Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 49. 7 dec. 1935 - Kärnfysik och kärnkemi, av O. Klein
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
488
TEKNISK TIDSKRIFT
"27 april 1935
en liknande spridningsverkan, som kortvågigt ljus
åstadkommer, när det träffar elektroner
(Compton-effekt), men vid närmare påseende stötte denna
förklaring på oövervinnerliga svårigheter. Dels var
antalet av sådana protoner ofantligt mycket större än
man hade skäl att vänta på grund av teorien för
Comptoneffekten, dels visade Chadwick att man på
detta sätt omöjligt kunde få försöken att stämma med
lagarna för energiens och rörelsemängdens
oförstörbarhet, vilket framträdde särskilt tydligt efter att
Chadwick hade lyckats att
framställa även snabba
kvävekärnor med hjälp av
berylliumstrålningen.
Emellertid kunde han visa att
försöken läto sig förklara,
om man antog att
protonerna eller kvävekärnorna
fingo sin hastighet
därigenom, att de träffades
av partiklar med
ungefär lika stor massa som
protonerna själva. Detta
skulle betyda att den
gåtfulla strålningen måste
bestå av någon sorts
atomkärnor. Men vanliga
atomkärnor kunde det inte vara,
ty dessa bromsas på ett
välkänt sätt, när de stöta
samman med luftens eller andra
ämnens molekyler. Den nya
strålningens stora
genom-trängningsförmåga tydde
däremot på att de
hypotetiska partiklar, som det
var tal om, endast kunde
stoppas, när de stötte
samman med själva atomkärnorna. Detta tvingade
Chadwick att anta att de nya partiklarna voro utan
elektrisk laddning, vilket skulle kunna förklara, att
deras växelverkan med andra atomer är så ringa.
Som man vet, har en atomkärna en positiv
laddning, vars storlek utgöres av ett antal
elementar-laddningar, som är lika med motsvarande elements
ordningsnummer i grundämnenas naturliga system,
det s. k. periodiska systemet. Sålunda bär
vätekärnan, protonen, en enhetsladdning, heliumkärnan två
enhetsladdningar etc. Den nya partikeln, för vilken
Chadwick föreslog namnet neutron, skulle sålunda
vara en atomkärna med ordningsnumret noll, en
atomkärna, som på grund av sin brist på elektrisk
laddning inte kan binda några elektroner och
därför inte kan bilda någon atom i ordets vanliga mening.
Redan för många år sedan hade Rutherford
förmodat, att en sådan atomkärna skulle finnas och spela
en viss roll för de andra atomkärnornas struktur, i
det han samtidigt påpekade, att den på grund av sin
oerhört stora genomträngningsförmåga borde vara
synnerligen svår att upptäcka. Detta bestyrktes nu
fullständigt genom Chadwicks allt noggrannare och
mera varierade försök. Det blev sålunda möjligt att
bestämma neutronens massa med stor precision. Den
visade sig avvika mindre än 0,1 % från protonens
massa. Vad neutronernas genomträngningsförmåga
angår, så tillryggalägger en snabb proton i luft vid
vanlig temperatur en sträcka på ca en km mellan
två stötar. I vatten blir motsvarande sträcka av
storleksordning 10 cm. Långsamma neutroner äro
emellertid betydligt mindre genomträngande.
Under de senaste åren ha ett stort antal forskare
sysslat med neutronerna och lyckats framställa dem
genom sprängning av många olika atomkärnor, och
det är mycket, som tyder på, att man vid lämpliga
försöksbetingelser skall kunna få dem ur vilken
atomkärna som helst. Det låg därför nära till hands
att tänka sig neutronerna
som reguljära
byggnadsstenar i alla atomkärnor. Med
hjälp av denna tanke ha ett
antal forskare, av vilka
främst Heisenberg måste
nämnas, kommit till
intressanta och lovande resultat
med hänsyn till
atomkärnornas inre struktur, en
fråga som trätt allt mer i
förgrunden för de teoretiska
fysikernas intresse. Man
tänker sig därvidlag, att
kärnan består av ett antal
protoner lika med
elementets ordningsnummer, som
anger storleken av kärnans
positiva laddning och ett
antal neutroner, som anger
återstoden av atomvikten
(bortsett från den lilla
avvikelsen från ett heltal
svär-de) när ordningsnumret har
subtraherats bort. Genom i
och för sig rätt plausibla
antaganden om de krafter, som
skulle verka mellan en
neutron och en proton, har Heisenberg kunnat visa att en
samling av protoner och neutroner, så länge hela
laddningen är så liten, att protonernas ömsesidiga
från-stötning kan förummas, blir stabilast, om antalet
protoner och antalet neutroner är lika. Det skulle betyda,
att ordningsnumret bör vara lika med halva
atomvikten, vilket stämmer väl för elementen i början av det
periodiska systemet. Tar man hänsyn till laddningen,
förskjuts jämvikten så, att den stabilaste kärnan
innehåller ett mindre antal protoner än neutroner,
vilket betyder att atomvikten blir mer än dubbelt
så stor som atomnumret; och detta är just vad man
finner i den senare delen av det periodiska systemet.
För att förstå att vissa elements atomkärnor av sig
själva utsända elektroner, s. k. /^-partiklar, antar
Heisenberg vidare, att en neutron under lämpliga
förhållanden kan övergå till en proton under
utsändande av en elektron. Genom en närmare
utformning av denna föreställning, som har gjorts av
italienaren Fermi, har det blivit möjligt att uppnå ett visst
samband mellan sannolikheten för dylika ^-processer
och den växelverkan mellan neutroner och protoner,
som skulle bilda grundvalen för atomkärnornas
stabilitet.
Sedan Rutherford för ungefär 15 år sedan för
första gången lyckades att åstadkomma konstgjorda
sprängningar av atomkärnor genom att beskjuta
olika ämnen med snabba a-partiklar från radioaktiva
James Chadwick.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
