핵분열의 발견

1939년 1월 6일, 전문가들은 최초의 성공적인 핵분열에 대해 알게 되었습니다. 과학자 오토 한(Otto Hahn)과 프리츠 슈트라스만(Fritz Straßmann)은 "Naturwissenschaft" 저널에 중성자와 함께 우라늄을 조사하는 방법에 대해 알립니다.

원자를 분리하려는 시도는 더 이상 새로운 것이 아닙니다. 1919년에 물리학자 어니스트 러더퍼드(Ernest Rutherford)는 최초의 원자를 "분쇄"하여 질소를 산소로 바꿨습니다. 그는 한 요소에서 다른 요소를 얻었습니다. 그러나 산소 원자는 질소 원자보다 약간 더 무겁습니다. 그 후 몇 년 동안 유명한 원자 실험실은 모두 원자를 변환했습니다.

원자분열을 통한 발전은 오랫동안 희망이 없었습니다

원자에 충격을 가하면 원래의 원소와 무게 차이가 거의 없는 원소만 생성된다는 것이 확립된 법칙이었습니다. 과학자들은 원자핵이 중간에 분열하는 것은 불가능하다고 생각했습니다. 그렇기 때문에 원자핵이 터질 때 발생해야 하는 엄청난 에너지를 방출하는 것은 불가능하다고 여겨졌습니다.

첫번째 핵분열

로마의 엔리코 페르미(Enrico Fermi)나 베를린의 리제 마이트너(Lise Meitner), 오토 한(Otto Hahn)과 같은 경험이 풍부한 실험 연구자들은 수년 동안 이러한 기반으로 실험했지만 끊임없이 새로운 모순에 직면했습니다. 1938년 11월, 오토 한(Otto Hahn)은 자신이 해결책을 알고 있다고 생각했습니다. 코펜하겐에서 그는 유명한 물리학자이자 노벨상 수상자인 닐스 보어(Niels Bohr)를 만나 우라늄이 라듐으로 변하는 것에 대해 어떻게 생각하는지 물었습니다. 라듐은 우라늄보다 그다지 가볍지 않지만 보어는 무게 차이가 너무 크다는 것을 발견했습니다.

Hahn은 베를린으로 돌아와 자신의 가정이 옳았다는 것을 증명하고 싶었습니다. 1938년 12월, 오토 한(Otto Hahn)과 그의 동료 프리츠 슈트라스만(Fritz Straßmann)은 베를린의 카이저 빌헬름 화학 연구소(Kaiser Wilhelm Institute for Chemistry)에서 우라늄 원자에 충격을 가해 라듐을 얻으려고 했습니다. 그들은 성공하지 못했습니다. 그러나 전혀 예상하지 못한 일이 일어났습니다. 우라늄에 핵입자를 충돌시키면서 우라늄의 절반밖에 안되는 무게의 바륨 원소를 발견했습니다. 따라서 이 바륨은 핵분열에 의해 생성된 것이 분명합니다.

Lise Meitner가 이벤트를 올바르게 해석합니다

며칠 후 한은 카이저 빌헬름 연구소의 동료인 물리학자 리세 마이트너에게 이 발견에 관해 편지를 썼습니다. 마이트너는 몇 달 전에 유대인으로서 독일을 떠나야 했습니다. 물리학자이기도 한 조카 오토 로베르트 프리슈(Otto Robert Frisch)와 함께 그녀는 우라늄 핵분열에 대한 물리학적 해석을 최초로 제시한 사람이었습니다.

1939년 초 Otto Hahn과 그의 동료 Fritz Straßmann은 그들의 실험 결과를 발표했습니다. "우라늄에 중성자를 조사할 때 형성되는 알칼리 토금속의 검출 및 거동에 관한" 기사가 1939년 1월 6일 "Naturwissenschaft" 저널에 게재되었습니다. 오토 한(Otto Hahn)은 그의 발견으로 1944년 노벨 화학상을 수상했습니다.

원자력과 핵무기

핵분열 연구는 원자력 시대라는 새로운 시대를 열었습니다. 당시 핵분열의 가장 흥미로운 점은 원자핵에 저장된 에너지를 이용할 수 있다는 점이었습니다. 자연 방사능은 이에 적합하지 않았습니다. "반면에 핵분열에서는 연쇄 반응으로 에너지를 생성하는 핵 과정을 증가시키는 것이 가능합니다. 각 핵분열은 추가 핵분열을 촉발할 수 있는 몇 개의 중성자를 방출하기 때문입니다"라고 마인츠 대학교는 말합니다. 미국은 핵무기 개발을 대대적으로 추진했다.

국제적으로, 특히 미국에서 이 발견은 엄청난 반향을 불러일으켰습니다. 최초의 원자로는 1942년 12월 2일 시카고에서 작동을 시작했으며 이탈리아 물리학자 엔리코 페르미의 감독하에 실현되었습니다. 그 현상을 기술로 옮기는 데 불과 4년이 걸렸습니다. 시카고 발전소는 전기를 생산하는 데 사용되지 않았지만 핵무기 건설을 목표로 한 맨해튼 프로젝트의 일부였습니다. 원자폭탄의 개발과 건설은 막대한 노력을 기울여 추진되었습니다. 제2차 세계대전 당시 미국은 처음으로 핵무기를 사용했습니다.

민간 원자로 기술

예를 들어 의료 진단과 같은 원자력의 평화적 응용은 전쟁 후에 주로 알려지고 사용되었습니다. 1986년 4월 체르노빌 원자로 사고로 민간 원자로 기술도 황혼에 빠졌다. 지금까지 이어지고 있는 원전의 안전성에 대한 논의가 시작됐다.

방사능과 핵분열

방사능은 예를 들어 우주 방사선의 형태로 어디에나 존재합니다. 높은 산에서는 공기가 더 희박하고 우주에서 나오는 방사능 방사선이 잘 차단되지 않습니다. 그러나 방사성 방사선은 화산암과 같은 땅에서도 나옵니다.

방사성이라는 용어는 특정 물질이 외부 영향 없이 변환되어 특성 방사선을 방출하는 특성을 나타냅니다. 원자는 종종 안정적이지 않습니다. 그들은 자발적으로 붕괴하고 이온화, 즉 방사성 방사선을 방출합니다. 그러나 적절한 여기 에너지를 공급함으로써 원자의 붕괴를 인위적으로 강제할 수도 있습니다. 중성자를 조사하면 원자핵은 두 개 이상의 상당히 가벼운 원자핵으로 분할됩니다.

이러한 분할은 운동 에너지와 강렬한 방사선을 방출합니다. 또한 2~3개의 중성자가 생성되는데, 이는 다른 원자핵을 치고 분열시키는 데 사용될 수 있습니다. 이로 인해 눈사태와 같은 붕괴 과정이 생성됩니다. 핵분열은 에너지를 생성하는 데 사용될 수 있지만 핵무기에도 사용될 수 있습니다.