Před 85 lety začal objevem neutronu jaderný věk

Potvrdit zjištění, že atomy nejsou nedělitelné, ale skládají se z menších částic, které dnes známe jako proton, neutron a elektron, trvalo lidstvu poměrně dlouhou dobu. Jako první byl v roce 1897 popsán elektron. Ten objevil anglický fyzik Joseph John Thomson – a o devět let později za to získal Nobelovu cenu.

V roce 1918 se dalšímu vynikajícímu fyzikovi, Ernestu Ruthefordovi, povedlo objevit další elementární částici – proton. Právě Rutherford také předpověděl, že musí existovat i další částice, aby byly atomy stabilní.

Velký krok kupředu

Objev neutronu znamenal, že se začaly objevovat izotopy. Měly jsme jádra, která mají podobné vlastnosti, ale jinou atomovou váhu. Dříve jsme předpokládali, že jádra jsou složena z protonů a kolem nich obíhá elektronový oblak. Nyní se ukázalo, že jádra mohou mít se stejnými vlastnostmi různou váhu, tedy že tam může být více neutronů.FRANTIŠEK JANOUCH

James Chadwick, který byl Rutherfordovým žákem, zasvětil celý svůj život jaderné fyzice. Když v roce 1930 němečtí fyzikové Bothe a Becker objevili nový druh záření, jehož původ nedokázali objasnit, ujal se toho úkolu právě Chadwick. V roce 1932 prokázal, že jde o proud neutrálních hmotných částic s hmotností blízkou hmotnosti protonu a nazval je neutrony. Dalšími pokusy Chadwick přesně určil hmotnost neutronu.

Ale na to, že právě tato základní částice bude klíčem ke štěpení atomového jádra uranu, k řetězové reakci a v konečném důsledku k uvolnění jaderné energie, se přišlo až později. Podle jaderného fyzika Františka Janoucha znamenal objev neutronu velký krok dopředu v našem chápání struktury atomových jader.

Začátek jaderného věku

Objevem neutronu v podstatě začal jaderný věk. Poznání neutronů přineslo skutečně zásadní přelom v jaderném výzkumu. Podle Fratiška Janoucha měl Chadwickův objev naprosto zásadní význam pro vývoj jaderných reaktorů a konstrukci atomové bomby:

„Čistě vědecky je to pozitivní, protože jsme pochopili, jak rozmanitá mohou být jádra jen tím, že se přidá o jeden nebo dva neutrony navíc. Vedlo to ke konstrukci reaktorů a nakonec k výrobě jaderných zbraní. A to je přirozeně negativní, i když se domnívám, že každý vědecký objev má svá negativa i pozitiva.“

Uranová puma "Little Boy", která byla 6. srpna 1945 shozena na Hirošimu|foto: U.S. National Archives

Nobelova cena pro Chadwicka

V roce 1935 získal James Chadwick za objev neutronu Nobelovu cenu za fyziku. Ve stejné době jako Chadwick objevil neutron také německý vědec Hans Falkenhagen, ale zveřejnění výsledků se obával. Když se o tom Chadwick dozvěděl, nabídl mu, že se o Nobelovu cenu podělí. To však Falkenhagen ze skromnosti odmítl.

Chadwick se zapojil i do vývoje atomové bomby. Mimo jiné se zúčastnil projektu Manhattan, což byl krycí název pro utajený vývoj atomové bomby ve Spojených státech. Poznatky získané v projektu Manhattan byly, jak známo, využity i při konstrukci pum Little Boy a Fat Man, které byly v srpnu 1945 shozeny na japonská města Hirošima a Nagasaki.