Welches Experiment gab den Wissenschaftlern Grund zu der Annahme, dass Kernspaltung/Fusion Energie erzeugt?

Dieses Experiment gab den Wissenschaftlern den Grund zu der Annahme, dass Kernspaltung / Aufregung existierte

Fusion war zuerst.

Francis William Aston baute 1919 ein Massenspektrometer und maß die Massen verschiedener Isotope, wobei er feststellte, dass die Masse von Helium-4 weniger als viermal so groß war wie die von Wasserstoff-1.

Ausgehend von diesen Informationen schlug Arthur Eddington die Wasserstofffusion als mögliche Energiequelle für Sterne vor.

„Bestimmte physikalische Untersuchungen im vergangenen Jahr, von denen wir hoffentlich bei diesem Treffen hören werden, machen es meiner Meinung nach wahrscheinlich, dass ein Teil dieser subatomaren Energie tatsächlich in den Sternen freigesetzt wird. Die Experimente von FW Aston scheinen zu verschwinden Es besteht kein Zweifel, dass alle Elemente aus Wasserstoffatomen bestehen, die mit negativen Elektronen verbunden sind. Der Kern des Heliumatoms zum Beispiel besteht aus 4 Wasserstoffatomen, die mit 2 Elektronen verbunden sind. Aber Aston hat weiter schlüssig gezeigt, dass die Masse von das Heliumatom ist kleiner als die Summe der Massen der 4 Wasserstoffatome, die in es eingehen, und darin stimmen ihm jedenfalls die Chemiker zu, es entsteht ein Masseverlust bei der Synthese von etwa 1 Teil von 120, Das Atomgewicht von Wasserstoff beträgt 1,008 und das von Helium nur 4.Eddington, 24. August 1920

Damals war noch nicht klar, dass sich ein Neutron von einem Proton unterscheidet. Es wurde angenommen, dass der Kern von Helium 4 4 Protonen und 2 Elektronen (anstelle von zwei Protonen und zwei Neutronen) enthielt, aber Eddingtons Hauptidee, dass Wasserstoff, der mit Helium verschmilzt, Energie freisetzt und dadurch Sterne antreibt, war richtig.

Eric Doolittle schlug 1919 einen vagen Spaltungsprozess in Sternen vor, aber das war natürlich falsch: „Es scheint sehr wahrscheinlich, dass Atome zerbrochen werden können, wenn sie diesen unvorstellbar hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt werden, und zumindest ein Teil ihrer subatomare Energie freigesetzt werden kann. Und es ist nur notwendig anzunehmen, dass ein Teil der Energie des Atoms auf diese Weise in den Weltraum abgestrahlt wird, damit das Leben einer Sonne oder eines Sterns fast unbegrenzt verlängert werden kann.“

Die Spaltung schwerer Elemente wurde in den 1930er Jahren entdeckt. Enrico Fermis Experimente verursachten 1934 eine Spaltung, obwohl er nicht bemerkte, dass eine Spaltung stattfand. Otto Hahn und Fritz Strassmann kamen zu dem Schluss, dass Uran beim Neutronenbeschuss in zwei leichtere Kerne zerbrochen wurde. Lise Meitner und Otto Frisch berechneten die große Menge an freigesetzter Energie und führten den Begriff "Spaltung" ein.

'Jedes Wissen in der Wissenschaft hat einen Anfang, der in jemandes Experiment liegt'

Eine Ansicht, die schon lange nicht mehr richtig ist. Tatsächlich würde ich sagen, dass die Idee der Kernenergie erstmals begründet wurde, als Einstein die Masse-Energie-Äquivalenz formulierte:$E=m_0c^2$, was zeigt, dass in gewöhnlicher Materie enorme Mengen an Energie verborgen sind, wenn Sie einen Weg finden, sie umzuwandeln ...

Die beiden Antworten hier besagen, dass die Idee aus Einsteins berühmter Gleichung stammt. Ich hätte sie nicht geleugnet, wenn sie auch gezeigt hätten, wie Menschen von dieser Gleichung zu Spaltung und Fusion gelangten!

Ich glaube auch, dass "immer noch" jede Idee auf Experimenten basiert, und ich würde sagen, die Idee der Kernspaltung wurde zumindest mit der Idee des radioaktiven Zerfalls geboren!

Lesen Sie hier .

Unter Geschichte des radioaktiven Zerfalls haben sie erklärt, dass Becquerel zuerst dachte, dass irgendeine Art von Strahlung wie Röntgenstrahlen seine Experimente manipulierten und die Beobachtungen erzeugten, aber viele, viele Experimente später von verschiedenen Wissenschaftlern durchgeführt wurden, wurde festgestellt, dass verschiedene Arten von Zerfällen möglich sind auftreten, die zu unterschiedlichen Arten von resultierenden Kernen führen.

Sobald Sie die Gleichungen für diese Zerfälle und die beteiligten Massen überprüfen, würden Sie wissen, dass etwas Masse fehlt! (Anmerkung: Radioaktivität wurde 1896 entdeckt, vor der berühmten Gleichung von Einstien) Nun, „wenn“ die Wissenschaftler die Gleichung hätten, wäre es leicht zu sehen, dass es einen Verlust von Masse als Energie gibt. Aber wir sollten anmerken, dass die Leute damals sogar begonnen hatten, am Energieerhaltungsprinzip zu zweifeln, erst als neue Teilchen vorhergesagt und gefunden wurden, die die Gleichungen ausgleichen, begannen sich die Dinge zu beruhigen.

Aber keine dieser Zerfallsgleichungen setzte genügend Energie frei, die sofort ersichtlich gemacht hätte, dass während der Spaltungsprozesse Energie freigesetzt wurde! Der Abschnitt zur Geschichte der Kernspaltung besagt eindeutig, dass die Spaltung nach 5 Jahrzehnten der Arbeit an der Radioaktivität entdeckt wurde, damals hatten die Physiker viele experimentelle Daten und die Einstein-Gleichung, um herauszufinden, dass ein Teil der Masse als Energie verloren ging.

Ich würde also sagen, dass Experimente zur Radioaktivität und die fehlende Masse in Gleichungen für den radioaktiven Zerfall die Idee der Energieerzeugung durch Kernspaltung hervorgebracht haben.

Was die Fusion betrifft, heißt es auf der Kernfusionsseite von Wikipedia eindeutig:

Nach der Entdeckung des Quantentunnelns durch Friedrich Hund nutzten Robert Atkinson und Fritz Houtermans 1929 die gemessenen Massen leichter Elemente, um vorherzusagen, dass durch die Verschmelzung kleiner Kerne große Energiemengen freigesetzt werden könnten. Aufbauend auf den Kerntransmutationsexperimenten von Ernest Rutherford, die einige Jahre zuvor durchgeführt wurden, wurde die Laborfusion von Wasserstoffisotopen erstmals 1932 von Mark Oliphant durchgeführt.

Sie können die Entdeckung der Fusion entweder den Experimenten zuschreiben, die zur Idee des Quantentunnelns führten, oder der Neugier von Robert Atkinson und Fitz Houtermans, Lichtmassen zusammenzuschlagen. Ich bevorzuge letzteres, aber das ist nur eine Entscheidung, die ich treffe.

PS: Neutronen, die es uns ermöglichen, eine Spaltung zu erreichen, wurden 1932 entdeckt, und Fermi und seine Kollegen experimentierten damit, den Urankern mit Neutronen zu bombardieren, und berichteten über mehrere Spaltungsreaktionen. Dies alles wird auf der Seite zur Kernspaltung erwähnt und muss ein entscheidender Schritt zur Entdeckung der Kernspaltung gewesen sein

Laut der Wikipedia-Seite zur Kernspaltung fand 1938 das einzige Experiment statt, das die Physiker wirklich für die Kernenergie begeisterte, als die Kernspaltung entdeckt wurde. Das Experiment beinhaltete die Spaltung eines Uranatoms, und die Wissenschaftler stellten fest, dass Bariumatome erzeugt wurden. Die Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass das Uranatom wie ein Wassertropfen war, der gespalten wurde, und berechneten, dass die durch die elektrische Abstoßung zwischen den neu entstandenen Bariumatomen erzeugte Energiemenge etwa 200 MeV betrug. Dieses Ergebnis von 200 MeV stimmte mit dem überein, was von vorhergesagt wurde$E=m{c}^{2}$beim Vergleich der Masse des ursprünglichen Urans und des produzierten Bariums.

Es ist interessant, dass das Ergebnis von$E=m{c}^{2}$war nicht notwendig, um festzustellen, dass die Kernspaltung große Mengen an Energie erzeugen würde.

Einsteins Masse-Energie-Äquivalenz:$E=mc^2$sagten Wissenschaftlern, dass Energie in Masse existiert, das heißt in Atomen, und die Spaltung eines Atoms setzt enorme Mengen an nuklearer Bindungsenergie frei. Dann fanden sie heraus, dass schießende Neutronen Atome spalten können und viel Energie freisetzen, daher wussten sie, dass sie damit beginnen können, sie zu nutzen. So wussten sie, dass Kernspaltung AKA Atome spalten könnte.