Σάββατο 10 Απρίλη 2021 - Κυριακή 11 Απρίλη 2021
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
Σελίδα 35
ΠΟΙΚΙΛΗΣ ΥΛΗΣ - ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Λύθηκε επίμονο μυστήριο σχετικά με την πυρηνική σχάση

Η πυρηνική σχάση είναι φυσικό φαινόμενο που ανακαλύφθηκε πριν από 80 χρόνια, αλλά υπάρχουν ακόμα αναπάντητα ερωτήματα για πλευρές της. Ενα απ' αυτά, που παρέμενε μυστήριο επί σαράντα χρόνια, είναι γιατί τα κομμάτια που προκύπτουν από τη σχάση εμφανίζουν ιδιοπεριστροφή μετά τη διάσπαση του αρχικού πυρήνα.

Οπως μια ψηλή στοίβα από νομίσματα είναι ασταθής, έτσι είναι και οι πυρήνες ατόμων, που απαρτίζονται από πολλά πρωτόνια και νετρόνια. Αντί να καταρρέουν, οι βαρείς πυρήνες έχουν την τάση να διασπώνται, αντίδραση γνωστή ως πυρηνική σχάση. Ομως, η παρατηρούμενη περιστροφή των (συνήθως δύο) νέων πυρήνων που προκύπτουν δεν μπορεί να εξηγηθεί εύκολα, καθώς ο πυρήνας που διασπάστηκε δεν περιστρεφόταν. Οπως δεν περιμένει κανείς ότι ένα μακροσκοπικό αντικείμενο θα αρχίσει να κινείται από μόνο του, χωρίς κάποια δύναμη να ασκηθεί πάνω του, έτσι και ένα σώμα δεν μπορεί να αρχίσει να περιστρέφεται, αν δεν του ασκηθεί κάποια ροπή. Το αντίθετο θα σήμαινε παραβίαση της αρχής της διατήρησης της στροφορμής.

Παλιότερες έρευνες είχαν δείξει ότι η σχάση αρχίζει όταν το σχήμα του πυρήνα παραμορφωθεί ως αποτέλεσμα αλληλεπιδράσεων μεταξύ των πρωτονίων (φυσική ραδιενεργός διάσπαση) ή πλήγματος από ταχέως κινούμενο νετρόνιο. Τότε για μια στιγμή σχηματίζονται δύο λοβοί και ένας «λαιμός» ανάμεσά τους. Οταν ο πυρήνας τελικά αποσυντεθεί, αυτά τα κομμάτια απομακρύνονται γρήγορα και ο «λαιμός» κόβεται.

Μία ερμηνεία που διερευνήθηκε αρκετά στο παρελθόν είναι ότι η περιστροφή των κομματιών του πυρήνα που διασπάστηκε είναι αποτέλεσμα υποατομικών αλληλεπιδράσεων (θερμικών κινήσεων και κβαντικών διακυμάνσεων) πριν από την τελική φάση της διάσπασης. Μια άλλη ερμηνεία απέδιδε την περιστροφή σε απωστικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των πρωτονίων των δύο κομματιών. Τα πειραματικά δεδομένα δεν επιβεβαίωσαν κάποια από αυτές τις ερμηνείες. Πρόσφατα, όμως, έρευνα επιστημονικής ομάδας με επικεφαλής τον Τζόναθαν Γουίλσον, πυρηνικό φυσικό στο εργαστήριο Ζολιό - Κιουρί του Παρισιού, απέδειξε οριστικά ότι η περιστροφή προκύπτει μετά τη διάσπαση. Οι ερευνητές μελέτησαν ραδιενεργά στοιχεία, όπως το θόριο, το ουράνιο και το καλιφόρνιο παρατηρώντας τις ακτίνες γάμμα που εκπέμπονται κατά τη διάσπασή τους. Αν η περιστροφή των κομματιών οφειλόταν σε φαινόμενα πριν από την τελική στιγμή της σχάσης, τότε τα κομμάτια θα είχαν ίσες και αντίθετες ιδιοπεριστροφές. Ομως, σε όλα τα πειράματα αποδείχτηκε ότι το ένα κομμάτι περιστρεφόταν τυχαία και ανεξάρτητα από το άλλο.

Οι επιστήμονες υποπτεύονται ότι καθώς ο πυρήνας μακραίνει και κόβεται, τα κομμάτια του μοιάζουν σαν δάκρυα. Καθένα από αυτά τα κομμάτια έχει μια ιδιότητα που μοιάζει με την επιφανειακή τάση (π.χ. του νερού), που τα ωθεί να μειώσουν την επιφάνειά τους, αποκτώντας πιο σφαιρικό σχήμα, όπως συμβαίνει για παράδειγμα με τις φούσκες. Η απελευθέρωση αυτής της ενέργειας προκαλεί τη θέρμανση και την περιστροφή τους, όπως συμβαίνει με τα άκρα ενός μικρού λάστιχου, όταν το τεντώσουμε υπερβολικά και σπάσει. Αναγνωρίζουν ότι η θεωρία τους δεν περιγράφει με επαρκή λεπτομέρεια το φαινόμενο και γι' αυτό μπορεί να εξηγήσει μέχρι το 85% των παρατηρούμενων παραλλαγών στην ιδιοπεριστροφή των κομματιών του πυρήνα. Παρ' όλ' αυτά, τα συμπεράσματά τους θεωρούνται σημαντικά, καθώς μπορεί να οδηγήσουν στην καλύτερη μοντελοποίηση της διαδικασίας της σχάσης και της κατασκευής πυρηνικών αντιδραστήρων. Οι ακτίνες γάμμα που εκπέμπονται από τα γρήγορα περιστρεφόμενα κομμάτια του πυρήνα του σχάσιμου υλικού, προκαλούν επιπλέον θέρμανση του αντιδραστήρα και το φαινόμενο αυτό δεν ήταν έως τώρα εύκολα υπολογίσιμο.


Κορυφή σελίδας
Μνημεία & Μουσεία Αγώνων του Λαού
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ