Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Atombomb - Förhistoria - Framställning av uranisotopen med masstalet 235 - Framställning av plutonium
<< 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.
43
Atombomb
44
tolkning av de därvid inträdande reaktionerna
kunde Hahn och F. Strassmann ge 1938, i det att
de påvisade, att urankärnan efter infångande av
en neutron klövs ung. mitt itu. Med denna process
är en enorm energiutveckling förbunden, då
atomfragmenten flyga isär med en hastighet, svarande
mot en energi av 200 MeV. De båda atomkärnor
av lägre ordningstal, som primärt bildas vid en
klyvningsprocess, innehålla ett betydande
neutronöverskott. De äro därför instabila och övergå
snabbt genom successivt sönderfall i andra kärnor
ant. genom utsändning av neutroner el. genom
övergång av neutroner i protoner, varvid och
y-strålar emitteras. Man har uppskattat antalet
utslungade neutroner till 2 å 3 för varje
söndersprängd atomkärna. Denna neutronproduktion är
oerhört viktig för möjligheten att nyttiggöra den
vid klyvningen frigj orda energien. Då samma
partikel, som åstadkommer klyvningen, återbildas,
kunna de bildade partiklarna i sin tur spränga
andra urankärnor o. s. v., det uppkommer en s. k.
kedjereaktion. Processen utbreder sig lavinartat
enl. principen för elden, som ju, sedan den en
gång tänts, utbreder sig till ännu oförbränt
material, endast med den skillnaden, att
klyvnings-processen fortskrider oerhört mycket snabbare
och att den energi, som utvecklas vid denna, är
milliontals gånger större än den, som frigöres vid
vanlig förbränning. Tanken att av uran tillverka
en superbomb med enorm sprängverkan låg
genom dessa upptäckter nära. N. Bohr uttalade
tidigt förmodandet, att endast uranisotopen med
masstalet 235 kunde undergå klyvning, vilket
också snart verifierades av amerikanska forskare
genom mass-spektografisk separation av
uranisotoperna. Naturligt förekommande uran innehåller
0,7% uran av masstalet 235, medan huvudparten
av återstoden utgöres av isotopen med masstalet
238. De klyvbara kärnorna ligga således
inbäddade i den stora massan av icke klyvbara kärnor. De
senare absorbera neutronstrålningen, som uppstår
vid klyvningen, och kedjereaktionen stoppas upp.
Man fann snart, att även isotoper av thorium och
protaktinium kunde undergå klyvning, men
medan för detta ändamål snabba neutroner måste
användas, klyves 235U även av långsamma
neutroner, t. o. m. lättare av dem än av snabba.
Framställning av uranisotopen med masstalet
235. Sådan var situationen sommaren 1940. Intill
dess hade forskarna fritt publicerat sina rön i
fråga om klyvningsfenomenet, men från denna tid
drogs krigssekretessens slöja ned över det
fortsatta forskningsarbetet. Problemet gällde närmast
att separera uranisotoperna. Det var ett
synnerligen svårt problem. Visserligen hade man hunnit
ett gott stycke på väg i fråga om separation av
isotoper, men svårigheterna äro desto större, ju
tyngre elementet är, och just för uran, det
tyngsta elementet, är uppgiften således särsk. krävande.
En officiell amerikansk redogörelse för hur detta
och närliggande problem löstes i U. S. A.
publicerades hösten 1945, och det följande bygger
huvudsaki. på denna skildring. Ehuru denna är mycket
utförlig, måste man dock förutsätta, att viktiga
delar av produktionsförfarandena hemlighållas.
Från början angreps problemet såväl av engelska
som av amerikanska forskare. På förslag av
president Roosevelt inleddes 1941 ett intimt samarbete
mellan de båda ländernas forskare. Mot slutet av
1943 ansågs det lämpligast att helt koncentrera
arbetet till U. S. A., och ett stort antal engelska
forskare förenade sig därför med sina amerikanska
kolleger. Ett flertal olika tidigare kända metoder
för isotopseparation prövades. Sålunda fick en
gasformig uranförening, uranhexafluorid,
diffun-dera genom porösa väggar, varvid molekyler, inr
nehållande den lättare isotopen, di ffundera något
snabbare än de andra. Man sökte även utnyttja
den termiska diffusionen, vid vilken en
temp.-skill-nad mellan olika delar av en gas medför en
anrikning av de tyngre molekylerna i den varmare
delen. Andra metoder grundade sig på
fraktione-rad destillation el. på centrifugering. Gemensamt
för dessa metoder är möjligheten att framställa
en substans, som är anrikad på 235U. Genom
att utsätta den anrikade produkten för samma
procedur, kunde anrikningsgraden ytterligare
ökas o. s. v. För att uppnå någorlunda
tillfredsställande separering måste processerna
genomföras i tusentals sådana steg. En
fullständigare separering i ett enda steg kan uppnås genom
att låta uranjoner avböjas i magnetiska fält,
varvid dock endast små mängder kunna framställas pr
tidsenhet. Detta hinder undanröjde man genom att
uppställa ett stort antal apparater för magnetisk
separering. Det förfarande, som tidigast ledde till
målet att framställa avsevärda mängder av 235U,
synes ha varit en kombination av den termiska
diffusionsmetoden, genom vilken en på 235U
anrikad produkt först framställdes, med den
magnetiska separationsmetoden, för vilken den
anrikade produkten bildade utgångsmaterialet.
Framställning av plutonium Samtidigt med
arbetena på separationen av uranisotoperna gjorde
man parallellt därmed försök att finna andra
klyvbara atomkärnor, som kunde lämpa sig för
tillverkning av en a. Redan 1940 upptäckte man ett
nytt grundämne, en transuran med
ordningsnum-ret 94, som fick namnet plutonium (Pu). Enl. en
av N. Bohr och J. A. Wheeler tidigare framställd
teori borde isotopen med masstalet 239 av detta
ämne liksom 235U lätt kunna klyvas genom
be-skjutning med långsamma neutroner. Detta
visade sig även vara fallet, varför man inriktade sina
ansträngningar på att söka renframställa denna
plutoniumisotop. Detta kan ske genom att
beskjuta 238U med neutroner, varvid bildas en
uranisotop med masstalet 239, vilken är ännu starkare
radioaktiv än 238U och med en halveringstid av
23 min under /?-emission övergår i det transurana
grundämnet neptunium (Np) :
238-T , 1 239-239.. t * . 0
92U T on—> 92U —> 93NP + -je.
Även neptuniumisotopen är radioaktiv och
sönderfaller med en halveringstid av 56 tim i 239Pu,
varvid /?-strålning utsändes:
239 T * 239 . 0
93Np -> MPu + .ie.
För att i teknisk skala realisera dessa processer
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
