|
|
||||
|
||||
|
WAT is ’n atoom? Dis ’n minuskule stukkie massa maar dis ook ’n magtige klein struktuurtjie—’n raaiselvormpie van louter energie wat in een hegte entiteit "opgebondel" is.
Met die eerste bom—wat op die stad Hirosjima gegooi is—is tienduisende mense binne minder as ’n minuut gedood deur ’n handvol uraan omtrent so groot soos ’n appel. Met die tweede bom, op die stad Nagasaki, het ’n klompie plutonium nog tienduisende die ewigheid ingeblaas. Die meeste mense weet seker dat ’n enkele atoom ontsettend klein is—trouens, hy is so onbeduidend in omvang dat jy met geen mikroskoop kan loer wat werklik binne-in hom aangaan nie. Daar is sowat 25 miljoen atome op ’n speld se kop. Die atoom is dan ook die heel kleinste deeltjie van enige van die elemente, waaroor in ’n ander artikel breedvoeriger vertel word. Tog is ons hele konkrete, geskape werklikheid geskoei op energie en atome... alles in die onmeetlike hemelruim tot by ons eie vingernaels of voetsole. Die atome van minder as honderd van die elemente wat in die vrye natuur bestaan, verbind op ’n menigte maniere met mekaar om molekules te vorm. Uit sulke molekules is jou wonderlike liggaam en die hele wêreld om jou opgebou. MAAR voor en tydens die donker Middeleeue en selfs daarna is
glad nie op hierdie manier aan materie gedink nie. Griekse geleerdes het in die vroeë Christelike era in Alexandrië, Egipte, ’n rare filosofie rondom hierdie gewaande vierdelige werklikheid uitgewerk. En dit was dié filosofie wat in die Middeleeue deur die sogenaamde "alchemiste" tot selfs koddiger redenasies omskep is waaroor ons vandag net beterwetig kan glimlag. As daar net vier elemente is—só het die Middeleeuse kwak-skeikundiges gereken—dan moet dit mos moontlik wees om enigiets te skep deur dié elemente in presies die regte verhoudings saam te smelt of te meng. Die mens sou selfs goud kon maak indien hy net die regte resep daarvoor het! Daardie koorsagtige soeke na goud het tot die mees buitensporige jaagtogte agter skimme aan gelei. Só was daar die Italiaanse alchemis Bernard Trevisan (1406-1490), wat sy lewe aan dié sinlose droom gewy het. Daar word vertel dat Trevistan onder meer goedgelowig die gele van tweeduisend hoendereiers twee weke lank saam met gelyke dele olyfolie en vitrioel gekook het. Soos so baie andere het hy gereken hy kon die wonderformule vind om basiese grondstowwe in goud te verander. Soos soveel ander is die stomme Trevisan later wreed ontnugter na sy graf. Eers veel later
kon etlike
slim wetenskaplikes, soos die Brit John
Dalton (1766-1844) en andere, die wêreld
oortuig dat daar
nie vier boustene in die heelal is nie, maar darem naastenby honderd. Hierdie
boustene is die elemente. Goud self is ’n element, asook yster, koolstof, waterstof, suurstof,
chloorgas, natrium, uraan, silikon en ’n string ander. Hulle is
enkelvoudige stowwe wat, soos ons gesê het, op ’n duisternis maniere kan
"saamkoek". Met hulle word tafelsout, tee en turfgrond of wat ook al
gevorm. Die
elemente is al meermale vergelyk met die letters van die alfabet
(waarvan daar maar 26 is) en die verbindings van verskillende elemente
weer met die miljoene woorde wat uit daardie letters gevorm kan word. ’n Woord soos "slaan" bestaan byvoorbeeld uit vier verskillende soorte letters: een s, een l, een n en twee a’s—net soos ’n verbinding soos suiker uit 12 porsies koolstof of roet, 22 porsies van die gas waterstof en 11 van die gas suurstof opgebou is.
Ons weet nou ook hoekom dit skeikundig weer heeltemal onmoontlik is om iets met iets te meng en goud uit jou brousel te berei. Goud is immers, soos ons gesien het, ’n element—’n enkelvoudige stof wat nie chemies in enigiets anders "opgebreek" kan word nie.
MAAR
presies wat is ’n atoom dan?
In
sekere opsigte is dit soos ’n klein sonnestelseltjie, hoewel dit ’n
hoogs vereenvoudigde voorstelling is. In die
middel is die kern (son), terwyl elektrone (planete) teen
duiselingwekkende snelhede daarom wentel. Die kern
bestaan in die reël uit twee soorte deeltjies, naamlik protone en
neutrone. Alle atome
is van hierdie drie atoomdeeltjies gevorm en verskil bloot van mekaar in
die getal deeltjies waaruit hulle saamgestel is. Die atoom van die
ligste element, waterstof, het ’n kern wat slegs uit een proton
bestaan, en om hom beweeg ’n enkele elektron. Daarteenoor
het byvoorbeeld die suurstofatoom 8 protone, 8 neutrone en 8 elektrone.
En ’n atoom van uraan, die swaarste natuurlike element, het 92
protone, 143 tot 146 neutrone en 92 elektrone. Só
gesien, het die hele stoflik geskape werklikheid weer nie vier of
honderd soorte boustene nie, maar ’n skamele drie! (Goed,
benewens
die drie soorte atoomdeeltjies, is daar tog ook nog ’n hele klomp sogenaamde subatomiese
partikels. Radioaktiwiteit word deur
geleerdes beskryf as die spontane verval van atoomkerne deur die
uitwerping van subatomiese deeltjies genaamd alfa- en beta-deeltjies, of
van elektromagnetiese strale wat x-strale en gammastrale genoem word.
Maar baie atoomdeeltjies bestaan dikwels net vir kort
rukkies en baiemaal ook net wanneer wetenskaplikes atome in die laboratorium
splyt.) IN
verhouding tot die grootte van ’n atoom, is die elektrone
(planeetjies) baie ver van die kern af. Elektrone is ook baie, baie
klein in vergelyking met die kern. Trouens, as daardie kern ’n ertjie
was, sou die elektrone soos stoffies gewees het wat op ’n afstand van
300 meter daarvandaan beweeg het.
Waarop
dit wil neerkom, is dat die atoom so ampertjies ’n stukkie niks is!
’n Mens word verlei om so te sê, maar dis tog ook ’n misleidende
stelling. Want in daardie "niks" lê darem so ’n magtige
hoeveelheid energie verskuil dat ’n spreekwoordelike handvol atome
genoeg is om ’n heuwel plat te vee as daardie energie maar net kan
"ontsnap". Wetenskaplikes
het ook reeds bereken dat daar in elke gram stof—of dit nou grond,
goud of eier-geel is—genoeg energie verborge lê om 200 000 ton water
van vriespunt tot kookpunt te verhit. Dit was die geniale Duits-Amerikaanse geleerde Albert Einstein (1879-1955) wat vir die beroemde formule gesorg het: E = mc2, waar E vir energie staan, m vir massa en c2 vir die snelheid van lig vermenigvuldig met homself. Waarop dit neerkom, is dat massa en energie twee vorms van dieselfde ding is, soos ons ook in die begin van hierdie artikel gesien het. En
dit was hierdie groot geleerde, wat oorlog in murg en been gehaat het,
wat uiters bekommerd was dat sy wiskundige teorieë die wetenskaplikes
in Nazi-Duitsland in staat sou stel om ’n atoombom te vervaardig en
sodoende die Nasionaal-Sosialiste die regeerders van die wêreld sou
maak. Daarom het Einstein op 2 Augustus 1939 sy beroemde brief aan
Amerika se pres. Roosevelt geskryf het waarin hy die moontlikheid van
die vervaardiging van ’n atoombom uiteengesit het.
Só het die mens dan geleer hoe om die atoom te gebruik. Laat ons hoop en bid dat hierdie kennis altyd voortaan net in diens van die mens aangewend sal word—byvoorbeeld vir die bestryding van kwaadaardige kankers en in kernkragsentrales soos dié van Koeberg in die Kaap—en dat geen land dit ooit weer nodig sal vind om dit in ’n oorlog te gebruik nie. Die gevolge kan verskrikliker wees as wat enige mens kan bereken. o Kyk ook artikels oor die elemente, oor Einstein en oor radioaktiwiteit. (Let asseblief op dat die artikel oor elemente, vanweë sy grootte, miskien ’n tydjie kan neem om in jou rekenaar se geheue te laai.) Hoe die atoom gesplyt word:
BO:
Wannneer die
atoomkern van ’n splytbare element soos uraan-235 met ’n neutron as
die "koeël" gekloof (gesplyt) word,
word die uraankern verdeel in
stukke materie waarvan die gesamentlike massa kleiner as die
massa van die oorspronklike kern is. Die "ontbrekende massa"
word in energie omgesit (ooreenkomstig Einstein se teorie oor massa
en energie). Twee of meer neutrone word van die gesplyte kern
uitgeskiet, wat op hul beurt nuwe "koeëls" word en ander
kerns kan tref (kyk ook hieronder by "Hoe kettingreaksies
plaasvind"). Hoe kettingreaksies plaasvind:
BO: ’n Neutron word met ’n geweldige snelheid in die kern van ’n splytbare element ingeskiet. Die kern absorbeer die neutron en verdeel min of meer in die helfte, waardeur twee nuwe, kleiner atome gevorm word. Neutrone wat uit die gekloofde (gesplyte) atoom vrygestel word, tref ander splytbare atome en kloof hulle ook. Nog neutrone word deur die laasgenoemde atome uitgeskiet en die proses hou aan en aan... Fusie: ’n selfs kragtiger energiebron
|
||||
Atome
Water bestaan natuurlik uit waterstof en suurstof. Nou kan ons verder begryp
hoe dit moontlik kan wees om suiker te maak van doodgewone
water en die atmosfeer se koolstof (wat in die vorm van koolstofdioksied
in die lug voorkom).
REGS:
HIER
is nog ’n interessantheid: Hoe lyk dit binne-in die kern van
daardie