¿Qué experimento dio a los científicos razones para creer que la fisión/fusión nuclear producía energía?

qué experimento dio a los científicos la razón para creer que existía la fisión/fusión nuclear

Fusión fue primero.

Francis William Aston construyó un espectrómetro de masas en 1919 y midió las masas de varios isótopos, y se dio cuenta de que la masa del helio-4 era menos de 4 veces la del hidrógeno-1.

A partir de esta información, Arthur Eddington propuso la fusión del hidrógeno como posible fuente de energía de las estrellas.

"Ciertas investigaciones físicas realizadas el año pasado, de las que espero que nos enteremos en esta reunión, me hacen probable que una parte de esta energía subatómica se esté liberando en las estrellas. Los experimentos de FW Aston parecen dejar No cabe duda de que todos los elementos están constituidos por átomos de hidrógeno unidos con electrones negativos. El núcleo del átomo de helio, por ejemplo, consta de 4 átomos de hidrógeno unidos con 2 electrones. Pero Aston ha demostrado además de manera concluyente que la masa de el átomo de helio es menor que la suma de las masas de los 4 átomos de hidrógeno que entran en él, y en esto de todos modos los químicos están de acuerdo con él. Hay una pérdida de masa en la síntesis que asciende a aproximadamente 1 parte en 120, el peso atómico del hidrógeno es 1.008 y el del helio solo 4".Eddington 24 de agosto de 1920

En ese momento no se entendía que un neutrón era distinto de un protón. Se pensaba que el núcleo del helio 4 contenía 4 protones y 2 electrones (en lugar de dos protones y dos neutrones), pero la idea principal de Eddington de que el hidrógeno al fusionarse con el helio liberaba energía alimentando así a las estrellas era correcta.

Eric Doolittle propuso un vago proceso de fisión en las estrellas en 1919, pero por supuesto esto era incorrecto: "Parece muy probable que cuando se someten a estas temperaturas y presiones inconcebiblemente grandes, los átomos pueden romperse, y una parte, al menos, de su puede liberarse energía subatómica. Y sólo es necesario suponer que una parte de la energía del átomo es de esta manera irradiada al espacio para que la vida de un sol, o una estrella, pueda prolongarse casi indefinidamente".

La fisión de elementos pesados ​​se descubrió en la década de 1930. Los experimentos de Enrico Fermi provocaron la fisión en 1934, aunque él no se dio cuenta de que se estaba produciendo la fisión. Otto Hahn y Fritz Strassmann concluyeron que tras el bombardeo de neutrones, el uranio se dividió en dos núcleos más ligeros. Lise Meitner y Otto Frisch hicieron cálculos sobre la gran cantidad de energía liberada e introdujeron el término "fisión".

'Cada pieza de conocimiento en la ciencia tiene un comienzo en el experimento de alguien'

Una visión que hace tiempo que dejó de ser correcta. De hecho, diría que la idea de la energía nuclear se estableció por primera vez cuando Einstein formuló la equivalencia masa-energía:$E=m_0c^2$, que muestra que hay enormes cantidades de energía escondidas en la materia ordinaria, si puedes encontrar una manera de convertirla...

Las dos respuestas aquí dicen que la idea fue concebida a partir de la famosa ecuación de Einstein, ¡no las habría negado si también hubieran mostrado cómo la gente llegó de esa ecuación a la fisión y la fusión!

También creo que "todavía" todas las ideas se basan en experimentos, ¡y diría que la idea de al menos la fisión nació con la idea de la descomposición radiactiva!

Lea aquí .

En la historia de la desintegración radiactiva, han explicado que al principio Becquerel pensó que algún tipo de radiación, como los rayos X, estaba manipulando sus experimentos y produciendo las observaciones, pero muchos, muchos experimentos realizados más tarde por varios científicos se estableció que diferentes tipos de desintegraciones pueden que conducen a diferentes tipos de núcleos resultantes.

¡Tan pronto como verifique las ecuaciones para estas desintegraciones y las masas involucradas, sabrá que falta algo de masa! (Tenga en cuenta que la radiactividad se descubrió en 1896, antes de la famosa ecuación de einstien) Ahora, "si" los científicos tenían la ecuación, era fácil ver que había pérdida de masa como energía. Pero debemos tener en cuenta que la gente incluso había comenzado a dudar del principio de conservación de la energía en ese momento, solo cuando se predijeron nuevas partículas y se descubrió que equilibraban las ecuaciones, las cosas comenzaron a estabilizarse.

¡Pero cualquiera de estas ecuaciones de desintegración no liberó suficiente energía que habría hecho inmediatamente evidente que hubo liberación de energía durante los procesos de fisión! La sección de historia de la fisión nuclear establece claramente que la fisión se descubrió después de 5 décadas de trabajo sobre la radiactividad, en ese momento los físicos tenían muchos datos experimentales y la ecuación de Einstein para darse cuenta de que una parte de la masa se estaba perdiendo como energía.

Entonces, diría que los experimentos sobre la radiactividad y la masa faltante en las ecuaciones para la descomposición radiactiva dieron origen a la idea de la generación de energía de la fisión nuclear.

Ahora, en lo que respecta a la fusión, la página de fusión nuclear de wikipedia establece claramente que:

Tras el descubrimiento de los túneles cuánticos por Friedrich Hund, en 1929 Robert Atkinson y Fritz Houtermans utilizaron las masas medidas de elementos ligeros para predecir que se podrían liberar grandes cantidades de energía al fusionar núcleos pequeños. Sobre la base de los experimentos de transmutación nuclear de Ernest Rutherford, llevados a cabo varios años antes, la fusión de laboratorio de isótopos de hidrógeno fue realizada por primera vez por Mark Oliphant en 1932.

Puede dar crédito del descubrimiento de la fusión a los experimentos que condujeron a la idea del efecto túnel cuántico oa la curiosidad de Robert Atkinson y Fitz Houtermans por unir masas ligeras. Prefiero lo último, pero eso es solo una elección que hago.

PD: el neutrón que nos permite lograr la fisión fue descubierto en 1932, y Fermi y sus colegas estaban experimentando con el bombardeo de núcleos de uranio con neutrones y reportaron varias reacciones de fisión. Todo esto se menciona en la página de fisión nuclear, y debe haber sido un peldaño crucial para el descubrimiento de la fisión.

Según la página de Wikipedia sobre fisión nuclear , el único experimento que realmente hizo que los físicos se entusiasmaran con la energía nuclear ocurrió en 1938 cuando se descubrió la fisión nuclear. El experimento implicó dividir un átomo de uranio y los científicos notaron que se producían átomos de bario. Los científicos concluyeron que el átomo de uranio era como una gota de agua que se partía y calcularon que la cantidad de energía producida por la repulsión eléctrica entre los átomos de bario recién creados era de unos 200 MeV. Este resultado de 200 MeV coincidió con lo predicho por$E=m{c}^{2}$al comparar la masa del uranio original y el bario producido.

Es interesante que el resultado de$E=m{c}^{2}$No era necesario determinar que la fisión nuclear produciría grandes cantidades de energía.

Equivalencia masa-energía de Einstein:$E=mc^2$dijo a los científicos que la energía existía en masa, lo que significa en átomos y dividir un átomo libera enormes cantidades de energía de enlace nuclear. Luego descubrieron que disparar neutrones puede dividir átomos y liberar mucha energía, por lo que supieron que podían comenzar a utilizarla. Así es como sabían que se podía hacer la fisión nuclear, también conocida como división de átomos.