¿Es posible dividir accidentalmente un átomo y causar una explosión nuclear, como si alguien cortara una manzana y accidentalmente cortara el centro exacto de un átomo? ¿Podría causar una explosión, por improbable que sea?

La energía de dividir un solo átomo no es tan buena. Para un solo átomo de uranio, obtienes alrededor de 10 ^ -11 julios de energía. Eso es aproximadamente una billonésima parte de esa manzana que cae sobre tu cabeza.

La energía atómica es potente porque hay muchos, muchos átomos. Incluso esa cantidad minúscula de energía es mil millones de veces más energía que una reacción química. Las reacciones químicas se suman porque tienes muchos, muchos átomos involucrados, y es lo mismo con las reacciones nucleares. Un átomo individual se suma a la posición en cuclillas diddly. Las bombas nucleares y los reactores funcionan porque usan los subproductos de una división para causar más divisiones, y así sucesivamente, hasta que todo se suma a una enorme cantidad de energía.

De hecho, los átomos se descomponen a tu alrededor todo el tiempo. No puede separar uno, pero su cuerpo tiene una cantidad de carbono radiactivo, potasio y otros átomos. Se descomponen todo el tiempo, y no lo notas, porque la energía involucrada es insignificante.

Para que quede claro, no se puede dividir un átomo con un cuchillo. El cuchillo no se acerca al núcleo del átomo: los electrones en el cuchillo rebotan de los electrones en los átomos. El núcleo es 100,000 veces más pequeño que el filo del cuchillo; sería como intentar cortar una manzana con la isla de Manhattan.

Tienes que hacer mucho más que dividir un átomo. Necesitas una masa y densidad muy altas (críticas) de un isótopo ya inestable (listo para dividirse) como Plutonio 239. Luego tienes que rociar la cosa con muchos neutrones Y usar algún mecanismo para apretar la cosa, muy fuerte, así que que la reacción en cadena no se dispara ya que el calor inicial de la reacción en cadena simplemente empuja el plutonio antes de que la reacción realmente despegue.

Para el plutonio 239, se utiliza una implosión cuidadosamente programada para aumentar la densidad y mantener la cosa unida en las primeras etapas de la reacción en cadena.


¿Solo dividiendo un átomo? Eso es inofensivo y bastante común:


Este es un reloj de 1950. No es eléctrico, es de cuerda. Pero brilla Y no es el primer tipo de brillo que lo pone a la luz: siempre brilla.

Esa esfera está pintada con radio. Los átomos de radio se dividen todo el tiempo, escupiendo neutrones y otras partículas. Otro químico atrapa estas partículas y brilla. Esto se llama radioluminiscencia.

No hay peligro de que este reloj explote. Pero no quisiera uno. Resulta que la radiación causa cáncer; y las mujeres pobres que trabajaban en estas fábricas sufrieron una variedad de dolencias y presentaron una demanda judicial que atrajo la atención mundial: Radium Girls.

No soy un experto La razón por la que escribo esta respuesta es porque no encontré una respuesta simple y completa para una persona normal como yo.

La explosión atómica no es la división de un átomo. Es una reacción en cadena de átomos que se dividen y emiten energía. Al igual que el fuego, donde el calor de quemar el material proporciona el calor requerido para quemar más material.

En una reacción atómica, se divide un átomo, digamos Uranio-235. Se divide y se convierte en átomos más pequeños más 3 neutrones libres. Para que la reacción atómica continúe, al menos uno de estos neutrones necesita golpear a otro átomo de uranio-235 y dividirlo. Y así.

Tenemos dos tipos principales de uranio en la naturaleza: el uranio 238, que es más del 99% del uranio que se encuentra en la superficie de la tierra y es un material estable, no radiactivo, y el uranio 235, que es muy raro y radiactivo. Los materiales radiactivos son los materiales que el recuento de neutrones y protones dentro de su núcleo no es ideal y hace que su núcleo sea inestable y fácil de dividir. Usted ve, los neutrones no tienen carga y son como el pegamento. Mantienen los protones (que tienen carga positiva y se repelen entre sí) juntos. Un material radiactivo tiene menos neutrones (pegamento) de lo normal. Es por eso que su núcleo es inestable y se dividen fácilmente.

Cuando dividimos un uranio-235 dentro de una gran cantidad de uranio (que incluye un montón de 238 y muy poca cantidad de 235), hay muy pocas posibilidades de que uno de los neutrones golpee a otros 235. Entonces, la reacción en cadena se detiene y solo nosotros obtener muy, muy poca energía de ese átomo único.

Por lo tanto, necesitamos uranio enriquecido para las reacciones en cadena atómica. El uranio enriquecido es una gran cantidad de uranio que contiene más 235 de lo normal. Hacemos esto usando centrífugas de muy alta velocidad que usan la muy pequeña diferencia de masa de los dos tipos. La pureza del uranio enriquecido se define por el porcentaje de sus 235 en todo el volumen. Más porcentaje significa más pureza, significa más posibilidades de que los neutrones libres lleguen a otros 235, significa una reacción en cadena más rápida y más energía. Entonces, un Uranio-235 más puro, producirá más energía en menos tiempo. Por lo tanto, necesitamos 235 muy puro para la explosión atómica y para hacer bombas atómicas. Los uranio enriquecidos menos puros producen energía continua en un período de tiempo más amplio y son útiles para los reactores atómicos. Es por eso que controlan el porcentaje de enriquecimiento de uranio de Irán y no nos permiten fabricar uranio enriquecido más puro a partir de lo que se usa en los reactores, para evitar que construyamos bombas atómicas.

Entonces, con la descripción anterior, dividir un átomo en una masa normal de uranio no causará una explosión, porque no es puro. Y si tenía más uranio puro, no necesita dividir un átomo para hacerlo explotar. Porque el uranio-235 constantemente décadas por sí mismo. De hecho, ¡debes controlarlo cuidadosamente para que no explote!

En resumen, la razón principal de las reacciones atómicas y las explosiones no es la división de un átomo. Los átomos se dividen todo el tiempo por sí mismos en materiales radiactivos y casi no sucede nada. Es el material radiactivo semi puro y las reacciones en cadena rápidas que ocurren dentro de él lo que causa la explosión. ¡Y las manzanas ni siquiera son radiactivas, y mucho menos son puras! Además, no puedes dividir un átomo con un cuchillo. No sé la razón técnica por la que no. Pero sé que para cortar un átomo (!) Necesitas un cuchillo con un filo más pequeño que un átomo que no es posible. Debido a que el cuchillo teóricamente más afilado posible tiene un borde de un átomo, y más pequeño que eso no es posible.

Si. Cada átomo en la manzana podría moverse en una dirección particular en la misma fracción de segundo, dándole una velocidad y energía increíbles. Esto, a su vez, podría causar una reacción en cadena con la pared en la que se estrella, lo que lleva a otra sorprendente coincidencia en la que cada átomo de la corteza terrestre se mueve hacia afuera, rompiendo cada enlace químico y haciendo que el planeta explote en un gran pulverización de átomos deslocalizados y compuestos que se forman rápidamente.

Además, cada partícula inestable en el planeta aprovecha esta oportunidad para descomponerse, liberando grandes cantidades de radiación.

“No importa cuán improbable” es un término muy amplio.

La respuesta corta es no. Una división de un solo átomo no produce suficiente liberación de energía para denominarse explosión nuclear. Incluso si está dividiendo muchos átomos al mismo tiempo, no necesariamente provocará una explosión. Las centrales nucleares están haciendo esto continuamente, pero no tienen la capacidad de explotar. Su peligro es que el material radiactivo se caliente demasiado para ser contenido y se libere al medio ambiente. Esto podría dejar el área circundante inhabitable durante miles de años, pero no habría una explosión. Una explosión solo se puede lograr forzando una cantidad significativa de material radiactivo en una formación muy densa que exceda lo que se conoce como la masa cortical del material. Los mecanismos para hacer que esto suceda son muy sofisticados y deben diseñarse y construirse con precisión. Las condiciones no existen en la naturaleza para una explosión nuclear “accidental”.

Esto no sería posible con elementos normales encontrados en la cocina. Lo más probable es que puedas cambiar el elemento del átomo.

Ciertos átomos cuando se dividen pueden causar una reacción en cadena que supongo que podría conducir a algún tipo de explosión, pero no creo que pueda ser nuclear.

De cualquier manera, esto no sería posible simplemente con un cuchillo. Técnicamente hablando, el cuchillo nunca toca lo que sea que corte, simplemente lo repele microscópicamente y lo separa. Dado que los átomos tienen electrones, cuando dos sujetos diferentes entran en “contacto”. No se tocan debido a las dos fuerzas negativas que se unen.

En una forma más simple, sería como tratar de cortar una bola orbeez con un cilindro, simplemente se deslizará hacia un lado

Joshua Engel y Quora User han respondido suficientemente esta pregunta.

Lo único que agregaré es que la razón por la que dividir un solo átomo no causará una explosión es la misma razón por la que encender una gota de gasolina no causará una explosión, simplemente no hay suficiente material presente.

Los átomos individuales se dividen todo el tiempo, se llama desintegración radiactiva y es extremadamente común.

La división de un átomo no es lo que causa una explosión nuclear. Es la división de un átomo lo que desencadena la división de dos átomos, lo que genera dos átomos, etc., hasta que se producen billones de billones a tiempo, es decir. Una reacción en cadena. Simplemente dividir un átomo de uranio produce solo 202 MeV (una unidad tan pequeña que tendrá que tener cientos de millones de tales reacciones solo para alcanzar la energía liberada por una aguja que cae sobre la mesa).

En su cuerpo tiene miles de átomos que se dividen a través de procesos radiactivos similares al uranio en una bomba atómica cada segundo. Sin embargo, lo que sea que emitan en la reacción no desencadenará ninguna reacción nueva. Esto solo ocurre en materiales diseñados específicamente bajo condiciones específicas (por ejemplo, bombas nucleares encendidas).

Además, incluso el cuchillo más afilado alrededor tiene miles de átomos de ancho en su punto más afilado, así que no, no puede cortar un átomo.

Cuando reflexione sobre una pregunta como esta, pregúntese: ¿Cómo sería el mundo si fuera posible? Bueno, la respuesta es que mucha gente que prepara ensalada de frutas destruiría sus ciudades. Entonces, como no vemos que eso suceda, podemos estar bastante seguros de que partir una manzana con un cuchillo no causará una explosión nuclear. ¿Pero dividirá un átomo? Eso es más difícil de resolver intuitivamente, pero no, no sucede. Su cuchillo está hecho de átomos, por lo que no va a “cortar” el átomo y más de lo que los átomos de manzana “cortarán” su cuchillo. Los átomos chocan entre sí todo el tiempo, pero las capas de electrones se repelen entre sí, un poco como los polos magnéticos se repelen entre sí. Se necesita mucha energía para superar eso y comenzar una reacción en cadena, ¡por eso las bombas atómicas no son algo que se pueda construir en su garaje con mucha facilidad!

Los átomos radiactivos “accidentalmente” se dividen, por sí mismos todo el tiempo. Es una ocurrencia natural que ocurre a una velocidad determinada estadísticamente por la vida media de ese isótopo en particular.
Para causar una explosión nuclear, debe tener un número colosal de átomos radiactivos similares (material fisionable) muy cerca.
La magnitud de ese número colosal en realidad está determinada por su masa crítica. Una bomba de fisión nuclear en su forma más simple solo toma 2 grumos de material fisible cada uno menos que la masa crítica y los junta a alta velocidad para formar un único bulto que es más pesado que la masa crítica.
Luego, solo espera a que el próximo átomo se divida “accidentalmente” y deje que la división se escape sin control en una gran explosión de calor / radiación.

Joshua Engel ha dado una maravillosa explicación de por qué no debería preocuparse por romper un átomo o dos. No lo notarías si lo hicieras.

Ahora por la probabilidad de cortar uno realmente. Si estaba cortando su manzana con un escalpelo de diamante sintético (no disponible en Amazon.com), el borde de tal belleza es de unos 30 átomos de ancho. Todavía estás aplastando crudamente la estructura atómica en lugar de cortarla.

Incluso si tuviera un cuchillo de un átomo de ancho en el borde, imagine una bola de hámster alrededor del Sistema Solar y aplastándola contra un sistema estelar similar con una bola de hámster similar a su alrededor. Tendría que golpearlo justo para que el Sol golpee a la otra estrella en el caos de ese choque.

¿Todavía te gustan tus posibilidades? Esas bolas de hámster no están hechas de plástico. Son imanes súper fuertes que se repelen entre sí (por eso se comportan como bolas de hámster y no como todo el espacio vacío que realmente son). Ah, y también lo son las estrellas dentro. Se repelerán como si todos salieran para no tocarse.

Una manzana al día mantiene alejado al doctor en física de partículas. Cortar a gusto.

Es mejor que haya muchos otros átomos fisibles en las proximidades que solo estén esperando la liberación (supuesta) de neutrones de ese núcleo que su filo mágico (ver: la respuesta de Joshua Engel a ¿Es posible dividir accidentalmente un átomo y causar ¿Una explosión nuclear, como alguien cortando una manzana, que accidentalmente cortó el centro exacto de un átomo? ¿Podría causar una explosión, sin importar cuán improbable?) de alguna manera logró interceptar sin repulsión orbital; mucho menos una serie de otras improbabilidades que intervienen.

Golpear juntos masas subcríticas de material isotópico altamente enriquecido tiende a ser una vía mucho más gratificante para producir explosiones nucleares.

Puede, como la mayoría de las personas, sobreestimar el tamaño de un átomo. Si toma una taza de agua y cuenta los átomos que contiene, encontrará que hay 250,000 veces más átomos en ese vaso de agua que tazas de agua en todos los océanos, mares y piscinas de la Tierra. (¡Estadísticas recopiladas al azar y sujetas a grandes cambios! ¡Pero se entiende la idea!)

Si divide uno de esos átomos, puede registrar la energía, si es inteligente. Un par de libras de uranio 235 podría ser una historia diferente.

Jajaja (corta la manzana con más cuidado)

No, es muy difícil crear suficiente presión para hacer que esos átomos rompan la ‘fuerza nuclear fuerte’ y causen fusión / fisión (dependiendo de los átomos).

En realidad, los átomos son tan pequeños que, cortando algo con un cuchillo, solo estás ‘quitando átomos’, tal vez rompiendo algunos enlaces moleculares y rompiendo la estructura celular, pero nada más …

No. Incluso si divide accidentalmente un átomo, no habrá suficiente energía para estornudar.

No va a pasar. Hay rayos cósmicos que bajan y dividen átomos, todo el tiempo. No hay grandes auges.

Amigo … Un átomo es miles de veces más pequeño que el filo de un cuchillo.

El filo de tu cuchillo es demasiado grande para poder dividir un átomo, así que no creo que debas preocuparte allí.