Atomin ytimen halkaseminen?

Monimutkainen keissi: Kuka on syyllinen?

http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fission#Discovery_of_nuclear_fission

Itse sanoisin, että Meitner ja Frisch, mutta eivät toki toimineet itsekseen tieteen ollessa paljolti tiimityötä jo siihen aikaan. Ketjureaktion ajatus keksittiin sitten jo aivan toisaalla, joten ideasta aseeksi ja energiantuottoon oli pitkä matka.

Tavallaan asia todettiin ensimmäisen kerran jo vuoden 1900 aikoihin, kun oli havaittu uusi ja ihmeellinen ilmiö: radioaktiivisuus. Joistakin aineista lähti koko ajan runsaasti energiaa, ja asiaa tarkemmin tutkittaessa päädyttiin ennen pitkää siihen, että ilmiö johtuu atomien ytimissä tapahtuvista muutoksista. Se on kuitenkin eri asia kuin paljon myöhemmin löydetty fissio, jossa ydin halkeaa kahteen suunnilleen yhtä suureen osaan. Esimerkiksi radiumin radioaktiivessa hajoamisessa siitä sen sijaan irtoaa vain pieni osanen, kahden protonin ja kahden neutronin muodostama ns. alfahiukkanen.

Selviä johtopäätöksiä voitiin tunnetusti tehdä myös Einsteinin vuonna 1905 esittämästä kuuluisasta kaavasta E = mc² . Siihen hän kuitenkin päätyi aivan toista kautta, pohtiessaan sitä, mitä tapahtuu, jos jonkin kappaleen nopeus kiihdytetään lähelle valon nopeutta. Suhteellisuusteoria johti päätelmään, että valon nopeutta ei voida saavuttaa, vaan sitä lähestyttäessä tulee yhä vaikeammaksi kiihdyttää kappaletta lisää. On siis ikään kuin kappaleen massa kasvaisi sen nopeuden lähestyessä valon nopeutta. Tälle "massan" ("liikemassan") lisäykselle voitiin johtaa kaavakin, ja yllättäen se johti tulokseen, että "liikemassan" ja lepomassan erotus olikin yhtä suuri kuin kappaleen liike-energia jaettuna valon nopeuden neliöllä.
Tästä jo Einstein päätteli, että kenties myös kappaleen lepomassa edustaakin jonkinlaista energiaa ja esitti hypoteesina, että esimerkiksi juuri radiumatomin hajotessa syntyvän alfahiukkasen ja jäännöstomin (radonin) massojen summa olisi hieman pienempi kuin alkuperäisen radiumytimen, ja että tämä erotus kerrottuna c² :lla olisi yhtä suuri kuin ilmiössä vapautuva energia. Aikanaan tämä voitiin todentaakin.
Kun sittemmin eri alkuaineiden suhteelliset atomimassat voitiin mitata yhä tarkemmin, voitiin vastaavalla tavalla jo ennakoida, että tietynlaisissa ytimien hajoamisissa vapautuisi vielä enemmän energiaa, vaikka tiedossa ei vielä pitkään aikaan ollut mitään keinoa, jolla se voitaisiin käytännössä aikaansaada.

Oikeastaan jo Einstein suppeassa suhteellisuusteoriassaan vuonna 1905, sen liitteessä oli tuo kuuluisia E=mc^2 kaava. Vasta silloin ymmärrettiin esim. Auringon energiaan lähde. Myös radioaktiivisuus selittyi tuota kautta.

Sen sijaan ydinaseen keksimisessä oli oleellista fissioketjureaktion todentaminen. Otto Hahn teki kokeet, mutta hän ei ymmärtänyt niiden lopputulosta. Lise Meither tajusi ensimmäisenä, että kyseessä oli raskaan ytimen hajoaminen kahdeksi eli fissio, jossa vapautuu paljon enemmän energiaa kuin atomin kemiallisissa reaktioissa.

Se. että siitä vapautuu järjettömästi energiaa voi päätellä siitä, että ytimestä muodostuu kaksi positiivisesti varattua hyvin lähellä toisiaan olevaa ydintä. Sen jälkeen sähköinen poistovoima muuttuu liike-energiaksi.