Árdagar kjarneðlisfræðinnar – Hver var hugsunin?

Heimild:

.

September 2008

Kjarnorka á komandi tímum

Fyrir rúmlega 70 árum, eða árið 1947,  kom út bók á íslensku sem nefnist Kjarnorka á komandi tímum. Bókin er 216 blaðsíður að lengd og merkilega yfirgripsmikil. Höfundur bókarinnar er David Dietz, sem hlaut Pulitzer verðlaunin árið 1937, en þýðandi Ágúst H. Bjarnason (1875-1952) sem var prófessor við heimspekideild Háskóla Íslands og tvisvar rektor. (Málverkið er eftir Ásgeir Bjarnþórsson og er gert árið 1944).

70 ár er óneitanlega langur tími. Hvað skyldu menn hafa verið að hugsa á árdögum kjarneðlisfræðinnar? Hvað hefur breyst á þessum tíma? Hvernig hefur mönnum tekist að hagnýta kjarnorkuna?

Í inngangsorðum þýðanda segir m.a:
„En þó höfundi sé einkar lagið að rita ljóst og skýrt og svo, að flestum meðalgreindum mönnum verði skiljanlegt, var efni bókarinnar svo nýtt og af alfaraleið, þar sem um nýjustu eðlis- og efnafræðirannsóknir er að ræða, að það var aðeins með hálfum hug að ég réðst í að þýða hana…“ og síðar: „En því réðst ég í að þýða þessa bók, að ég þykist sannfærður um að kjarnorkurannsóknir þessar ráði ekki einungis aldahvörfum í allri heimsskoðun manna, heldur og í lífi þeirra á þessari jörð, og virðist nú allt undir því komið, hvernig mönnum tekst að hagnýta kjarnorkuna, til góðs eða ills, á komandi tímum; því með valdi sínu á henni má segja, að mennirnir séu orðnir sinnar eigin gæfu eða ógæfu smiðir“.

Bókin skiptist í 15 kafla og hefst frásögnin árið 400 fyrir Krist þegar gríski heimspekingurinn Demokrítos hélt því fram að heimurinn væri ekki annað en tómt rúmið og ótölulegur fjöldi ósýnilegra frumeinda. Fleiri heimspekingar koma við sögu, svo sem Aristóteles, Epíkúros og Lúkretius (orti fræðiljóðið De Rerum Natura).  Þessi forna frumeindakenning Grikkja var ekki endurvakin fyrr en John Dalton gaf út bókina „Nýtt kerfi heimspekilegrar efnafræði“ árið 1808.

Í bókinni fléttast saman frásögn af merkilegum kafla í sögu eðlisfræðinnar, og reyndar sögu mannkyns, og allítarleg kynning á kjarnvísindunum.  Í bókinni eru mörg kunnugleg nöfn. Sem dæmi má nefna vísindamennina (margir þeirra Nóbelsverðlaunahafar)

Avogrado, Bernoulli, Joule, Mendeleev, Arrhenius, Röntgen, Becqurel, Curie, Rutherford, Bohr, Maxwell, Faraday, Hertz, Planck, Einstein, Compton, Wilson, Schrödinger, Heisenberg, Max Born, Geiger, Van de Graff,  de Broglie, Oppenheimer, Fermi, Hahn, Lise Meitner, Szilard, ….

Fjölmargir aðrir koma við sögu í bókinni. Fjallað er um uppbyggingu frumeindanna og hvernig vinna má orku með því að sundra úraníum 235, eða jafnvel með samruna vetnis í helíum eins og gerist í sólinni. Í eftirmála fær Albert Einstein orðið á nokkrum blaðsíðum í kafla sem ber yfirskriftina „Aðalvandamálið býr í hjörtum mannanna“.

Mikið vatn hefur runnið til sjávar síðan þessi bók kom út fyrir hartnær mannsaldri. Það er merkilegt að sjá hve bókin er samt nútímaleg og hve snemma menn sáu fyrir sér kosti og galla við beislun kjarnorkunnar, bæði til góðs og ills, og sáu fyrir ýmis vandamál sem hafa ræst meira og minna. Það er gaman að lesa hve mikil bjartsýni ríkir þrátt fyrir þær ógnir sem menn sáu fyrir og þekktu vel af eigin raun, því örstutt var síðan kjarnorkusprengjum var varpað á Hiroshima og Nagasagi.

Hér fyrir neðan eru nokkrar myndir úr bókinni, en bókina prýða allmargar ljósmyndir og sautján teikningar.

 

Samrunaorka

Í kafla „XIV – Nýtt framtíðarviðhorf….179“ er fjallað um samrunaorku, að breyta vetni í helíum, og vandamál sem menn eru enn þann dag í dag að glíma við.  Hér fyrir neðan eru nokkrar úrklippur úr þessum kafla bókarinnar sem kom út árið 1947.

Í dag, rúmum 60 árum eftir að bókin kom út, eru starfrækt 435 kjarnorkuver í 30 löndum, en fyrsta kjarnorkuverið sem framleiddi raforku fyrir dreifikerfið var reist árið 1954. Framleiðslugeta þeirra er 370.000 megawött, og framleiða þau um 16% af raforku sem notuð er í heiminum. Kárahnjúkavirkjun er 700 megawött og jafngildir þetta því um 530 slíkum virkjunum.

Kjarnorkuver eru keimlík jarðgufuvirkjunum, en varminn frá kjarnaofninum er notaður til að framleiða gufu sem snýr gufuhverflum. Í jargufuvirkjunum myndast gufan í iðrum jarðar. Hvað er það sem myndar varmann þar? Að miklu leyti er það kjarnorka!