Какой эксперимент дал ученым основания полагать, что ядерное деление/синтез дает энергию?

какой эксперимент дал ученым основания полагать, что ядерное деление/синтез существует

Фьюжн был первым.

Фрэнсис Уильям Астон построил масс-спектрометр в 1919 году и измерил массы различных изотопов, поняв, что масса гелия-4 меньше чем в 4 раза больше массы водорода-1.

Исходя из этой информации, Артур Эддингтон предложил водородный синтез как возможный источник энергии звезд.

«Некоторые физические исследования, проведенные в прошлом году, о которых, я надеюсь, мы услышим на этом собрании, наводят меня на мысль, что некоторая часть этой субатомной энергии действительно высвобождается в звездах. Нет места для сомнения в том, что все элементы состоят из атомов водорода, связанных вместе отрицательными электронами. Ядро атома гелия, например, состоит из 4 атомов водорода, связанных с 2 электронами. Но далее Астон убедительно показал, что масса атом гелия меньше суммы масс 4-х атомов водорода, входящих в него, и в этом, во всяком случае, с ним согласны химики. Потеря массы при синтезе составляет примерно 1 часть на 120, атомный вес водорода 1,008, а гелия всего 4».Эддингтон 24 августа 1920 г.

В то время еще не понимали, что нейтрон отличается от протона. Считалось, что ядро ​​гелия 4 содержит 4 протона и 2 электрона (вместо двух протонов и двух нейтронов), но основная идея Эддингтона о том, что водород, сливаясь с гелием, высвобождает энергию, питающую звезды, была верна.

Эрик Дулиттл в 1919 г. предположил смутный процесс деления звезд, но, конечно, это было неверно: «Кажется весьма вероятным, что под воздействием этих невообразимо высоких температур и давлений атомы могут распадаться, и по крайней мере часть их субатомная энергия может быть высвобождена. И нужно только предположить, что часть энергии атома таким образом излучается в пространство, чтобы жизнь солнца или звезды могла быть продлена почти до бесконечности».

Деление тяжелых элементов было открыто в 1930-х годах. Эксперименты Энрико Ферми вызвали деление в 1934 году, хотя он не осознавал, что происходит деление. Отто Ган и Фриц Штрассманн пришли к выводу, что при бомбардировке нейтронами уран распадается на два более легких ядра. Лиза Мейтнер и Отто Фриш произвели расчеты большого количества выделяемой энергии и ввели термин «деление».

«Каждое знание в науке имеет начало, лежащее в чьем-то эксперименте»

Взгляд, который давно перестал быть правильным. На самом деле, я бы сказал, что идея ядерной энергии впервые возникла, когда Эйнштейн сформулировал эквивалентность массы и энергии:$E=m_0c^2$, который показывает, что в обычной материи скрыто огромное количество энергии, если вы сможете найти способ ее преобразовать...

Два ответа здесь говорят, что идея была задумана из знаменитого уравнения Эйнштейна, я бы не отрицал их, если бы они также показали, как люди пришли из этого уравнения к делению и синтезу!

Я также считаю, что «до сих пор» каждая идея основана на экспериментах, и я бы сказал, что идея по крайней мере деления родилась с идеей радиоактивного распада!

Читайте здесь .

В истории радиоактивного распада они объяснили, что сначала Беккерель думал, что какой-то вид излучения, такой как рентгеновские лучи, вмешивался в его эксперименты и производил наблюдения, но многие-многие эксперименты, проведенные позже разными учеными, установили, что различные типы распадов могут происходят, которые приводят к различным типам результирующих ядер.

Как только вы проверите уравнения для этих распадов и связанных с ними масс, вы поймете, что какой-то массы не хватает! (Обратите внимание, что радиоактивность была открыта в 1896 году, до знаменитого уравнения Эйнштейна.) Теперь, «если бы» у ученых было уравнение, было бы легко увидеть, что происходит потеря массы в виде энергии. Но надо отметить, что в то время люди даже начали сомневаться в принципе сохранения энергии, только когда были предсказаны и найдены новые частицы, уравновешивающие уравнения, дело стало налаживаться.

Но ни одно из этих уравнений распада не выделяло достаточно энергии, которая сразу сделала бы очевидным выделение энергии в процессах деления! В разделе истории ядерного деления ясно сказано, что деление было открыто после 5 десятилетий работы над радиоактивностью, в то время у физиков было много экспериментальных данных и уравнение Эйнштейна, чтобы понять, что часть массы теряется в виде энергии.

Итак, я бы сказал, что эксперименты с радиоактивностью и недостающей массой в уравнениях радиоактивного распада породили идею получения энергии при делении ядер.

Теперь, что касается термоядерного синтеза, на странице ядерного синтеза в Википедии четко говорится, что:

После открытия Фридрихом Хундом квантового туннелирования в 1929 году Роберт Аткинсон и Фриц Хоутерманс использовали измеренные массы легких элементов, чтобы предсказать, что большое количество энергии может быть высвобождено при слиянии небольших ядер. Основываясь на экспериментах по ядерной трансмутации Эрнеста Резерфорда, проведенных несколькими годами ранее, лабораторный синтез изотопов водорода впервые осуществил Марк Олифант в 1932 году.

Вы можете отдать должное открытию термоядерного синтеза либо экспериментам, которые привели к идее квантового туннелирования, либо любопытству Роберта Аткинсона и Фитц-Хаутерманса столкнуть световые массы вместе. Я предпочитаю последнее, но это просто мой выбор.

PS: нейтрон, который позволяет нам осуществить деление, был открыт в 1932 году, и Ферми и его коллеги экспериментировали с бомбардировкой ядра урана нейтронами и сообщили о нескольких реакциях деления. Все это упоминается на странице о ядерном делении и, должно быть, было важным шагом к открытию деления.

Согласно странице Википедии о ядерном делении , один эксперимент, который действительно заставил физиков увлечься ядерной энергией, произошел в 1938 году, когда было открыто ядерное деление. Эксперимент включал расщепление атома урана, и ученые заметили, что образуются атомы бария. Ученые пришли к выводу, что атом урана подобен расщепленной капле воды, и подсчитали, что количество энергии, производимой электрическим отталкиванием между вновь созданными атомами бария, составляет около 200 МэВ. Этот результат в 200 МэВ совпал с тем, что было предсказано$E=m{c}^{2}$при сравнении массы исходного урана и произведенного бария.

Интересно, что результат$E=m{c}^{2}$не было необходимости определять, что ядерное деление будет производить большое количество энергии.

Массово-энергетическая эквивалентность Эйнштейна:$E=mc^2$сказал ученым, что энергия существует в массе, что означает в атомах, а расщепление атома высвобождает огромное количество ядерной энергии связи. Затем они обнаружили, что стреляющие нейтроны могут расщеплять атомы и высвобождать много энергии, поэтому поняли, что могут начать ее использовать. Вот как они узнали, что можно осуществить ядерное деление или расщепление атомов.