Lux. Jaargang 3

[p. 112]

B.A. Schipper O.P.
De Beginselen van de Atomaire Bom

Velen van ons LUX-lezers zullen gaarne iets meer willen weten over de beginselen van deze atomaire bom, welke in de laatste weken geesten en gesprekken zozeer heeft beziggehouden.

Moleculen.

Reeds de Grieken hadden grote belangstelling in de vraag: waaruit bestaat de materie, de stof van het heelal? En het waren Leucippus en Democritus, die de aromische school stichtten d.w.z. zij leerden, dat elke stof na voldoende aantal verdelingen en onderverdelingen zou blijken te bestaan uit harde onderscheiden deeltjes, die niet meer verder te verdelen zouden zijn; zoals b.v. het strand van de zee bestaat uit een onnoemlijk aantal harde korrels of de oceaan ten slotte bij steeds verdere verdeling uit druppels water bestaat. Zo bestaat elke stof uit korrels en deze worden moleculen genoemd.

De gewone eigenschappen van de stof zijn die van de lagen ter dikte van vele moleculen.

Is het ook gemakkelijk te experimenteren, dat deze korrels niet meer te verdelen zijn?

Ja, dit is een zeer eenvoudig experiment; neem een glas water, verwarmt het zacht en het water begint te verdampen. Wat betekent dit? Dat het water uiteenvalt in zijn uiterste deetjes of moleculen. Als men het water op een balans zou kunnen zetten, die gevoelig genoeg was, dan zou men zien, dat het verdampingsproces niet gelijkmatig voortschrijdt, maar met schokken, molecule voor molecule. We zouden zien, dat het gewicht van het water sprongsgewijze veranderde, en dat elke sprong overeenkwam met het gewicht van een enkele molecule. Nu blijkt het dat deze moleculen uiterst klein zijn, meestal enkele honderd millioensten van een centimeter. Zo heeft bv. de molecule water een middellijn van 4,6 × 10Z⁸ cm. (4,6 honderd millioenste c.m.), terwijl de molecule van waterstof nog kleiner is nl. 2,7 × 10Z⁸ cm.

Omdat deze moleculen zo uiterst klein zijn, moet hun getal wel zeer groot zijn. Zo heeft b.v. een liter water reeds 3,5 × 10²⁵ (of meer dan 350 trillioen) moleculen, elk met een middellijn van 4½ honderd millioenste centimeter. In een rij geplaatst zouden zij een keten vormen, die meer dan 400 millioen maal om de aarde kan gelegd worden; gelijkmatig over al het land van de aarde verdeeld, zouden er 32 millioen op iederen vierkanten centimeter gelegd kunnen worden.

Nu bewegen zich deze moleculen in een gas met een ontzettende snelheid; de moleculen in de kamerlucht b.v. bewegen zich met een snelheid van 640 M. per seconde, dit is de snelheid van een geweerkogel.

Bij hogere temperaturen hebben de moleculen nog hogere snelheden b.v. de stoomketel moleculen bewegen met een snelheid van 900 M per seconde, en aan de snelle beweging der moleculen is het toe te schrijven, dat een gas een grootere druk kan uit-

[p. 113]

oefenen. Elk lichaam dat met een gas in aanraking komt is blootgesteld aan een bombardement van moleculen, die zich bewegen met de snelheid van een geweerkogel. Bij elke ademtocht komen zwermen van millioenen moleculen in ons lichaam, allen met de snelheid van 460 meter per seconde en aan gehamer op de wanden onzer longen is het te danken, dat onze borstkas niet wordt ingedrukt.

Een gas is het best te vergelijken met een bombardement van kogelkorrels die herhaaldelijk tegen elkaar botsen. In de gewone lucht b.v. botst elke molecule in een seconde ongeveer 3000 millioen maal tegen een ander en legt bij elke botsing een weg af van 1/64000 cm.

Atomen.

Tot zover de moleculen. Zijn die moleculen nu nog verder te ontleden? De Grieken hielden van niet; zij meenden, dat dit de uiterste grens was; Maar ook moleculen zijn weer onder te verdelen in atomen. Zo zag men dat 'n molecule water bv. onder te verdelen is in 2 atomen waterstof en 1 atoom zuurstof. Deze kleine eenheden waarin de molecule ontleed kan worden noemt men atomen.

Nu is alle denkbare stof op aarde - schoenen, schepen, kousen, koningen timmerlieden, walrussen, oesters - alles wat men maar wil, op een of andere manier in atomen te ontleden.

Hieruit zou men kunnen concluderen, dat er een ongelooflijk aantal atomen zouden bestaan, gezien de rijke verscheidenheid van de stof op aarde. Toch is dit niet het geval. Hun aantal is in werkelijkheid zeer klein. De ontleding van alle bekende aardse stoffen heeft tot dusver slechts 90 verschillende soorten van atomen leren kennen. Waarschijnlijk zijn er 92, omdat er grond is te veronderstellen dat er twee nog niet ontdekt zijn. Maar zelfs van de 90 bekende atomen zijn de meesten uiterst zeldzaam. Zo blijkt de gehele aarde met haar eindeloze verscheidenheid van stoffen een bouwwerk te zijn opgetrokken uit standaard-bouwstenen; atomen. En van deze komen er maar 14 typen overvloedig voor, terwijl de anderen slechts sporadisch voorkomen.

Protonen en Electronen.

Tot voor kort geleden werden de atomen beschouwd als de eeuwige bouwstenen van het heelal. Evenals men met blokken van een blokkendoos telkens nieuwe bouwwerken kan optrekken, zo meende men dat alle veranderingen in het heelal ten slotte niets anders waren dan andere rangschikkingen van deze blijvende onvernietigbare atomen.

De geschiedenis echter van de wetenschap der natuurkunde in de 20ste eeuw is niets anders dan de geschiedenis van de ineenstorting van deze leer. Het was vooral I.J. Thomson in 1897 en hierop voortbouwend Sir Ernest Rutherford in 1911 met zijn natuurkundige proeven, die ons een ander beeld gaven van het atoom. Hij toonde toen aan, dat het atoom weer te splitsen was in een zware kern, uiterst klein, die positief geladen is en waaromheen een aantal nagatief geladen electronen banen beschrijven; deze electronen bewegen zich om die kern, omdat ze anders door de aantrekking van de positieve electriciteit naar de kern gedreven zouden worden evenals de zwaartekracht de aarde op de zon zou doen vallen, wanneer ze geen baan erom heen beschreef; m.a.w. Rutherford veronderstelde dat het atoom dezelfde bouw had als het zonnestelsel. De zware kern zou dan de rol spelen van de zon, en de electronen die van de planeten.

Deze electronen wentelen zich met groten snelheid om de kern, om te verhinderen,

[p. 114]

dat ze worden aangetrokken. Gemiddeld maakt zulk een electron in een seconde duizenden billioenen omwentelingen om de kern met een snelheid van honderden kilometers per seconde.

Vergelijkt men het atoom, dat een straal heeft van 2 × 10^-8 cm. (twee honderd millioenste cm.) met een electron, waarvan de de straal ongeveer 2 × 10^-13 cm. (2 tien billioenste) dan blijkt dat de middellijn van het atoom honderd duizend maal en het volume honderd billioen maal zo groot is als die van het electron.

De kern van het atoom, ofschoon 3000 of 4000 maal zo zwaar als alle electronen van het atoom tesamen is op zijn hoogst even groot als een enkel electron en waarschijn nog kleiner.

De Quantum-golf theorie van Bohr.

Maar nu komt nog het meest interessante, Niemand had er aan getwijfeld gedurende de eerste dertig jaren na de ondekking van het electron in 1897 hoe het electron er uit moet zien; men nam algemeen aan dat het een partikel was d. wz. een zeer klein voorwerp met een bepaalde plaats in de ruimte en met een bepaalde snelheid.

In 1927 echter werd ontdekt, dat bundels van electronen zich precies gedragen als de eigenschappen van het licht. Nog erger: men bespeurde dat zowel electron als licht een dubbel karakter dragen, het is niet alleen een deeltje maar het heeft twee aspecten nl. deeltje en golf. Om het met Wittacker uit te drukken; Licht en electron gedragen zich Maandag Woensdag en Vrijdag als golf en op Dinsdag, Donderdag en Zaterdag als deeltje.

En thans wordt algemeen aangenomen, dat dit tweestaltig karakter iets fundamenteels is in de physica; dat de uiterste bouwstoffen noch zuivere deeltjes zijn, en noch zuivere golven, maar eigenschappen hebben, die met beide begrippen verbonden zijn: vandaar worden ze corporundels genoemd: in het Nederlands zouden we zeggen, zij zijn stofachtig.

Zo zijn electronen en protonen beiden corporundels.

Tot 1930 werd algemeen aangenomen dat deze electronen en protonen de uiterste bouwstoffen waren. In de laatste jaren echter zijn er nog andere corporundels ontdekt nl. het neutron dat bijna hetzelfde gewicht heeft als het proton, maar geen electrische lading; het positron, dat dezelfde positieve electrische lading heeft als het proton, maar daarentegen hetzelfde gewicht als het electron; het meson, dat in cosmische straling gevonden wordt en het neutrino waarvan men nog niet het rechte afweet.

De lezer ziet hier het fundamentele verschil tussen hetgeen Democritus onder atoom verstond en de moderne wetenschap. Niet alleen dat de atomen volgens Democritus onverwoestbaar waren en eeuwig, terwijl we nu aannemen, dat een neutron kan veranderen in een proton of een electron, zodat al deze elemententaire bouwstoffen kunnen gevormd worden en vernietigd; maar ook dat zij geen deeltjes zijn in de gewone zin. Zij zijn geen kleine lichamen op een bepaalde plaats met een bepaalde snelheid. Wij hebben er totaal geen voorstelling van, wat ze zijn en waarop ze lijken. Zij kunnen alleen slechts door mathematische formules worden uitgedrukt. Zo'n quantum-golf partikel of corporundel kunnen we niet in model brengen door voorbeelden van de stof, die ons bekend zijn en onder onze woarneming vallen; het is om zo te zeggen ‘de geest van stof’ zoals Wittacker het noemt, die nu eens als materie dan weer als stof verschijnt. Dit maakt het ook zo moeilijk om de hedendaagse natuurkunde te begrijpen.

‘Het is gemakkelijk te vertellen hoe de aarde om de zon draait, we voelen de aar-

[p. 115]

de onder onze voeten, we zien de zon aan den hemel en door dagelijkse ondervinding zijn we vertrouwd met het begrip beweging.

Hoe anders wordt het als we het begrip proton en electron willen verklaren. Niemand heeft enige rechtstreekse ondervinding van electronen en protonen. Daarom komen we overeen een soort model te maken, waarin electron en proton worden voorgesteld door de eenvoudigste dingen die we kennen nl. kleine harde bolletjes. Voor een tijdje werkt het model wel, maar dan breekt het in onze handen. In het licht der nieuwe golfmechanica ziet men dat bolletje hopeloos ongeschikt is, om het electron voor te stellen. Een harde bol heeft altijd een bepaalde plaats in de ruimte, het electron niet. Een harde bol neemt een bepaald stuk ruimte in, maar bij het electron is het waarschijnlijk even zinloos te spreken van de ruimte, die een vrees, een angst, een onzekerheid inneemt. Maar als we genoodzaakt worden te zeggen, hoeveel ruimte een electron inneemt, dan is misschien het beste antwoord, dat we geven; de gehele ruimte. Een harde bol beweegt zich van het ene punt naar het volgende; ons model-electron, dat in het model van baan tot baan springt, doet zeker niet als een harde bol van onze nuchtere omgeving en het werkelijk electron nog minder.’

Aldus James Jeans in zijn werk HET HEELAL.

En daarom schrijft ook Wittacker, dat in uiterste ontleding het heelal bestaat uit dingen, die men corporundels noemt, die geen blijvend bestaan hebben, geen vorm, geen plaats, en waarvan men zich absoluut geen voorstelling kan maken, en die alleen kunnen uitgedrukt worden in mathematische formules. Door hulp van deze formules kan het resultaat van een proef worden voorspeld. Deze voorspelling is de enige functie en mogelijkheid van de wetenschap. Zoo is de mechanische opvatting van het heelal vervangen door een pan-mathematische opvatting hierover.

(The beginning and the end of te world - 1942 pag 23 etc.)

Atoomnummers en Atoom gewicht.

Zoals we gezien hebben, werd aldus op het einde van de 19e eeuw ontdekt, dat de atomen niet als ondeelbaar moeten beschouwd worden, maar nog weer onderverdeeld kunnen worden in protonen en electronen; en na 1911 kwam men iets meer te weten omtrent de structuur van die onderdelen: nl.- dat in ieder atoom een centrum is of een kern, die bijna het gehele gewicht uitmaakt. Deze kern bestaat uit protonen en een ander soort deeltjes, welke neutronen genoemd werden. De electronen behoren niet tot de kern maar gaan daar rondom heen, zoals de planeten om de zon.

Nu is het aantal protonen in een kern altijd gelijk aan het aantal electronen, dat er om heen draait, en dit getal bepaalt de chemische natuur van een atoom.

Zo heeft waterstof één proton in de kern en één electron dat er om heen wentelt; helium met 2 protonen in de kern en 2 daaromheen circulerende electronen; lithium 3 protonen en 3 electronen, die om de kern lopen, en zo gaat het door tot aan uranium met 92 electronen om een kern die 238 maal zo zwaar is als die van het waterstof atoom. Het aantal electronen bepaalt dus het atoomnummer.

Maar nu komt er een andere eigenschap nl. het atoomgewicht. Uit een eenvoudig rekensommetje zou men redeneren-; Atoomnummer 2 helium weegt 4 maal zo zwaar

[p. 116]

als het waterstofatoom; uranium 92×4= 238 maal zo zwaar. In den regel is dit zo, behalve bij de uitzonderingen.

Want behalve dat de kern een proton bevat, kan hij ook neutronen bevatten, en nu kan dit aantal neutronen nog wel eens wisselen.

In den regel b.v. heeft de waterstof-kern geen neutronen, maar het kan wel eens voorkomen, dat hij er een of twee heeft; en deze variaties in de waterstof worden isotopen genoemd.

De lezer herinnert zich misschien, toen hij de beschrijving van de atomaire bom las, dat Uranium 238 hiervoor niet geschikt was, maar wel Uranium 235. Dit betekent niets anders dan dat het gewone uranium dat gewoonlijk gevonden wordt, en dat nl. 92×4 of 238 maal zo zwaar is als waterstof, er niet voor geschikt is, maar alleen het zeldzame Uranium 235, dus een isotoop nl. uranium van dezelfde chemische stof maar met minder neutrons, waardoor het iets lichter is dan het gewone uranium.

De gewone chemische reacties.

Nu wij inzicht gekregen hebben in het wezen van het atoom, is het ook mogelijk om de natuur van de moleculen uit te leggen en tevens de veranderingen in de chemische reacties. Moleculen worden nl. gevormd van atomen, als nl. de uiterste electronen van twee of meer atomen samengesnoerd worden, zodat op die wijze de kernen verbonden worden; de kernen zelf ondergaan geen intrinsieke veranderingen door deze moleculeformaties.

In chemische reacties blijven de kernen precies wat ze zijn, maar alleen worden hun verbindingen met andere kernen losgelaten en nieuwe combinaties gevormd nl. door het varieeren in de rangschikking van de uiterste electronen.

Vernietinging van de kern zelf.

Terwijl men nog bezig was om het atoom af te breken, begon de natuurkundige wetenschap te ontdekken, dat de kernen zelf niet eeuwig en onverwoestbaar waren.

Het begon er mee, toen men in 1896 het verschijnsel ontdekte, dat verschilde van alle chemische reacties, die men tot dan toe kende nl. de radio-activiteit, die karakteristiek is aan radium.

Om den lezer eenvoudig voor te stellen, diene het volgende:

Men bemerkte, dat uranium en radium - twee chemische elementen zoals ijzer en zuurstof e.d. - altijd als twee vrienden elkaar gezelschap houden. Zelfs als de beide vrienden angstvallig van elkaar gescheiden werden en hermetisch geisoleerd, werd na verloop van tijd toch weer radium in de uraanhouder aangetroffen. Langzamerhand werd het ongelooflijke duidelijk; radium moest uit uraan ontstaan. En toen later ook nog bleek, dat als derde in de bond van het uraan en radium ook helium optrad, werd daarmee de gang van zaken zo klaar als de dag. Radium heeft nl. een atoomgewicht van 226 (dus 226 zo zwaar als waterstof). Uraan heeft een atoomgewicht van 238, terwijl dat van helium 4 bedraagt.

Een atoom Uraan moest dus 3 atomen helium afsplitsen om een radiumatoom in het leven te roepen; want 226 = 238 - 3×4, en werd dan radium. Men ontdekte dat ook dit radium geen blijvend bestaan had en op zijn beurt ook weer heliumkernen afgaf; een reeks processen die zo doorgaat, totdat het atoomgewicht gedaald is tot 206, want dan zijn we aangeland bij lood, dat zoals men weet, inactief is en dus het eindproduct vormt van dit alchemistisch avontuur.

Wat dit voor betekenis heeft zal den lezer duidelijk worden, als hij weet dat deze helium- en uranium klokken ons den

[p. 117]

ouderdom van de aarde leren. Dit avontuur nl. verloopt zeer langzaam

Van de 3300 millioen uraanatomen gaat er in één jaar tijds slechts één ten gronde; en 1 gram uraan, dat ingesloten is in het een of ander gesteente, produceert in denzelfden tijd 3 billioen (3×10¹²) atomen, hetgeen des ondanks niet meer dan één tien-millioenste kubieke centimeter gas betekent.

Is dit atoomsplitsing-proces dan een millioen jaar langzaam voortgegaan, dan heeft zich eindelijk 1/9 cm³ heliumgas gevormd.

En dan te bedenken, dat er gesteenten zijn, die per gram uraan enige tientallen kubieke centimeters helium rijk zijn. Zo vond men in aardlagen uit het steenkooltijdperk 13 cm³ en in de alleroudste gesteenten trof men zelfs 50 cm³ helium aan op één gram uranium.

De berekening is eenvoudig genoeg: 117 milloen jaar moeten verlopen zijn sinds in de steenkooltijd de helium-klok aan het lopen werd gezet en de oudste aardlagen zijn blijkbaar nog 4 maal zo oud.

Toch heeft deze heliummethode een schaduwzijde. Er zijn nl. aardbronnen, die tot 2% helium bevatten, terwijl er jaarlijks millioenen kubieke meters heliumgas worden opgevangen. En aangezien nu eenmaal alle helium van radio-actieve oorsprong is, moet dit ontsnappen ervan door kieren en spleten in het rotsgesteente er wel op wijzen, dat de quantums helium waarschijnlijk te klein zijn. Om zo te zeggen, de helium-klok loopt achter; de leeftijden, die we er op aflezen, zijn systematisch te klein.

Maar gelukkig hebben we ook de loodklok, want we hebben gezien, dat de helium niet de enige bestendige stof is, die verschijnt bij het ten gronde gaan van uraan: er ontstaat ook lood en daarbij blijkt dat de leeftijdsbepalingen via dit lood gemiddeld op 2 a 3 keer hogere getallen uitlopen. Op deze loodklok lezen we dan af, dat het steenkooltijdperk, met zijn plantengroei op zijn minst 300 millioen jaar oud moet zijn; de oude aardlagen, waarin de eerste goed geconserveerde fossielen van levende wezens worden aangetroffen moeten tot 500 millioen jaren reiken, terwijl het oudste gesteente, dat men kent, zelfs 1700 millioen jaar haalt.

Hoewel men op grond van deze uitkomsten niet komt tot een nauwkeurige schatting, wijzen ze er toch allen op, ook in verband met de geologie, dat de ouderdom van de aarde gemeten moet worden met duizend millioenentallen jaren. Wilt ge een rond getal kiezen, - zegt James Jeans - dan is 2000 millioen jaren waarschijnlijk het beste.

De kracht van de Zon bestaat uit vernietiging van atoomkernen.

Zo was dan het ongelooflijke waar; ofschoon het millioenen van jaren duurt, was het bewijs geleverd, dat ook de atoomkernen kunnen vernietigd worden. Doch toen begon er ook eenigszins klaarheid te komen over onze geheimzinnige ‘moeder’ zon.

Een moeder is nu eenmaal van nature ouder dan haar kind en volgens de sterrekunde moet bij de zon als vaste ster, met billioenen van jaren gerekend worden. Zo tussen de vijf a 10 billioen jaar, - (In het veen kijkt men niet op een turfje, maar in de sterrekunde niet op een billioentje.) moet de leeftijden van de sterren zijn en dus ook van de zon. Deze becijferingen zijn berekend uit de werking van de zwaartekracht, uit de banen der dubbelsterren, zoals Castor en Pollux zijn, en uit de bewegende sterrenhopen, zoals de Pleiaden, die vanaf October te zien zijn.

Gedurende al dien tijd heeft de zon op

[p. 118]

dezelfde manier op overvloedige wijze licht en warmte uitgezonden. Sterker nog om het beeld te voltooien: toen de zon nog geen moeder maar nog ‘maagd’ was, als jonge ster dus, is er zelfs alle reden om te veronderstellen, dat de zon nog overvloediger energie in warmte en straling moet hebben uitgezonden, dan zij thans doet.

Maar die bron van zonne-energie werd daarmee een wetenschappelijk raadsel want zonnestraling betekent een enorm energieverlies voor de zon.

Immers ieder lichaam dat uitstraalt; ook licht uitstraalt, verlies gewicht; de straling van een 30 Kilowatt zoeklicht zendt juist één gram gewicht per eeuw uit. ‘Niet veel zult ge misschien zeggen.

Ja wel, want elke 5 vierkante centimeter zonne-oppervlakte straalt juist zoveel licht uit als het genoemde zoeklicht, welke uitstraling dus een gewichtsverlies van 0,2 gram per cm² vertegenwoordigt.

Dit lijkt niet veel, totdat wij het herleid hebben over de gehele zonne-oppervlakte. En dan blijkt dat de zon in totaal meer dan 4 millioen ton per seconde of 250 millioen ton per minuut uitzendt: gaan we door met vermenigvuldigen dan wordt het 360.000 millioen ton per dag.

De zon moest dus gisteren 360.000 millioen ton meer gewogen hebben dan vandaag.

De zon straalt zoveel energie uit, dat als deze in een centrale buiten de zon moest voortgebracht worden door verbranding van steenkool, daartoe per seconde vele billioenen tonnen daarvoor nodig zouden zijn.

Maar uit welke bron en uit welke centrale krijgt de zon deze geweldige energie?

Men heeft gezocht naar verschillende oplossingen zo o.a. dat de zon een reuzen vuuroven zou zijn, waarin een of ander soort brandbaar materiaal zou worden verteerd, dat zorgde voor warmte en licht. Maar als we onder verbranding de gewone chemische reacties verstaan, waardoor stof verteerd zou worden, die op de zon aanwezig is, dat moet deze opvatting onmiddellijk los gelaen worden, want dan zou de zon in een paar duizend jaren tijds zijn opgbrand. Ook al neemt men de ‘contractie hypothese’ van Helmholtz aan, dat nl. de zon zo nu en dan zou samentrekken, zoals een groot houtvuur dit doet, dan kan door die inkrimpende zou wel meer energie vrij komen, maar in 1862 berekende Lord Kelvin, dat de zon dan voor 50 millioen jaren energie had kunnen leveren - maar de zon heeft al wel honderd duizend maal zo lang geschenen!

Doch de vernietiging van de atoomkernen schijnt de oplossing te brengen. Wat er over millioenen jaren is gebeurd met uraan op aarde, geschiedt op de zon ieder ogenblik, maar in een oogwenk; dat nl. de kernen van atomen zelf veranderd worden. We hebben gezien dat in chemische reacties zoals wij ze kennen, de kernen zelf onveranderd blijven en alleen wijziging ontstaat in de verbinding met andere kernen door middel van de uiterste electronen. Daardoor komt er energie vrij, die warmte veroorzaakt; maar deze energie is niet te vergelijken met de energie die vrij komt bij de vernietiging van de kern zelf.

Einstein berekende deze nieuwe energie en kwam tot de conclusie dat bij de vernietiging van atoomkernen, van welke stof die ook moge zijn, 1 pond stof gelijk is aan 10 milliard Kilowatt uren energie; ja zelfs nog meer, dat stof en energie tenslotte hetzelfde zijn en tegen elkaar wisselbaar volgens de koers 9 × 10²⁰ erg per gram.

Deze theorie geeft een geweldige revolutionaire omkeer, want volgens deze hypothese is materie niets anders dan ook een vorm energie, we zouden kunnen zeggen: energie in uiterst klein geconcentreerden vorm. Zoals wij weten zijn warmte, licht, electrititeit allen vormen van energie en zoo voegt voegt de hypothese van stof-

[p. 119]

vernietiging of liever inwisselbaarheid van stof hier nog aan toe: de materie, die ook een vorm van energie blijkt te zijn.

Volgens deze hypothese komt al de energie, die het leven op aarde mogelijk maakt: het licht en de warmte die de aarde bewoonbaar maken en het voedsel doen groeien, de in de steenkool en hout opgeborgen zonnestraling, dat alles komt voort uit de vernietiging van electronen en protonen uit de zon.

De zon vernietigt haar eigen stof, opdat wij zouden kunnen leven. De atomen in de zon en sterren zijn in waarheid flessen met energie gevuld, die breekbaar zijn en waaruit de energie in de ruimte kan worden uitgegoten in de vorm van licht en warmte. De atomen, waarmede de zon en de sterren hun leven ingetreden zijn, hebben voor het meerendeel dit lot al ondergaan; de overgeblevenen zijn ongetwijfeld voorbeschikt dit lot te delen. Men gebruikt wel eens poëtisch het woord ‘gebottelde zonneschijn’ voor steenkool. Dit woord doet ons denken aan de zonneschijn zooals hij werd opgevangen, toen hij viel op de planten van de voorwereld en bewaard, om millioenen jaren later te dienen voor onze haarden en fabrieken. Naar het gezichtspunt, dat we thans bezien, moeten we eerder denken aan overgebottelden zonneschijn of liever overgebottelde energie. Het eerste bottelen had billioenen jaren geleden plaats, toen de zon en aarde nog niet bestonden en toen de energie voor het eerst werd opgesloten in protonen en electronen.

Zo is de zon een groot magazijn van gebottelde energie, die al billioenen jaren opgelegd is. Zo enorm is de voorraad in de zon, dat zelf na 7 of 8 billioenen jaren van uitstraling, er nog genoeg is overgebleven voor nog billioenen jaren in de toekomst. Als we de verklaring van de inwisseling van stof en energie aannemen, dan komen we inderdaad in de billioenen getallen en kan de zon met de tegenwoordige atoomvoorraad nog minstens 15 billioen jaren doorgaan, op den tegenwoordigen voet van gebruik.

De Atomaire Bom.

Toen deze hypothese steeds meer waarschijnlijkheid kreeg, zochten de natuurkundigen of de vernietiging van de atoomkernen ook niet in versneld tempo hier op aarde mogelijk zou zijn.

Wat uranium in millioenen jaren doet van nature, nl. zich zelf veranderen in radium en daarna in lood, kon dit niet in versneld gebeuren op kunstmatige wijze?

Dit heeft men gevonden onder deze oorlog.

Door het afschieten van een neutron kan men Uranium 235 vernietigen; en door de vernietiging van de atoomkern komen 2 nieuwe elementen, nl. barium een krypton.

De atomaire bom is het eerste droevige resultaat van deze vinding; want de energie die vrij komt, is verbazend groot en niet te vergelijken met de gewone chemische reactie, zoals we die tot nog toe kenden.

De verbranding van een ton steenkool maakt ongeveer 5 × 10¹⁶ energie vrij; de vernietiging echter van een ton steenkool d.w.z. vernietiging van de atoomkernen maakt 9 × 10²⁶ energie vrij d.i. 18000 millioen maal zoveel.

Bij de gewone verbranding van steenkool schuimen we alleen maar 't bovenste laagje energie er af, met het gevolg, dat 99.999. 999.994 procent van het totaal gewicht achter blijft in de vorm van rook, sintels, en as. Maar de vernietiging zet alles om in energie en laat niets achter van stof.

Als we kolen zo volkomen zouden kunnen vernietigen, dan zou één pond voldoende zijn voor geheel Engeland om 't gehele Britse volk gedurende twee weken

[p. 120]

aan huisbrand, fabrieken, treinen, centralen, schepen en alles te voorzien. Of om een ander voorbeeld te gebruiken: een stukje steenkool ter grootte van een erwt zou voldoende zijn voor een reis van de ‘Queen Mary’ heen en terug over de Oceaan.

Slot.

Ziedaar de spannende geschiedenis van het atoom. Als onze moeder ons als kind een boeiend verhaal verteld had, vroegen we: ‘Is het echt gebeurd,?’ ‘Bestaan er echte kabouters?’ Zoo zou ook de lezer kunnen vragen: Bestaan er werkelijk electronen en protonen met een straal van 1/20 billioenste cm. die zich zo spookachtig voordoen?

Lezer, wees niet terleurgesteld. Men weet het niet. Men veronderstelt het; maar niemand heeft ze ooit waargenomen, en waarschijnlijk zal de mens ze ook nooit waarnemen

In ieder geval verklaart deze hypothese zeer veel natuurkundige verschijnselen en is ze van geweldige beteekenis om er mee te werken.

Maar als de resultaten in de werkelijkheid er zóó aan beantwoorden, dan moet toch ook de theorie werkelijkheid zijn? zult ge opwerpen.

Neen dit is lang niet altijd waar.

Om U maar een voorbeeld te geven: De Grieken ontdekten reeds, dat de zon en maan zich niet bewogen om de aarde in een volmaakte cirkel, bij het dagelijks opkomen en ondergaan, en in de 2e eeuw voor Chr. stelde Hyppocritus de theorie op, dat deze onregelmatigheden zeer goed konden verklaard worden, doordat de aarde niet precies in het centrum van de cirkel stond. De zon maakte wel een volmaakte cirkel, maar daardoor kwam het de aardbewoner voor, dat de beweging van de zon, vanaf de aarde bezien, vlugger leek als de zon zich in de helft van de cirkel bewoog die het dichtstbij de aarde ligt, dan wanneer zij in de tegenovergestelde helft was.

Door deze theorie was het zelfs mogelijk om met de uiterste nauwkeurigheid te voorspellen, waar de zon zou staan.

We weten nu, dat deze theorie vals was; want de zon staat stil en de aarde draait. Doch als werkhypothese voldeed zij in haar tijd in alle opzichten, Zo moeten wij ook de verschillende theorieen van de natuurkunde bezien.

Het enige, waar we houvast aan hebben, zijn de mathematische formules, zoals wij boven reeds schreven; in ieder geval kan met behulp hiervan het resultaat van een proef nader worden vastgesteld; en daarom is ook de electron-theorie van het hoogste nut voor de resultaten.

Doch wie zich voor het schone atoom-verhaal interesseert, verwijzen wij naar boeken zoals HET HEELAL van James Jeans: THE BEGINNING AND END OF THE WORLD (1942) van E.T. Wittacker en naar het eenvoudiger werk van Dr. A.J. Wan ders DE PLANETEN EN HUN RAADSELS.