram-
leiðslu11 er varið.
Frh. á 11. síðu.