בשער-קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער בפייסבוק - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל
דף הבית   |   על בשער   |   פעילויות בשער   |   ספר אורחים   |   צור קשר      רשימת תפוצה
 
 
 > שלח שאלה למומחה
 
 
 
     כל התחומים
     
     
     
     
     
     
     
     אסטרופיזיקה
     הנדסת חשמל
     הנדסת מזון
     כימיה
     פרקינסון
     קרקע ומים
     ננוטכנולוגיה
     הנדסה
     מדעי המחשב
     כימיה
     ביולוגיה
     פיזיקה
     רפואה
     מתמטיקה
     מדעי הסביבה
     גיאוגרפיה
     מוט"ב
     הוראת המדעים
     אזרחות
     כלכלה
     היסטוריה
     משפטים
     פסיכולוגיה
     תנ"ך
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 > בשער האזרחות
 
 
 > הרצאות מומחים ברשת
 
 
 > רשימת תפוצה
 
 > חתום בספר האורחים
 
 > כניסה לשואלים רשומים
 
 
 > English
 
שאלה מספר 9825 - פצצה גרעינית תאריך: 23/07/2018
תחומי דעת:  כימיה  , פיזיקה  

שלום וברכה. תלמידיי שאלו אותי לאחרונה, כיצד מבקעים את האטום לצורך יצירת פצצה גרעינית, שהרי הכוחות בתוך האטום חזקים ביותר, איזה כוח חזק יותר מהם וביכולתו לבקע את האטום? בנוסף, האם יש לכם רעיון לניסוי בנושא זה? אני מניח שלא ניתן לבקע אטום באמצעים הנמצאים במעבדת בית הספר. אודה על תשובתכם במהרה. בתודה, מחמוד עגבריה.

תשובה מאת: פרופ' אלי איזנברג
   

שלום,

הקישור של גרעינים בקיעים (למשל אורניום 235) הוא אכן דרך הכח הגרעיני החזק בין הנוקלאונים (פרוטונים ונייטרונים). אנרגית הקישור ביחס למצב בו כל הנוקלאונים חפשיים היא אכן גבוהה מאד (1.8 מיליארד eV לאטום), אבל הביקוע איננו דורש לספק את האנרגיה הזו, משום שתוצרי הביקוע אינם (רק) נוקלאונים חפשיים, אלא גרעינים אחרים עם אנרגית קישור (כוללת) גדולה יותר. לכן, גם בלי להכניס לחשבון שום כח אחר, הכח החזק (או שיקולי אנרגיה הכרורים בו) "מעדיף" את המצב המבוקע על המצב המקורי של הגרעין הבקיע, היינו למצב המבוקע יש אנרגיה נמוכה יותר.

אם כן אין שום צורך בכח אחר שיתגבר על הכח הגרעיני כדי לאפשר ביקוע, ואורניום 235 מתבקע באופן ספונטני (אלא שהביקוע הספונטני קורה רק לעיתים נדירות; זמן מחצית חיים בערך 700 מליון שנה). כל ביקוע כזה משחרר גם נייטרונים חפשיים, ש"מעודדים" את הדעיכה במסלול הביקוע בגרעינים הסמוכים וכך מתקבלת תגובת שרשרת.

אי אפשר לעשות ניסוי בכתה בביקוע אטומים, כמובן, אבל אפשר להציג את המסה של האטום המבוקע מול זו של תוצרי הביקוע, ולהראות בחישוב שהמצב המבוקע עדיף מבחינה אנרגטית, ואז להסביר שהמצב לפני הביקוע הוא שווי-משקל לא יציב, כמו כדור המאוזן בראש גבעה. מה שדורש הסבר יותר מעמיק היא השאלה מדוע לוקח כל כך הרבה זמן לגרעין להתפרק, אם אכן זה "כדאי לו" אנרגטית, אבל זה דורש הבנה של מושגים מעמיקים יותר - מחסום פוטנציאל, ומינהור קוונטי (אפשר להסביר באנלוגיה למחסומי פוטנציאל בכימיה, שעוברים אותם דרך עירור תרמי).

אפשר לעשות ניסויים במצבים מטאסטביליים בכימיה (לייצר תמיסה super-saturated ולהראות כיצד כל הפרעה קטנה גורמת להפרדות המים והמומס), או אפילו במכניקה (שני כדורים מחוברים בקפיץ חלש, או אפילו בחוט דק שנקרע בקלות, נמצאים על ראש "גבעה". כדי לרדת במורד הגבעה עליהם למתוח את הקפיץ או לקרוע את החוט), כדי להמחיש את הענין.

 

פרופ' אלי איזנברג
ביה"ס לפיזיקה ואסטרונומיה
אוניברסיטת תל אביב
הוסף תגובה הדפס שאלה      שלח לחבר      שאלות מועדפות
שלח שאלה למומחה   |   שמור כדף הבית   |   הוסף למועדפים   |   תנאי שימוש באתר   |   Powered By Art-Up