Peto Poglavlje: Moć Atoma

Sada znamo kako atomi, gradivni blokovi celog svemira i svega što se nalazi u njemu, i živog i neživog, na izuzetan način formiraju materiju. Kao što smo videli, te veoma male čestice imaju u svojoj unutrašnjosti savršenu organizaciju. Ipak, čudesni aspekt atoma se tu ne završava; atom takođe poseduje ogromnu energiju.

Ta moć sakrivena u atomu je toliko velika da je njeno otkriće omogućilo čoveku da gradi velike kanale koji povezuju okeane, kopa kroz planine, proizvodi veštačke klime i ostvaruje mnoge slične korisne projekte. Međutim, dok moć sakrivena u atomu, u jednu ruku služi čovečanstvu, ona predstavlja i veoma veliku opasnost za čovečanstvo, toliku da je zloupotrebom te moći, desetine hiljada ljudi izgubilo živote za veoma kratko vreme, nekoliko sekundi, u gradovima Hirošimi i Nagasakiju tokom Drugog svetskog rata. Nesrećni slučaj koji se zbio u nuklearnoj elektrani u gradu Černobilju prouzrokovao je smrt ili povrede velikog broja ljudi.

Pre nego što damo detaljniju informaciju o katastrofama koje su se dogodile u Hirošimi, Nagasakiju i Černobilu, pogledajmo kratko prirodu te moći koja postoji u atomu i kako se ona oslobađa.

Moć Sakrivena U Jezgru

U poglavlju nazvanom "avantura formiranja atoma", rekli smo da je sila koja drži zajedno protone i neutrone u atomskom jezgru "jaka nuklearna sila". Ogromna moć nuklearne energije otkrivena je oslobađanjem malog dela te sile koja postoji u jezgru. Veličina te energije varira u zavisnosti od vrste elementa, jer je broj protona i neutrona u jezgru svakog elementa različit. Kako jezgro raste, broj neutrona i protona, raste i veličina sile koja ih međusobno povezuje. Tu silu koja održava protone i neutrone zajedno unutar velikog jezgra, veoma je teško osloboditi Kako se čestice udaljavaju jedne od drugih, one kao zategnuti luk velikom silom pokušavaju da se spoje.

Pre nego što detaljnije analiziramo ovu silu, razmislimo. Kako može tako ogromna sila da ispuni tako mali prostor? Ta sila otkrivena je posle više godina istraživanja koje je obavljalo više hiljada ljudi. Kada se ta sila ne dira, ona nikome ne nanosi štetu, ali čovekovim delovanjem može u svakom trenutku da postane sila koja ubija milione.

Dva tehnička procesa koje poznajemo kao "fisiju" i "fuziju" oslobađaju tu izvanrednu silu iz jezgra atoma, koja može da ugrozi živote miliona ljudi. Iako na prvi pogled izgleda kao da se te reakcije odigravaju u jezgru atoma, one, u stvari, uključuju sve komponente atoma. Proces poznat kao fisija je nuklearna reakcija u kojoj se atomsko jezgro deli na fragmente, a reakcija zvana fuzija je reakcija spajanja dva jezgra delovanjem velike sile. U oba slučaja oslobađa se velika količina energije.

Fisija

Fisija je nuklearna reakcija u kojoj se atomsko jezgro, koje se drži zajedno najačom silom u svemiru - "jakom nuklearnom silom", cepa na fragmente. Glavni materijal korišćen u fisionim eksperimentima je "uran", jer je atom urana jedan od najtežih. Drugim rečima, on ima puno protona i neutrona u jezgru.

U fisionim eksperimentima, naučnici ispaljuju neutron prema jezgru urana pri velikoj brzini. U tom slučaju nastupa veoma zanimljiva situacija. Pošto se neutron apsorbuje u jezgru urana, to jezgro urana postaje veoma nestabilno. Ovaj izraz "nestabilno jezgro" znači formiranje razlika između broja protona i neutrona u jezgru, što narušava ravnotežu njegove strukture. Prema tome, jezgro počinje da se cepa na delove, dok istovremeno emituje izvesnu količinu energije da bi eliminisalo tu neravnotežu. Jezgro, pod uticajem oslobođene energije, počinje da izbacuje velikom brzinom komponente koje sadrži.

1) Neutron, 2) Uranium 235, 3) Barium 142,	4-5) Neutron, 6) Krypton 91
Fisija je reakcija u kojoj se atomsko jezgro cepa na fragmente. Kao što je prikazano na slici, atom urana-235 postavlja se da se sudari sa neutronom i cepa se formirajući atom kriptona 92 i barijuma 142. Kao rezultat tog sudara gama zraci takođe se oslobađaju u obliku energije.

Razmatrajući rezultate koje su ti eksperimenti proizveli, neutroni se ubrzavaju, uran je bombardovan neutronima u posebnim sredinama zvanim "reaktori". Međutim, uran se bombarduje neutronima po veoma preciznim proračunima, a ne nasumično, jer bilo koji neutron koji bombarduje atom mora trenutno da pogodi uran i na željenom mestu. Zbog toga se ti eksperimenti vrše uz prethodno razmatranje svih mogućnosti. Količina urana koju treba koristiti, zatim količina neutrona koja se koristi za bombardovanje urana, trajanje i brzina pri kojoj će neutroni bombardovati uran moraju da budu veoma precizno proračunati.

Pošto se načine svi ti proračuni i izvrše odgovarajuće pripreme, jezgro se bombarduje neutronima na takav način da oni probiju jezgro atoma urana. Dovoljno je da se jezgro bar jednog atoma u celoj masi rascepi na dva. Tom deobom, u proseku dva ili tri neutrona pošalju se iz te mase jezgara pri velikoj brzini i visokoj energiji. Neutroni koji su oslobođeni započinju lančanu reakciju sudarajući se sa drugim jezgrima urana unutar mase. Svako novo podeljeno jezgro ponaša se kao prvobitno jezgro urana. Tako započinje nuklearna lančana reakcija. Velika količina jezgara uranijuma deli se na fragmente kao rezultat tih lančanih reakcija, prouzrokujući ogromno oslobađanje energije.

Te deobe jezgara prouzrokovale su katastrofu Hirošime i Nagasakija, prouzrokujući smrt više desetina hiljada ljudi. U trenutku detonacije atomske bombe bačene na Hirošimu 1945. godine tokom Drugog svetskog rata, i posle toga, umrlo je približno sto hiljada ljudi. Druga atomska bomba, bačena na Nagasaki tri dana posle katastrofe u Hirošimi, prouzrokovala je smrt još 40.000 ljudi u samom trenutku eksplozije. Oslobođena energija uništila je još i veliki deo stambenih oblasti i usled oslobođenog zračenja, koje će delovati i na generacije koje dolaze, prouzrokovala mnoge nepopravljive genetičke i fiziološke poremećaje u preostalim nastanjenim oblastima.

Ako su naša Zemlja, celokupna atmosfera, sve živo i neživo uključujući i nas same, sastavljeni iz atoma, šta sprečava atome da budu uključeni u nuklearne reakcije kao one koje su se dogodile u Hirošimi i Nagasakiju, koje bi mogle da se odigraju bilo gde i u bilo koje vreme?

Neutroni su tako stvoreni, da dok su slobodni u prirodi, nevezani za jezgra, podvrgnuti su raspadanju zvanom "beta dezintegracija". Zbog te dezintegracije, neutroni ne lutaju slobodno u prirodi. Prema tome, neutroni koje treba koristiti u nuklearnim reakcijama moraju se dobiti veštačkim metodama.

To čini jasnim Tvorčeve precizne mere. Kada se slobodni neutroni ne bi raspadali, Zemlja ne bi bila ništa drugo do nenaseljeno sferično nebesko telo u kome se odigravaju beskrajne nuklearne rekacije. Tvorac je stvorio atom zajedno sa njegovom ogromnom moći koja se nalazi u njemu i On tu moć čuva pod kontrolom na zadivljujući način.

Fuzija

Stotine hiljada ljudi izgubilo je život u roku od nekoliko sekundi, oslobađanjem moći sakrivene u jezgru atoma.

Nuklearna fuzija je, potpuno suprotna pojava od fisije, proces spajanja dva laka jezgra i formiranje težeg jezgra, kao i korišćenje energije vezivanja koja se tada oslobađa. Međutim, veoma je teško da se to na kontrolisan način ostvari. To je zbog toga što jezgra nose pozitivna električna naelektrisanja i snažno se odbijaju jedna od drugih, ako su prinuđena da budu u blizini. Prema tome, treba iskoristiti dovoljno jaku silu da nadvlada odbojna sila koja postoji između njih da bi i oni bili primorani da se spoje. Ta potrebna kinetička energija ekvivalentna je temperaturi od 20-30 miliona stepeni.44 Ovo je izuzetno visoka temperatura i nijedan čvrst materijal koji se koristi kao nosilac čestica koje će biti uključene u reakciju fuzije ne može da toleriše tu temperaturu. To jest, ne postoji mehanizam na Zamlji koji je sposoban da oslobodi tu fuziju osim toplote atomske bombe.

Mnogi naučnici smatraju da se reakcija fuzije neprestano odigrava u Suncu. Po njima, toplota i svetlost koji dolaze sa Sunca rezultat su prelaska vodonika u helijum, pri čemu se oslobađa energija, umesto materije koja je izgubljena tokom tog prelaza. Smatra se da svake sekunde Sunce pretvara 564 miliona tona vodonika u 560 miliona tona helijuma. Ostatak od 4 miliona tona materije pretvara se u energiju. Za ovaj neverovatan događaj koji proizvodi Sunčevu energiju neophodnu za život na našoj planeti, smatra se da se bez pauze odigrava nekoliko hiljada godina. Ovo nas može navesti na pitanje: ako se tako velika količina materije kao što je 4 miliona tona gubi sa Sunca svake sekunde, kada će Sunce biti u potpunosti potrošeno?

Nuklearna fuzija, suprotno od fisije, jeste proces spajanja dva laka jezgra da se formira teže jezgro i korišćenje energije vezivanja koja se tada oslobađa. Jezgra u zvezdama fuzionišu kada se sudare. Nova jezgra tada se formiraju, i neutrini, pozitroni, neutroni, protoni i druge subatomske čestice oslobađaju se kao energija. Smatra se da su izvor velike energije u zvezdama te nuklearne fuzije.
1) Neutrino 2) Positron 3) Proton reaction	4) Helium 3 5) Helium 4 6) Helium 3	7) Positron 8) Proton 9) Deuterium Heavy Hydrogenn	10) Helium 3 11) Helium 4
Tri različite fuzione reakcije prikazane na dijagramu oslobađaju energiju i čestice.
1) Deuterium 2) Deuterium 3) Helium 3 4) Neutron	5) Energy 6) Deuterium 7) Deuterium 8) Tritium	9) Proton 10) Energy 11) Deuterium 12) Tritium	13) Helium 4 14) Neutron 15) Proton 16) Energy

Eksplozija je ostavila trajne tragove. Nuklearna nesreća koja se odigrala u černobiljskom reaktoru 1986. godine ostavila je trajne posledice na ljudima i ostalim živom organizmima. Naučnici kažu da će ti efekti trajati još 30-40 godina. Izvršena su merenja sa ciljem da se spreči nuklearno curenje, ali ona nisu bila uspešna. Danas se vrše istraživanja za eliminisanje štetnih efekata zračenja.

Sunce gubi 4 miliona tona materije u svakoj sekundi, odnosno 240 miliona tona u minuti. Ako pretpostavimo da je Sunce proizvodilo energiju ovom stopom tokom 3 milijarde godina, masa koju bi izgubilo tokom tog perioda bila bi 400.000 miliona puta milion tona, što je jednako jednom petohiljaditom delu trenutne ukupne mase sunca. Ova količina je kao jedan gram peska koji se izgubi iz stene od 5 kg tokom 3 milijarde godina. Ovo razjašnjava činjenicu da je masa Sunca toliko ogromna da treba veoma mnogo vremena da pređe pre nego što bi se u ovom procesu potrošilo.

Čovek je otkrio sastav Sunca i događaje koji se odigravaju u njemu tek u dvadesetom veku. Ranije, niko nikada nije ništa znao o fenomenima kao što su nuklearne eksplozije, fisija ili fuzija. Niko nije znao kako Sunce proizvodi energiju. Ipak, dok je čovek bio nesvestan svega toga, uz pomoć tog neverovatnog mehanizma Sunce je neprekidno predstavljalo energetski izvor za Zemlju i život na njoj, hiljadama godina.

Stvarno je začuđujući podatak da je naša Zemlja postavljena na tako preciznoj razdaljini od Sunca, izvora energije koji poseduje ogromnu masu, da nije izložena njegovoj razornoj moći niti je uskraćeno od korisne energije koju ono obezbeđuje. Na isti način, Sunce, koje poseduje tako ogromnu moć i energiju, stvoreno je i deluje na takvoj razdaljini, snagom i veličinom koja je odlučujuća za celokupan život na Zemlji, a pre svega za čoveka.

Ogromna masa i neverovatne nuklearne reakcije koje se odigravaju na Suncu odigravale su se hiljadama godina u savršenom skladu sa životom na Zemlji i na najbolje kontrolisan način. Da bismo shvatili koliko je to izvanredan, kontrolisan i uravnotežen sistem, dovoljno je zapamtiti da čovek ne može da kontroliše čak ni prostu nuklearnu reakciju u nuklearnoj elektrani koju je izgradio. Nijedan naučnik, nijedna tehnološka oprema nije mogla da spreči nuklearne nesreće koje su se odigrale u černobiljskom reaktoru 1986. godine. Pretpostavljeno je da će dejstvo te nuklearne nesreće trajati 30-40 godina. Iako su naučnici pokrili kontaminirane delove reaktora veoma debelim betonom da bi sprečili dalju štetu, kasnije su morali da priznaju da postoji curenje iz betona. Nuklearne eksplozije, čak i nuklearna curenja, krajnje su opasna za čovekov život i nauka nije u stanju da se suprotstavi toj pretnji.

Na ovom mestu, suočeni smo sa Božjom beskrajnom moći i njegovom vladavinom nad svakom česticom (atomom) u svemiru i subatomskim česticama unutar tih čestica (protoni, neutroni...).

Efekti Atomske Bombe: Hirošima i Nagasaki

Atomske bombe koje su bačene u poslednjoj godini Drugog svetskog rata otkrile su celom svetu ogromnu moć sakrivenu u atomu. Obe bombe prouzrokovale su gubitak života desetina hiljada ljudi i načinile doživotna fizička oštećenja kod mnogih koji su preživeli.

Razmotrimo sada kako se ogromna energija unutar atoma, koja je prouzrokovala smrt tolikog broja ljudi za nekoliko sekundi, oslobađa sekundu po sekundu:

- Trenutak eksplozije...

Pretpostavimo da je atomska bomba eksplodirala na visini od 2.000 m kao što se to desilo u Hirošimi i Nagasakiju. Neutroni koji bombarduju uran i koji cepaju prve atome u fragmente, stvaraju lančane reakcije unutar mase kako je već napomenuto. Drugim rečima, neutroni izbačeni iz prvih fragmenata jezgra pogađaju druga jezgra i takođe ih cepaju. Tako se sva jezgra u lančanoj reakciji brzo cepaju i eksplozija se događa u veoma kratkom vremenu. Neutroni se kreću toliko brzo da bomba oslobađa ukupnu energiju od 1.000 milijardi kilokalorija u milionitom delu sekunde.

Temperatura gasa, u koji je bomba trenutno pretvorena, diže se do nekoliko miliona stepeni, a pritisak gasa se povećava do milion atmosfera.

- Hiljaditi deo sekunde posle eksplozije

Prečnik detonirane mase gasa povećava se i emituje raznovrsno zračenje. Ta zračenja formiraju "inicijalni blesak" eksplozije. Ovaj blesak može da prouzrokuje potpuno slepilo kod bilo koga ko stoji u okviru oblasti koja ima prečnik više desetina kilometara. Taj blesak je stotinama puta jači od onog koji se emituje sa površine Sunca (po jedinici površine). Vreme koje je proteklo od nastanka eksplozije toliko je kratko da ljudi u blizini eksplozije nemaju vremena ni da zatvore oči.

Pritisak udara izaziva velika oštećenja. Tornjevi za prenos energije, dvodelni mostovi i oblakoderi izgrađeni od stakla i čelika, takođe bivaju oštećeni. U blizini eksplozije diže se velika količina prašine.

Život je bio potpuno uništen bombom koja je bačena na Hirošimu, što je za sobom ostavilo veliki broj ruševina. Ostaci zračenja rasuti su po velikoj oblasti kao rezultat snažnih vetrova formiranih posle eksplozije koji su za sobom ostavili sliku terena pokrivenog slojem pepela.

- 2 sekunde posle eksplozije

Svetleća masa i vazduh koji je okružuje formiraju vatrenu loptu. Toplota koja se oslobađa iz te vatrene lopte, čija je površina još uvek krajnje vrela i koja svetli jače nego Sunce, dovoljno je moćna da zapali zapaljive materijale u okviru oblasti prečnika 4-5 km. Zračenje vatrene lopte može da izazove nepopravljivo oštećenje čula vida. U tom trenutku, udarni talas koji se kreće velikom brzinom razvija se oko te lopte.

- 6 seconds after the explosion…

Udarni talas pogađa Zemlju i prouzrokuje prva mehanička oštećenja. Ovaj talas stvara moćan vazdušni pritisak, čiji se intenzitet smanjuje udaljavanjem od centra eksplozije. Čak i oko 1,5 km od te tačke, dodati pritisak je dva puta veći od normalnog atmosferskog pritiska. Šansa da ljudi prežive delovanje ovog pritiska je 1%.

- 13 sekundi posle eksplozije

Udarni talas rasprostire se preko površine Zemlje, praćen eksplozijom stvorenom premeštanjem vazduha koji se pretvorio u vatrenu loptu. Ova eksplozija rasipa se duž površine Zemlje brzinom od 300-400 km/h.

Vatrena lopta u međuvremenu se ohladila, njena zapremina smanjila. Pošto je lakša od vazduha, ona počinje da se podiže. Ovo kretanje naviše prouzrokuje promenu smera vetra na Zemlji koji počinje snažno da duva prema centru, iako je prvobitno duvao od centra eksplozije.

- 30 sekundi posle eksplozije

Kako se vatrena lopta diže, njen sferični oblik se krivi i dobija oblik pečurke.

- 2 minuta posle eksplozije

Oblak u obliku pečurke sada je dostigao visinu od 12.000 m. To je donja granica stratosferskog Zemljinog omotača. Vetrovi koji duvaju na ovim visinama prouzrokuju da se oblak u obliku pečurke raspe, a sastojci oblaka (uglavom radioaktivni ostaci) rašire po atmosferi. Kako ovi radioaktivni ostaci sadrže veoma sitne čestice, oni mogu da se podignu do viših slojeva atmosfere. Pre nego što padnu na Zemlju, ti ostaci nekoliko puta mogu da naprave krug oko Zemlje uz pomoć vetrova koji duvaju u gornjim slojevima atmosfere. Tako se radioaktivni ostaci mogu rasuti širom sveta.

Zračenje Koje Emituje Atom

1) Radiation 2) Loses electron 3) Positive ion	4) Gains electron 5) Negative ion
Zračenje može da prouzrokuje veoma ozbiljne štete, formirajući pozitivne jone kada pogodi i ukloni elektrone sa spoljašnje površine atoma. Elektorni formiraju negativne jone vezivanjem za druge neutralne atome.

Zračenje se sastoji od gama zrakova, neutrona, elektrona i sličnih subatomskih čestica koje se kreću veoma velikim brzinama kao što su 200.000 km/s. Te čestice mogu lako da prodru u ljudsko telo i oštete ćelije koje ga formiraju. Ta šteta može da prouzrokuje smrtonosni tumor ili, ako se odigra u reproduktivnim ćelijama, da prouzrokuje genetičke poremećaje koji će uticati na naredne generacije. Prema tome, rezultat sudara radioaktivnih čestica sa ljudskim telom je veoma ozbiljan događaj.

Zračenje koje se oslobađa prilikom atomskih eksplozija utiče na žive organizme ili direktno ili kroz proizvode radioaktivnog raspada koji nastaju tokom eksplozije.

Pošto jedna od ovih čestica ili zraci putuju velikim brzinama u materiju, oni se snažno sudaraju sa atomima ili molekulima koji im stoje na putu. Taj sudar može da bude katastrofalan za osetljive ćelijske strukture. Ćelija može da umre, ili, ako preživi, može da počne da raste na nekontrolisan način - što predstavlja tumor - možda nedeljama, mesecima ili godinama kasnije.

Zrčenje je veoma intenzivno u oblasti sa prečnikom od 1.000 metara oko centra eksplozije. Oni koji prežive druge smrtonosne faktore gube skoro sva bela krvna zrnca u svojoj krvi, pojavljuju se rane na koži, i sve te žrtve umiru od krvarenja u kratkom vremenskom razdoblju od nekoliko dana do 2 ili 3 nedelje. Efekat zračenja varira kod onih koji su dalje od tačke eksplozije. Oni koji su izloženi tim štetnim zracima, emitovanim od strane vatrene lopte na razdaljini od 13, 16 i 22 kilometra, trpe treći, drugi i prvi stepen opekotina. Problemi koji se javljaju u procesu varenja i krvarenje dešavaju se u manjoj meri, ali se pravi poremećaji javljaju kasnije: gubitak kose, opekotine na koži, anemija, sterilnost, pobačaji, rađanje deformisanih i ubogaljenih beba. U tim slučajevima smrt je moguća u razdoblju od 10 dana do 3 meseca. Čak i godinama kasnije, mogu da se razviju poremećaji vida, leukemija i razni tumori kao posledica zračenja. Jedna od najvećih opasnosti od eksplozije hidrogenske bombe (još jedna nuklearna bomba ogromne razarajuće moći nastale fuzijom jezgara različitih izotopa vodonika prilikom formiranja jezgra helijuma) jeste unošenje radioaktivne prašine u telo disanjem, hranom i preko kože. Ova prašina prouzrokuje gore pomenute poremećaje koji zavise od stepena kontaminacije.

Sve ovo je prouzrokovano delovanjem atoma, koje ne možemo čak ni da vidimo. Atomi mogu da formiraju život kao što mogu i da ga unište. Ova osobina atoma veoma jasno otkriva našu bespomoćnost i superiornost Božje moći.