Streven. Jaargang 7

[p. 430]

Toepassingen der kernenergie
door Dr P. de Ceuster

‘Was man an der Natur Geheimnisvolles pries Das wagen wir verständig zu probieren’
(Goethe)

MET deze woorden begon Wagner, de leerling van Faust, een der drie ‘grote werken’ van de alchemisten: het maken van de homunculus, de synthetische mens. Onze robotten zijn er ten slotte maar caricaturen van.

Om het andere grote werk: het maken van het levens-elixer, dat eeuwige jeugd moet verlenen, bekommeren zich biologen en diëtisten.... maar eeuwig is zeer lang.

Het laatste werk echter: de omzetting van het ene element in het andere, is reeds in die mate werkelijkheid geworden dat de interesse van de wetenschap het reeds gedeeltelijk voorbij heeft gestreefd.

Wat vooralsnog de belangstelling het meest gaande maakt is de ontsluiting der geweldige energie die in iedere massa besloten ligt.

In een vroeger artikel¹⁾, hebben we getracht uiteen te zetten hoe uranium een gedeelte dezer energie vrijgeeft wanneer het door een neutron getroffen wordt en hoe dan hierbij weer drie nieuwe neutronen ontstaan die de reactie verder laten doorgaan. Alleen bij kan een dergelijke kettingreactie plaats hebben. De kettingreactie doet deze stoffen letterlijk ontploffen. Men noemt dit zeer euphemistisch: de ‘ongecontroleerde’ uranium-reactie.

1) Als inleiding tot dit opstel verwijzen we naar ons vorige artikel. Atoomsplitsing en kernenergie. Zie K.C.T. Streven, Juni 1953, pp. 243 ss.

De uraniumreactor

In de uraniumreactor²⁾ hebben we het middel om een ‘gecontroleerde’ uranium-reactie te doen optreden, d.w.z. een soort van getemde ontploffing, zoals ook hetgeen in een benzinemotor gebeurt een aan banden gelegde ontploffing is.

In de uraniumreactor maakt men gebruik van gewoon uranium dat zeer weinig bevat, ofwel van verrijkt uranium, dat wel méér ervan bevat maar waar toch altijd de concentratie aan het grootst is. Dit uranium bevindt zich daar in de vorm van staven, die ter bescher-

2) Zie schematische afbeelding p. 433.

[p. 431]

ming in dunne hulzen van aluminium gesloten zijn. Die hulzen zijn van aluminium omdat dit een der weinige elementen is die niet met neutronen reageren. Die staven zitten dan verder in een grafietmassa, dus in kool, daar grafiet uit zuivere kool bestaat. Het geheel is beschut door betonmuren en voorzien van kanalen voor afkoeling, enz. Een dergelijke atoomreactor kan zeer groot zijn en is voor de helft in de grond gebouwd. Hij is voorzien van allerlei veiligheids- en contrôle installaties.

Laten we nu nagaan wat er in deze omstandigheden met de neutronen geschiedt. Deze neutronen (eerst van buiten af en later in de reactor zelf opgewekt) kunnen in dit geval verschillende reacties te weeg brengen.

1. Met de onzuiverheden

Neutronen kunnen met de meeste elementen reageren. Dit betekent dan dat de natuurlijke onzuiverheden, die overal aanwezig zijn, de neutronen opslorpen. Practisch komt dit hierop neer dat al wat er zich in de reactor bevindt: uranium, grafiet en aluminium, tot een voorheen ongekende graad van zuiverheid moet worden gebracht. Zelfs sporen van vreemde stoffen zijn voldoende om door neutronenopname de kettingreactie zover af te breken dat deze tot stilstand komt.

Het raffineren van uranium en grafiet was een der grote problemen en de eerste atoomreactor werkte eenvoudig niet omdat de grondstoffen niet voldoende zuiver waren, alhoewel ze reeds zulk een graad van zuiverheid bereikt hadden dat geen onzuiverheden meer chemisch konden aangetoond worden.

2. Met uranium

Betrekkelijk snelle neutronen reageren met en trage neutronen met . In de kettingreactie ontstaan zeer snelle neutronen. Ze kunnen dus slechts reageren wanneer ze vertraagd worden. Doch daar ze, gedurende die vertraging, eerst een snelheidszone passeren waarin ze met kunnen reageren en daarna pas vertraagd worden tot die snelheidszone waarin ze met kunnen reageren, is het duidelijk dat ze allen reeds met gereageeerd hebben, alvorens ze de kans krijgen om met samen te treffen en een nieuwe schakel in de kettingreactie te vormen. Het is immers enkel door reactie met dat nieuwe neutronen ontstaan. De trefkans met wordt nog groter door het feit dat deze uraniumsoort in veruit de grootste concentratie aanwezig is. Door reactie met ontstaat dan dat dan weer kan reageren zoals .

[p. 432]

3. Met uranium (of het gevormde ).

Om dus met deze soort uranium te kunnen reageren en de kettingreactie te onderhouden moeten de neutronen buiten het uranium vertraagd worden. Dit is de reden waarom uranium in de vorm van staven in een grafietmassa gesloten zit.

In het uranium ontstaan dus, door de kettingreactie, neutronen. Bij hun geboorte, uit de ontploffing van , hebben deze een buitengewoon grote snelheid. Ze botsen zonder effect tegen andere uraniumkernen en vliegen er tenslotte uit. Dan komen ze in de grafietmassa en hier worden ze, door botsing tegen de kooldeeltjes, vertraagd. Dat ze door botsing tegen de kleine koolkernen wel vlug vertraagd worden, in tegenstelling van de botsing met de grote uraniumkernen is het gevolg van een algemeen verschijnsel uit de mechanica³⁾. In de grafietmassa - die moderator wordt genoemd - reageren ze niet, vermits ook kool tot die elementen behoort waarmee de neutronen niet reageren. Maar wel verliezen ze hun snelheid en passeren ze de gevaarlijke snelheden, de resonantiesnelheden voor . Ze komen uit de grafietmassa ergens terug in een uraniumstaaf en dit met een snelheid die te klein is voor reactie met doch voldoende om met te reageren en de kettingreactie voort te zetten. In de Duitse reactoren gebruikte men gedurende de laatste wereldoorlog zwaar water als moderator. In zwaar water is er waterstof aanwezig die een dubbele massa heeft t.o.v. gewone waterstof en ook niet met neutronen reageert. De Duitsers beschikten in Noorwegen over de enige fabriek die zwaar water produceerde. Deze fabriek werd daarom door luchtbombardementen totaal vernield.

3) Wanneer een massa botst tegen andere massa's is het verlies aan snelheid des te groter naarmate de grootte der massa's elkaar meer benaderen.

4. Ontsnapping

Het is begrijpelijk dat er langs de buitenzijden van het grafietblok neutronen zullen ontsnappen. Een dergelijke lekkage is uit den aard der zaak zelf onvermijdelijk. Wel kan ze enigszins verminderd worden door aan de buitenkant zogenaamde grafietspiegels aan te brengen, die a.h.w. een deel der ontsnappende neutronen terugkaatsen.

De belangrijkste manier om deze ontsnappingen te verminderen bestaat in het vergroten van de afmetingen van de uraanreactor. Immers de hoeveelheid ontsnappende neutronen is afhankelijk van de buitenoppervlakte en de hoeveelheid gevormde neutronen hangt af van het volume. Uit de meetkunde weten we dat de verhouding: oppervlakte tot volume, bij een gegeven vorm, kleiner wordt, als het volume stijgt.

[p. 433]

SCHEMATISCHE VOORSTELLING VAN EEN URANIUMREACTOR
1 VERPLAATSBARE CONTROLESTAVEN UIT CADMIUM
2 GRAFIETBLOK MET URANIUMSTAVEN
3 AFKOELING
4 BAKRUIMTE DER RADIOACTIEVE STOFFEN
5 SCHUTMANTEL (BETON)

Dit is zelfs zo waar dat er een gegeven volume of massa is, beneden welke de kettingreactie vanzelf stilvalt, daar er meer neutronen ontwijken dan er kunnen gevormd worden. Dit noemt men de kritische massa. Het is dus onmogelijk de atoomreactor zo klein te maken als men wel zou wensen. Verder is het zonder meer begrijpelijk dat deze kritische massa stijgt wanneer het gehalte aan daalt en omgekeerd. Immers hoe meer er van deze soort aanwezig is, des te meer neutronen kunnen er gevormd worden, en bijgevolg mogen er ook des te meer verloren gaan zonder dat de reactie stilvalt. De grootte van deze kritische massa wordt zorgvuldig geheim gehouden. Voor zuiver heeft ze de minimale waarde en bedraagt ze enkele kilogrammen. Zoals we verder zullen zien is ze van het grootste belang voor de werking van de atoombom.

[p. 434]

Samenvattend kunnen we dus zeggen dat de gevormde neutronen kunnen verdwijnen: 1. door opslorping in onzuiverheden, 2. door reactie met , waarbij plutonium gevormd wordt, 3. door reactie met , waarbij de kettingreactie drie nieuwe neutronen doet ontstaan en dan 4 door ontsnapping. Het eerste en het laatste betekent een zuiver verlies en moet zorgvuldig vermeden worden. De reactor moet zo worden geregeld, dat er van de drie neutronen die er in de reactie met een kern ontstaan, er precies één is dat met een andere kern van deze soort reageert en dat de twee andere zoveel mogelijk met reageren. Op deze wijze zou dan de kettingreactie zonder versnelling noch vertraging in gang gehouden worden. Voor ieder reagerend neutron ontstaat er een nieuw neutron. Men drukt dit in de technische taal zo uit: de factor k (vervangingsfactor) = 1.

De constructie van een reactor met k ongeveer gelijk aan één kan berekend worden, doch de berekeningen zijn zo langdurig dat er een electronisch brein aan te pas komt. Men construeert nu een reactor waarvan k iets groter is dan één. Een dergelijke reactor zou steeds intenser beginnen te werken: hij zou steeds warmer worden en het resultaat zou een catastrophe zijn. In deze reactor wordt echter een contrôle apparaat ingebouwd. Dit bestaat uit beweeglijke cadmiumstaven⁴⁾, die zeer hevig neutronen absorberen. Automatisch regelen deze staven nu de werking van de reactor. Stijgt k boven 1, dan worden ze dieper in de reactor geschoven: het geabsorbeerde neutronengehalte stijgt en k daalt. Wanneer k beneden 1 daalt dan worden ze weer automatisch iets uitgetrokken. Een goedberekende reactor vergt slechts zeer weinig cadmiumstaven ter contrôle.

De reactor moet verder nog gepantserd worden tegen de uitstralingen. Ook dient hij afgekoeld te worden en dit zien we beter bij de studie van de energeie-opwekking.

4) Cadmium is een metaal dat veel gelijkt op zink. Ook boor (een element uit borax of boorzuur) wordt voor de neutronenabsorptie gebruikt.

De atoombom

De uraniumreactor kan gebruikt worden voor het opwekken van radioactiviteit, als energiebron en jammer genoeg eveneens bij de vervaardiging van de atoombom. In de geschiedkundige volgorde kwam het destructief element eerst aan bod en daarom zullen we hier ook eerst het probleem van de atoombom aanvatten.

De ontploffing van de atoombom is een ongecontroleerde ketting-

[p. 435]

reactie. Voor deze kettingreactie komen enkel in aanmerking. Er bestaat dus een uraniumbom en een plutoniumbom. Ze zijn opgebouwd uit niet anders dan doch als hoofdvereiste geldt dat beide stoffen in zuivere vorm voorkomen. Voor de bereiding van de uraniumbom is het dus voldoende dat geïsoleerd wordt uit het erts. Ik zeg voldoende, doch in feite is de moeilijkste opgave die er in de scheikunde bestaat de scheiding van twee isotopen. En van al de isotopen is dan nog de scheiding van de twee uraniumisotopen de meest lastige. Het mechanisme van deze scheiding kan trouwens niet begrepen worden zonder een grondige voorkennis van natuur- en scheikunde en we moeten er hier dan ook van af zien. Het moge volstaan met er op te wijzen dat dit probleem theoretisch zeer eenvoudig is, doch practisch de grootste moeite gekost heeft en de oorzaak was van de ongelooflijk hoge prijs van de uraniumbom. Plutonium moet eerst bereid worden uit door reactie met neutronen. We zagen hoger dat ze het resultaat is van de werking van de uraniumreactor. De bereiding duurt lang, doch de afscheiding van plutonium is chemisch en physisch mogelijk en veel gemakkelijker dan die van de twee uraniumisotopen. Het mechanisme van de atoomontploffing is uiterst eenvoudig en zeer gemakkelijk te begrijpen uit het voorafgaande. Immers in het uranium kan gemakkelijk, door allerlei oorzaken, vanzelf een neutron opgewekt worden en dat geschiedt dan ook voortdurend. Dit neutron kan enkel reageren met het daar dit alleen aanwezig is. Er begint dus een kettingreactie. Is het stuk uranium kleiner dan de kritische massa, dan valt de reactie direct stil. Is het groter, dan stijgt ze zeer snel: in minder dan een duizendste van een seconde is de bom ontploft.

De ontploffing kan dus in gang gezet worden door drie stukken, die afzonderlijk beneden de kritische massa blijven, samen te voegen.

Om de kracht van de ontploffing te illustreren volstaat het er op te wijzen dat 1 kg uranium overeenkomt met 5.000 ton springstof. In het centrum der ontploffing ontstaat een temperatuur van twintig millioen graden. En nochtans komt hier slechts een per duizend van de totale energie vrij die er onder vorm van massa in opgesloten is.

De atoommotor

De hoeveelheid warmte door een atoomreactor vrijgemaakt is geweldig. Nemen we als type een reactor die 1 kg per dag splitsen zou, dan blijkt deze in staat om dagelijks ongeveer evenveel warmte af te geven als er zou vrijkomen bij de verbranding van 2000 ton steen-

[p. 436]

kool. Dit is b.v. voldoende om een stad van 100.000 inwoners van centrale verwarming te voorzien. Deze warmte kan afgevoerd worden. Voor een normale werking van de uranium reactor is de afvoer zelfs noodzakelijk. Daarom ook is er een afkoelingssysteem ingebouwd. Vroeger liet men deze warmte grotendeels verloren gaan. Hoogstens diende ze om de atoomfabriek te verwarmen. Het benutten van deze warmte is immers een moeilijk probleem. Warmte kan niet over grote afstanden vervoerd en noch veel minder opgestapeld worden.

Voor een nuttig verbruik is het nodig dat ze eerst water tot stoom verwarmt en dat deze stoom dan turbines in werking brengt. Met de kracht dezer turbines kan dan verder gewerkt worden.

Om water in stoom om te zetten is reeds een betrekkelijk hoge temperatuur nodig: de reactor moet dus zeer warm lopen. Verder mag hij niet rechtstreeks afgekoeld worden met gewoon water daar dit neutronen opslorpt. Hij moet dan eerst afgekoeld worden met zwaar water of met vloeibaar metallisch natrium. Deze stoffen moeten dan weer hun warmte afgeven aan water dat in stoom wordt omgezet. De technische moeilijkheden zijn hier groot doch niet onoverwinnelijk.

Een ander aspect van deze energiebron ligt hierin dat een grote reactor gemakkelijker te beheersen is dan een kleine. Dit hangt immers samen met het begrip van de kritische massa. Deze kritische massa is reeds zeer groot voor gewoon uranium, dat slechts zeer weinig van het isotoop 235 bevat, en een reactor moet altijd groter zijn dan deze kritische massa. Wel kunnen we het uranium verrijken met en zo een kleinere reactor maken: hij zal steeds groter neiging vertonen om warm te lopen en steeds moeilijker te controleren zijn. Een reactor uit zuiver is ondenkbaar: het zou neerkomen op een getemde atoombom.

Men denkt dan ook vooralsnog aan grote reactoren, waarbij de turbines dynamo's zouden aandrijven voor electriciteitsproductie. Ons type reactor zou dan, wanneer hij werkt met een rendement van 25%, een capaciteit hebben van 250.000 kilowatt.

Op dit gebied moeten we echter niet te grote illusies koesteren: velen menen toch ten onrechte dat op deze wijze de electriciteit bijna kosteloos zou kunnen geleverd worden en vergeten daarbij dat uranium alleen de steenkool in de centrales vervangt. Alle andere onkosten van turbines en bijzonder van de leidingen blijven bestaan. Anderzijds vergen de constructie en het onderhoud van de reactor alsmede de zuivering van de grondstoffen zeer grote sommen. Het is niet te voorzien dat men binnenkort op deze wijze goedkope electriciteit kan leveren.

Het probleem van de kleinere reactoren is nog moeilijker en zoals we

[p. 437]

vroeger reeds schreven is het stukje uranium, dat in onze kelder de steenkool zou vervangen, een luchtkasteel van eerste kwaliteit.

Nochtans krijgt waarschijnlijk het probleem der kleine reactoren nog eerder zijn oplossing dan dat der grote, voor wat betreft het opwekken van energie.... omdat deze onmiddellijk bruikbaar zijn voor de oorlogsvoering. Wij moeten wel vol bitterheid vaststellen dat steeds de destructieve doeleinden voorrang krijgen op de constructieve.

Een eerste atoomreactor wordt namelijk gebouwd voor een onderzeeër. Dit kunnen we begrijpen: deze onderzeeër zal sneller kunnen varen dan welk schip dan ook, snelboten uitgezonderd, zolang als hij wil de zeeën kunnen doorkruisen, zelfs onder water, en meer bommen kunnen meevoeren. Er wordt verwacht dat dit schip het meesterschap over zee zal verkrijgen. Volgens berichten uit de pers gaat de constructie zelfs zo goed vooruit dat deze onderzeeër een jaar vroeger dan voorzien werd zal klaar zijn, namelijk nog dit jaar.

Dan komt de beurt aan de vliegtuigmoederschepen (voorzien voor 1960) en later aan de vliegtuigen zelf. Met uranium als energiebron zullen deze vliegtuigen bijna onbeperkte tijd in de lucht kunnen blijven. Komt het ooit tot interplanetaire reizen, dan is uranium de enige brandstof die een raket de energie kan geven voor een reis heen en terug.

Het is begrijpelijk dat al deze onderzoekingen slechts kunnen geschieden in atoomcentra beschikkend over groepen van geleerden die ieder afzonderlijk de verschillende aspecten van de gestelde problemen bestuderen. Tevens vergen deze proeven enorm veel geld. In de Verenigde Staten zijn reeds honderden miljarden franks in het kernonderzoek geïnvesteerd. In Engeland gaat het eveneens om grote sommen⁵⁾. Over Rusland is natuurlijk niets bekend.

5) De Europese mentaliteit is nog steeds zo, dat men liever niet teveel geld besteedt aan onderzoekingen en nog minder aan de onderzoekers zelf. Dit wordt wel zeer scherp geïllustreerd door het volgende tragi-komische geval. Toen het hoofd van de physico-chemische dienst der Engelse atoomstad Harwell, namelijk Klaus Fuchs, wegens spionnage afgezet werd, vond het hoofd van Harwell, de Nobelprijswinnaar Cocroft, nergens een bereidwillige opvolger: zij die er toe in staat waren verdienden méér in de industrie. In arren moede plaatste Cocroft een advertentie in de Times.... Ook nu nog is de plaats open.

De waterstofbom

Het laatste snufje, zeer tot onze schade uitgedacht, is de waterstofbom, ook H-bom of helbom genoemd. Ze steunt eveneens op het vrijkomen van kernenergie, maar het mechanisme is totaal verschillend.

Onder de gewone springstoffen vinden we ook twee soorten: die welke steunen op de explosieve ontbinding van scheikundige stoffen zoals bij de meeste springstoffen het geval is, en die welke steunen op

[p. 438]

de explosieve verbinding van verschillende scheikundige stoffen, zoals bijvoorbeeld het geval was bij het oude zwart kruit.

Bij de kernomzettingen komen ook deze twee types voor. Uranium ontbindt zich onder invloed van neutronen, terwijl waterstofkernen zich kunnen verbinden tot heliumkernen, met vrijmaking van enorm grote energie. Deze reactie gaat niet op met gewoon waterstof doch met twee waterstofisotopen: tritium en deuterium, die een massa hebben welke resp. het drievoudige en dubbele van gewoon waterstof bedraagt.

Van de verschillende mogelijke reacties schrijven we slechts een van de meest waarschijnlijke, waarbij helium en een neutron ontstaan:

De warmte die vrijkomt door verbinding van een kilogram waterstof komt neer op die van 12.000 ton steenkool of 20.000 ton springstof.

Deuterium is nogal gemakkelijk te verkrijgen door electrolyse van gewoon water, doch tritium is zeer duur. Het wordt in de uraniumreactor gemaakt.

De ontsteking van de waterstofbom geschiedt op een wijze die grondig verschilt van die der uraniumbom en meer gelijkt op die der gewone springstoffen. Een springstof ontploft namelijk wanneer een deel ervan verwarmd wordt tot op een temperatuur die de ontploffingstemperatuur overschrijdt. Deze temperatuur is b.v. 450° voor een benzine-luchtmengsel en 180° voor dynamiet. Voor de waterstofbom bedraagt ze ongeveer 20.000.000° en dit is nu precies de temperatuur die er in het centrum van een uraniumontploffing te verwachten is.

Dit komt dus hierop neer dat de atoombom kan gebruikt worden als slaghoedje voor de waterstofbom. Daarbij komt nog dat er voor de waterstofbom helemaal geen beperking is van de afmetingen omdat er geen kritische massa is. Het resultaat zal dan ook wel verschrikkelijk zijn. Neemt men voor de atoombom een destructiezone aan van tien vierkante kilometer dan schat men die ener normale waterstofbom op honderd vierkante kilometer. Deze schatting is naar de allerlaagste kant en kan voor waterstof opgevoerd worden tot 400 vierkante kilometer.

De waterstofbom kan ook nog ‘verbeterd’ worden door toevoegen van kobalt dat door de gevormde neutronen radioactief zal gemaakt worden. Rond de ontploffing ontstaan dan drie zones. Eerst is er een zone waar alles smelt en vergruist, daaromheen is er een waar alles verbrandt en nog verderop een brede zone waar alle levende wezens vergiftigd worden door radioactiviteit.

Amerikanen kunnen soms cynisch zijn. Zo heeft senator Mac Mahon uitgerekend dat 10.000 ton waterstof en 100.000 ton kobalt, mits doel-

[p. 439]

matig verdeeld, bij ontploffing zouden volstaan om de mensheid van de aardbol weg te vagen. Hij rekende er zelfs bij uit hoe lang de voorbereiding zou duren en hoeveel deze collectieve zelfmoord zou kosten. Aan wie dan de rekening presenteren?

Astrophysische aspecten

Oorsprong der zonneënergie

De astrophysici hebben er zich lang het hoofd over gebroken om uit te vissen waar de zon de nodige energie haalt om millioenen jaren onafgebroken zo'n geweldige warmte te blijven uitstralen. Bestond ze b.v. uit zuivere koolstof die in een zuurstofatmosfeer brandt, dan ware ze reeds 2.000 jaar na haar ontstaan volledig opgebrand. Daarbij komt nog dat in de kern der zon een temperatuur heerst van 20.000.000°, terwijl geen enkele scheikundige reactie ooit een temperatuur boven 6.000° heeft mogelijk gemaakt.

Nu weet men dat er in de zon, evenals in alle sterren die niet uitgedoofd zijn, kernomzettingen plaatsgrijpen die de afgifte van deze enorme energieën gedurende practisch onbepaalde tijd mogelijk maken. Bij de hoge temperaturen, soms honderden millioenen graden, zijn er kernreacties mogelijk die wij vooralsnog niet kunnen verwezenlijken.

Het geval van de zon meent men reeds beter te kennen. Hier zou een omzetting gaande zijn van gewone waterstof en helium in de aard van die welke in de exploderende waterstofbom met het isotoop geschiedt. Echter zou deze reactie daar dan op trage, op gecontroleerde wijze doorgaan. Men veronderstelt zelfs dat de zon voortdurend, uit de interstellaire ruimte, waterstof opneemt. Gedurende haar reis door het heelal tankt ze voortdurend. Op deze wijze zou ze haar uitstraling natuurlijk nog langer kunnen volhouden.

De novae

Vóór de ontploffing van de eerste atoombom waren de geleerden er niet helemaal zeker van of deze ontploffing de wereld niet zou ‘ontsteken’ gelijk ze later de waterstof ontstak. Die vrees is echter zeer klein. Voor iedere atoomreactie is er immers een ontstekingstemperatuur die waarschijnlijk wel te hoger zal liggen naarmate de atoomkernen moeilijker zullen reageren d.w.z. naarmate ze stabiel zijn. Men kan nu zeer gemakkelijk berekenen welke atomen het stabielst zijn: dit blijken nu ijzer, kobalt en nikkel te zijn d.w.z. precies die welke de kern onzer aarde uitmaken. Ook de atomen, die het meest aan de oppervlakte der aarde voorkomen, behoren, op waterstof na, tot de stabiele soorten. Een synthetische apocalyps is vooralsnog sine die uitgesteld.

[p. 440]

Nochtans merken de astronomen nog regelmatig zoiets op. Wanneer ze de hemel naspeuren en recente fotografieën vergelijken met oudere zien ze soms dat er een nieuwe ster verschenen is: een nova. Het is echter geen nieuwe, ze was er vroeger al. Maar de ster had een te lage temperatuur, om in de telescoop zichtbaar te zijn. Op een zeker ogenblik echter zijn de kernreacties in gang geschoten volgens steeds heviger kettingreacties: de ster ontploft in haar geheel en de temperatuur stijgt tot enorme waarden. Ze wordt zichtbaar.

De geboorte van het heelal

De opflikkering van een nova doet de vraag oprijzen hoe het heelal ontstaan is. Hier kunnen we twee theorieën aangeven die, alhoewel beiden geïnspireerd op het massa-energie evenwicht, toch diametraal tegenover elkaar staan. We zullen hier, in de meest vereenvoudigde vorm, het essentiële ervan trachten weer te geven.

De eerste theorie, misschien de meest waarschijnlijke, steunt op een condensatie van de materie. De meest ijle vorm van materie is wel het licht, in de brede zin van het woord genomen. Volgens deze theorie was dan oorspronkelijk het heelal a.h.w. met licht gevuld (met daarbij misschien nog de lichtste atomen: waterstof en neutronen).

In deze ijle ruimte ontstonden dan condensaties. De materie werd samengetrokken: uit het licht ontstonden kleine atomen en electronen. Deze zouden dan weer verder samen gecondenseerd worden tot grotere atomen, enz. Deze omzettingen zijn dan onvolledig en nog steeds in volle gang, zodat we al deze stadia nog kunnen aantreffen in verschillende punten van het heelal.

De tweede theorie heeft als uitgangspunt de expansie van de materie. Volgens deze theorie zou het heelal ontstaan zijn uit een enkel atoom, geladen met alle materie die nu als zuivere materie en als energie over gans het heelal verspreid is. Dit atoom hoeft daarom niet groter te zijn dan een uit de reeks die we nu kennen doch zou dan, uit de aard der zaak, een onvoorstelbaar grote dichtheid hebben.

Ogenblikkelijk na zijn ontstaan is dit atoom ontploft en deze ontploffing is nog steeds niet helemaal ten einde. Terwijl de stukken steeds verder ontploften en uit elkaar gingen hebben er dan weer condensaties plaats gegrepen die aanleiding gaven tot het vormen van sterren.

Beide theorieën kunnen in overeenstemming gebracht worden met die van het uitdijende heelal.

Dat men zich verstout een wereldbeeld te bouwen op de kernenergie toont nogmaals duidelijk aan dat het belang ervan moeilijk kan overschat worden, zo op technisch als op zuiver wetenschappelijk gebied.