James Chadwick (1891-1974) was een vooraanstaande Engelse natuurkundige die erkend werd voor de ontdekking van het neutron in 1932. Kort daarna, in 1935, ontving hij de Nobelprijs voor de natuurkunde voor zijn bijdrage aan de wetenschappelijke gemeenschap. Chadwick's interesse in neutrale aanklachten ontstond ongeveer 10 jaar voordat hij hun bestaan kon bewijzen.
Voorafgaand aan deze controle heeft Chadwick verschillende experimenten uitgevoerd die niet succesvol waren. Het was succesvol in 1932, toen het gebaseerd was op de experimenten van de Fransen Irène Joliot-Curie en Frédéric Joliot. Later wijdde Chadwick zich aan onderzoek naar het gebruik van kernsplijting voor het maken van oorlogswapens.
Artikel index
Chadwick werd geboren in de stad Bollington, in het noordoosten van Engeland, op 20 oktober 1891. Hij was de zoon van twee eenvoudige arbeiders: zijn vader werkte aan het spoorwegsysteem en zijn moeder was huishoudelijk werker..
Van jongs af aan viel Chadwick op als een introvert en buitengewoon intelligent kind. Hij begon met de middelbare school in Manchester, en op 16-jarige leeftijd won hij een studiebeurs om pure natuurkunde te studeren aan de inmiddels ter ziele gegane Victoria University of Manchester..
De jonge belofte van natuurkunde begon zijn universitaire studie formeel in 1908, op 17-jarige leeftijd.
Hij had een uitstekende stap door de academie en in zijn laatste jaar van zijn carrière woonde hij het onderzoek van Nobelprijswinnaar Ernest Rutheford bij naar het uiteenvallen van de elementen en de chemie van radioactieve stoffen..
Na het behalen van zijn graad in natuurkunde in 1911, schreef hij zich in voor een master in natuurkunde, die hij met succes voltooide in 1913. Gedurende die tijd bleef hij nauw samenwerken met Rutheford in zijn laboratorium..
Vervolgens ontving hij een professionele beurs waarmee hij naar Berlijn, Duitsland, kon verhuizen om samen met de Duitse natuurkundige Hans Geiger aan de Technische Hochschule verder onderzoek te doen naar bètastraling..
Tijdens zijn verblijf in Berlijn begon in juli 1914 de Eerste Wereldoorlog. Als gevolg van een beschuldiging van spionage werd hij tot 1918 geïnterneerd in een concentratiekamp voor burgers in Ruhleben..
In 1919 keerde Chadwick terug naar Engeland en begon zijn doctoraat aan de Universiteit van Cambridge. Ondertussen keerde hij terug naar het onderzoekswerk van Rutheford, die tegen die tijd het Cavendish Laboratory van het gerenommeerde instituut leidde.
In 1921 behaalde hij op 21-jarige leeftijd zijn Ph.D. diploma: Filosofie Doctor), met een speciaal onderzoeksdocument over nucleaire krachten en atoomnummers.
In 1923 werd hij aangesteld als assistent-onderzoeksdirecteur aan het Cavendish Laboratory in Cambridge. Chadwick vervulde deze functie tot 1935, toen hij besloot om naar de Universiteit van Liverpool te verhuizen.
Dankzij zijn wetenschappelijke bijdragen ontving hij in 1932 de Hughes-medaille. Deze erkenning, toegekend door de Royal Society of London, beloont degenen die ontdekkingen doen over de natuurwetenschappen en / of hun praktische toepassingen..
In 1935 ontving hij de Nobelprijs voor natuurkunde voor de ontdekking van het neutron als een elementair deeltje zonder elektrische lading in de atoomkern..
Tijdens de Tweede Wereldoorlog was Chadwick actief in het Britse MAUD-comité, een commissie die werd opgericht om de haalbaarheid te analyseren van het gebruik van nucleaire technologie bij de fabricage van een bom..
James Chadwick was ook een centraal onderdeel van het Tube Alloys Project, een onderzoeksprogramma dat is goedgekeurd en gefinancierd door het Verenigd Koninkrijk met steun van Canada, om kernwapens te ontwikkelen tijdens de Tweede Wereldoorlog..
Chadwick stond in deze periode bekend om zijn humor en politiek evenwicht, aangezien zijn voorstellen als brug dienden voor onderzoekssamenwerkingsonderhandelingen tussen het Verenigd Koninkrijk, Canada en de Verenigde Staten..
Tegen het einde van de Tweede Wereldoorlog nam Chadwick het stokje over van de Britse missie in het Manhattan Project. Dit laatste was een gezamenlijk onderzoeksproject tussen de Verenigde Staten, het Verenigd Koninkrijk en Canada, met als doel de eerste atoombom te ontwikkelen.
Chadwick had gratis toegang tot alle vertrouwelijke informatie van het project: ontwerpen, plannen, gegevens, schattingen, enz., Ondanks dat hij een burger was en geen Amerikaan; Het is vermeldenswaard dat beide voorwaarden exclusief waren om aan het project deel te nemen.
Later werd hij in 1945 tot Engelse ridder benoemd en een jaar later kende de Verenigde Staten hem de Medal of Merit toe voor zijn moedige bijdrage aan het Manhattan Project..
Aan het einde van de Tweede Wereldoorlog promootte Chadwick krachtig het initiatief voor het Verenigd Koninkrijk om een eigen nucleair arsenaal te ontwikkelen..
Om dat doel te bereiken, werd Chadwick gekozen als lid van het British Atomic Energy Advisory Committee, en diende hij ook als vertegenwoordiger van het VK bij de Atomic Energy Commission van de Verenigde Naties..
Rond 1948 diende James Chadwick als professor aan Gonville & Caius College, Cambridge University. Later, in 1950, ontving hij de Copley Medal van de Royal Society of London..
8 jaar later besloot hij zich vrijwillig terug te trekken in Noord-Wales. James Chadwick stierf op 24 juli 1974 in de stad Cambridge.
Het atoommodel van Chadwick richt zich op het modelleren van de atoomkern die niet alleen bestaat uit protonen (positieve ladingen), maar ook uit neutronen (neutrale ladingen)..
Vanaf de ontdekking van het neutron door Chadwick werd het atoom opgevat als een kern met protonen en neutronen, uitgaande van bijna de gehele massa van het atoom, waarbij de elektronen in een baan om de kern draaien met hun overeenkomstige energieniveaus..
Chadwicks interesse in het bewijzen van het bestaan van neutrale deeltjes ontstond in de jaren 1920. In die tijd deed de prominente wetenschapper echter meerdere pogingen die tevergeefs waren. Een decennium later repliceerde Chadwick de experimenten van Irène Joliot-Curie (dochter van Marie Curie en Pierre Curie) en Frédéric Joliot (de echtgenoot van Irène) in Frankrijk.
Dit paar wetenschappers had de uitdrijving van protonen uit een paraffinewasmonster bereikt met behulp van gammastralen..
Chadwick geloofde dat de emissie van gammastraling neutrale deeltjes bevatte en dat deze deeltjes met het wasmonster in botsing waren gekomen, waardoor er protonen uit de was vrijkwamen..
Daarom probeerde hij deze experimenten te repliceren in het Cavendish Laboratory en gebruikte hij polonium - dat door de Curies was gebruikt als een bron van gammastraling - om beryllium te bestralen met alfadeeltjes..
Deze straling sloeg vervolgens in op een vergelijkbaar paraffinewasmonster en de protonen in dat monster werden met geweld uit het materiaal verdreven..
Het gedrag van de protonen werd waargenomen met behulp van een kleine ionisatiekamer, aangepast aan het experiment door Chadwick zelf.
Chadwick ontdekte dat het gedrag van de protonen die vrijkomen door de was alleen verklaard kon worden als die deeltjes in botsing waren gekomen met andere elektrisch neutrale deeltjes, en met een vergelijkbare massa..
Twee weken later publiceerde James Chadwick een artikel in het wetenschappelijke tijdschrift Natuur over het mogelijke bestaan van neutronen.
Chadwick bedacht het model echter aanvankelijk met het idee dat het neutron een arrangement was dat bestond uit een proton en een elektron, die de neutrale lading genereerden. Later toonde de Duitse natuurkundige Werner Heisenberg aan dat het neutron een enkel elementair deeltje was.
Na de ontdekking van het neutron concentreerde Chadwick zich erop om steeds verder te gaan met betrekking tot de karakterisering van deze nieuwe atomaire component..
De ontdekking van het neutron en het atomaire model van Chadwick brachten een revolutie teweeg in de traditionele kijk op wetenschap, gezien de botsingen van neutronen met atoomkernen en de verdrijving van protonen uit het atoom..
Beta-ontleding is een proces waarbij bètadeeltjes (elektron of positron) worden geëmitteerd vanuit de kern van het atoom, om de aanwezigheid van protonen en neutronen in de atoomkern in evenwicht te brengen.
Dankzij dit proces werden wereldwijd talloze experimenten uitgevoerd, gemotiveerd door de ontdekking van Chadwick, om de omzetting van sommige neutronen in protonen te induceren..
Omdat elk chemisch element wordt geïdentificeerd op basis van het aantal protonen dat het heeft, hebben eerdere experimenten de deur geopend voor het creëren en / of ontdekken van nieuwe chemische elementen met een groter aantal protonen onder hun riem..
Chadwick benadrukte zijn latere analyses over het gebruik van neutronen om zware atoomkernen te verdelen in verschillende kleinere kernen door middel van kernsplijting..
Het wordt zo genoemd omdat de deling plaatsvindt in de kern van het atoom en een extreem grote hoeveelheid energie produceert. Dit concept werd gebruikt voor het ontwerpen van krachtige kernwapens.
Chadwick financierde zelfs de aankoop van een deeltjesversneller tijdens zijn verblijf in Liverpool, waarbij hij een deel van de opbrengst van het winnen van de Nobelprijs in 1935 hiervoor gebruikte..
Onder de bijdragen van James Chadwick aan de wetenschap valt de ontdekking van het neutron op, waarvoor hij in 1935 de Nobelprijs voor natuurkunde won. Hij nam ook deel aan de constructie van de atoombom in de Verenigde Staten, schreef over straling van radioactieve stoffen en ontdekte tritium.
Tijdens hun onderzoek in het Cavendish Laboratory in Cambridge voerden Rutherford en Chadwick experimenten uit met alfadeeltjes om te informeren naar de aard van de atoomkern. Het is vermeldenswaard dat de atoomkern in 1911 door Rutherford werd ontdekt.
Deze onderzoeken werden uitgevoerd door een straling te analyseren die nog nooit eerder was waargenomen en afkomstig was van beryllium, toen dit materiaal werd blootgesteld aan het bombardement van alfadeeltjes..
Die straling bestond uit massadeeltjes die sterk op de massa van het proton leken, maar zonder elektrische lading. Deze deeltjes werden neutronen genoemd, vanwege de neutraliteit van hun samenstelling..
Chadwick deed deze ontdekking halverwege 1932 en definieerde daarmee de uitgangspunten van Chadwick's atomaire model, waarvan de details in het volgende deel van dit artikel gedetailleerd worden beschreven..
De ontdekking van het neutron door Chadwick creëerde het gunstige scenario voor de ontdekking van kernsplijting en de ontwikkeling van oorlogswapens met deze technologie..
Chadwick ontdekte dat door het bombarderen van het atoom van een element met neutronen, de kern van dit materiaal kan worden gepenetreerd en gespleten, waardoor een aanzienlijke hoeveelheid energie wordt gegenereerd..
Van daaruit kondigde Chadwick de onvermijdelijkheid aan van dit soort technologie voor de ontwikkeling van oorlogswapens en raakte hij direct betrokken bij diplomatieke zaken die verband houden met dit proces in de Verenigde Staten en Engeland..
Chadwick werkte tussen 1943 en 1945 samen met andere Amerikaanse en Canadese wetenschappers mee aan de constructie van de atoombom.
Hij had de leiding over de Engelse wetenschappelijke delegatie die werkte in het Los Alamos-laboratorium in New Mexico, Verenigde Staten. In 1939 begonnen de Verenigde Staten met onderzoek naar het Manhattan Project, de codenaam voor de atoombom..
President Franklin Delano Roosevelt werd gewaarschuwd door nucleaire wetenschappers Edward Teller, Leó Szilárd en Eugene Wigner, via Albert Einstein, over het gebruik van kernsplijting voor de productie van bommen door de nazi's.
Tritium was al in 1911 geïdentificeerd door de eveneens Engelse wetenschapper Joseph John Thomson, maar hij geloofde dat het een triatomisch molecuul was.
Ernest Rutherford had het ook al aangekondigd, maar het duurde tot 1934 voordat Chadwick, werkzaam voor het team van Rutherford, het als een waterstofisotoop catalogiseerde..
Tritium is een radioactieve isotoop van waterstof, waarvan het symbool ³H is. Het bestaat uit een kern die bestaat uit een proton en twee neutronen.
Tritium wordt gegenereerd door bombardementen met vrije neutronen van stikstof-, lithium- en boriumdoelen..
De ontdekking van het neutron door James Chadwick vergemakkelijkte kernsplijting; dat wil zeggen, de scheiding van uranium 235 van uranium -238, een chemisch element dat in de natuur voorkomt.
De verrijking van uranium 235 is het proces dat natuurlijk uranium ondergaat om de isotoop 235 te verkrijgen en kernenergie te produceren. Splitsing is een nucleaire reactie; dat wil zeggen, het wordt geactiveerd in de kern van het atoom.
Deze chemische reactie vindt plaats wanneer een zware kern wordt verdeeld in twee of meer kleinere kernen en enkele bijproducten zoals fotonen (gammastralen), vrije neutronen en andere fragmenten van de kern..
In 1930 schreef James Chadwick een verhandeling over straling van radioactieve stoffen. Hij slaagde erin de massa van het neutron te meten en concludeerde dat het vergelijkbaar was met dat van het proton, met één verschil: dat het een neutrale elektrische lading had..
Vervolgens concludeerde hij dat de atoomkern bestond uit neutronen en protonen en dat het aantal protonen vergelijkbaar was met dat van elektronen..
Zijn onderzoek en bijdragen aan het werk van het fysisch laboratorium van de Universiteit van Manchester en de Universiteit van Cambridge in Engeland waren de sleutel tot de kennis van kernenergie en de constructie van het atoommodel van Rutherford..
Het atomaire model van Schrödinger.
Atomic de Broglie-model.
Atoommodel van Heisenberg.
Perrin's atomaire model.
Thomson's atomaire model.
Atoommodel van Dalton.
Atoommodel van Dirac Jordan.
Atoommodel van Democritus.
Atoommodel van Leucippus.
Bohr atomair model.
Atoommodel van Sommerfeld.
Huidig atomair model.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.