"Khoa học là một sức mạnh trí tuệ lớn nhất, nó dốc hết sức vào việc phá vỡ xiềng xích thần bí đang cầm cố chúng ta."
Gorky
Thứ Ba, 1 tháng 2, 2022
TT&HĐ V - 49/h
[VẬT LÝ 12] Phóng xạ - Định luật phóng xạ
"Cái khó hiểu nhất chính là hiểu được thế giới"
"Có hai cách để sống trên đời: một là xem như không có phép lạ nào cả, hai là xem tất cả đều là phép lạ".
Albert Einstein
“Chính qua cuộc đấu tranh nhằm thống nhất một cách hợp lý cái đa dạng
mà đã đạt được những thành công lớn nhất, dù rằng chính ý đồ đó có thể
gây ra những nguy cơ lớn nhất để trở thành con mồi của ảo vọng”.
Albert Einstein
“Người nhìn thấy cái đa dạng mà không thấy cái đồng nhất thì cứ trôi lăn trong cõi chết”.
CHƯƠNG X (XXXXIX): LỜI "LẢM NHẢM" SAU CÙNG
“Điều gì đã thổi sức sống vào các phương trình và làm cho chúng có thể mô tả Vũ Trụ?”
Stephen Hawking
“Không có thiên tài nào mà không pha lẫn sự điên rồ trong đó”
Arixtốt
“Thiên tài khác ngu ngốc ở chỗ thiên tài có giới hạn”
A. Anhxtanh
“Nếu thực tại không tương đồng với lý thuyết, hãy thay đổi thực tại”
A. Anhxtanh
“Có thật nhiều thứ để tìm hiểu, nhưng cũng thật ít thứ đã được tìm hiểu thấu đáo”
Robert A. Heinlein
“Từ
Vũ Trụ, tôi không còn nhìn thấy biên giới các quốc gia! Trái đất xanh
một màu xanh vĩnh cửu”.
Gagarin
“...Đặt
cược cho một vũ trụ duy nhất và sự tồn tại của một nguyên lý sáng tạo
chịu trách nhiệm cho việc điều chỉnh Vũ Trụ một cách vô cùng chính
xác... Nguyên lý này không đại diện bởi một vị Chúa rậm râu; đó là một
nguyên lý phiếm thần biểu hiện qua các định luật của tự nhiên.”
Trịnh Xuân Thuận
“Chắc
chắn rằng, tựa như tình cảm tôn giáo, niềm tin rằng thế giới là lý
tính, hay ít nhất là có thể hiểu được, chính là cơ sở của mọi công trình
khoa học. Niềm tin này tạo nên quan niệm của tôi về Chúa. Đó là quan
niệm của Spinoza”.
Albert Einstein
"Có
một thứ chúng ta thấy ngay từ khi chào đời và hầu như thường xuyên
trong cuộc đời, nhưng chúng ta vẫn tưởng là chưa từng thấy, đó là không
gian. Có một thứ chúng ta tưởng thực sự tồn tại như dòng trôi cuốn chúng
ta đi nhưng không biết trôi về đâu, đó là thời gian. Ngày nay, chưa ai
nhận thức được hoặc nhận thức vẫn sai lầm về chúng. Chỉ khi nào loài
người nhận thức chính xác và cặn kẽ hai thứ thiết yếu ấy, thì nhiệm vụ
khoa học của loài người mới có cơ may hoàn thành".
TC
"Sau nhiều năm nghiền ngẫm, ở chặng cuối cuộc đời tôi mới ngộ ra: Vũ
Trụ không hỗn độn như chúng ta tưởng mà là một khối gắn kết thống nhất
vĩ đại, không phải vì phục tùng ý Chúa (làm gì có Chúa!) mà vì chính bản
thân nó: Tồn Tại. Vạn vật trong lòng nó luôn vận động để tránh Hư Vô,
nghĩa là vận động cho nó và vì nó, luôn tự giác răm rắp tuân theo một
nguyên lý chung nhất và duy nhất: nguyên lý Tự Nhiên".
NTT
""Của
dân,do dân và vì dân" là nguyên tắc cơ bản của mọi nhà nước trong việc
duy trì và bảo toàn xã hội chứ không phải sở hữu riêng của NNVN".
NTT
(Tiếp theo)
Sau khi Becquerel công bố phát hiện ra tia
phóng xạ thì việc tìm hiểu bản chất của nó cũng được kích hoạt trong nghiên cứu
và các nhà vật lý nhanh chóng biết được nó không phải là vật chất thuần nhất mà
là tập hợp của nhiều tia. Năm 1899, Rudơpho khám phá ra hai tia thành phần
trong tia phóng xạ tự nhiên mà ông gọi là tia anpha (
) và tia bêta (
). Năm 1900, Paul Villard khám phá ra tia thứ ba và nó
được gọi là tia gamma (
). Ngày nay
chúng ta đều biết tia chính là
dòng hạt gồm các hạt nhân của nguyên tử Hêli, tia chính là dòng điện tử, còn tia chính là dòng các bức xạ điện từ có tần
số cao hơn tần số của tia X. Theo vật lý học, nguyên nhân làm xảy ra hiện tượng
phóng xạ tự nhiên là các nguyên tử của chất phóng xạ có cấu tạo không bền vững
cho nên hạt nhân của chúng bị phân rã và sau khi phát ra những hạt hay bức xạ
nhất định, biến thành nguyên tử khác. Nguyên tử của các nguyên tố chất phóng xạ
khác nhau thì phát ra những tia thuần nhất khác nhau, có thể là tia , có thể là tia , cũng có thể là tia (tuy nhiên, dù hiếm thấy thì cũng có
trường hợp cùng một nguyên tố có thể phát ra hoặc tia hoặc tia ).
) và tia bêta (). Năm 1900, Paul Villard khám phá ra tia thứ ba và nó
được gọi là tia gamma (). Ngày nay
chúng ta đều biết tia chính là
dòng hạt gồm các hạt nhân của nguyên tử Hêli, tia chính là dòng điện tử, còn tia chính là dòng các bức xạ điện từ có tần
số cao hơn tần số của tia X. Theo vật lý học, nguyên nhân làm xảy ra hiện tượng
phóng xạ tự nhiên là các nguyên tử của chất phóng xạ có cấu tạo không bền vững
cho nên hạt nhân của chúng bị phân rã và sau khi phát ra những hạt hay bức xạ
nhất định, biến thành nguyên tử khác. Nguyên tử của các nguyên tố chất phóng xạ
khác nhau thì phát ra những tia thuần nhất khác nhau, có thể là tia , có thể là tia , cũng có thể là tia (tuy nhiên, dù hiếm thấy thì cũng có
trường hợp cùng một nguyên tố có thể phát ra hoặc tia hoặc tia ).| Ernest Rutherford | |
|---|---|
.jpg)
Ernest Rutherford
|
|
| Sinh | 30 tháng 8 1871 Brightwater, New Zealand |
| Mất | 19 tháng 10 1937 Cambridge, Anh |
| Nơi cư trú |  Anh |
| Ngành | Vật lý |
| Nổi tiếng vì | Là cha đẻ của vật lý hạt nhân |
| Giải thưởng |  Giải Nobel hóa học 19 |
| Paul Ulrich Villard | |
|---|---|
 | |
| Sinh ra | 28 Tháng Chín 1860 Saint-Germain-au-Mont-d'Or |
| Chết | 13 tháng 1 năm 1934 (73 tuổi) Bayonne |
| Được biết đến với | Discoverer of Gamma Rays |
Nhưng vì sao một lượng chất phóng xạ
thiên nhiên thường vẫn phát ra cùng lúc ba loại tia đó như thực nghiệm vật lý
đã cho thấy? Đơn giản là vì một nguyên tố chất phóng xạ (gọi là chất mẹ) khi
phóng xạ ra một tia thuần nhất nào đó thì chuyển biến thành nguyên tố chất khác
(gọi là chất con). Chất con này cũng được cấu tạo bởi những nguyên tử không bền
vững nên lại phóng xạ tiếp, theo cách đặc thù qui định cho nó. Cứ thế, sự phóng
xạ có tính hỗn hợp và được duy trì cho đến khi tất cả các nguyên tố chất phóng
xạ tồn tại trong lượng chất đang xét trở thành nguyên tố chì. Người ta đã thấy
rằng trong thiên nhiên (ở môi trường Trái Đất), hiện tượng phóng xạ tự nhiên
được duy trì như trên là có tính mặc định, và thể hiện cụ thể ra dưới dạng ba
dãy (còn gọi là chuỗi, dòng họ) phóng xạ mà nguyên tố chất đứng đầu (đóng vai
trò nguyên thủy, nguồn cội xuất phát) của mỗi dãy, lần lượt là urani, thori và
actini.
Sau một quá trình nghiên cứu tích cực hơn
một thế kỷ, các nhà vật lý học đã nhận biết được một cách sâu sắc cơ chế của
phân rã phóng xạ tự nhiên. Không những thế, năm 1934, Irene (con gái của Marie
Currie) và chồng bà là F. Joliot đã phát hiện ra hiện tượng phóng xạ nhân tạo.
Nếu dùng các hạt hạt nhân (như hạt a, nơtrôn…) bắn phá các nguyên tố hóa học thì hầu như nguyên
tố hóa học nào cũng tạo ra các chất đồng vị phóng xạ mới chưa từng có trong
thiên nhiên. Đặc biệt, năm 1939, hai nhà vật lý người Đức tên là L. Meitner và
O. Frisch đã chỉ ra rằng khi bị nơtrôn bắn phá, hạt nhân urani vỡ ra thành hai
phần, đồng thời giải phóng ra một số năng lượng khá lớn. Quá trình phân rã đó
được gọi là “phản ứng phân hạch hạt nhân”. Ngày 30-4-1939, tức là đúng bốn
tháng trước khi phát xít Đức tấn công Ba Lan làm bùng nổ chiến tranh thế giới
thứ hai, trên một tờ báo xuất hiện dòng tin ngắn: “Tiến sĩ N. Bo (Niels Bohr) ở
Copenhagen
tuyên bố rằng, khi dùng nơtrôn chậm bắn phá vào một khối lượng nhỏ chất đồng vị
Urani 235 tinh khiết, có thể tạo ra phản ứng dây chuyền hay một vụ nổ nguyên tử
với sức công phá kinh khủng, có thể làm bay cả phòng thí nghiệm và tất cả những
công trình kiến trúc xung quanh trong phạm vi nhiều dặm”. Nỗi trăn trở đầy lo
âu của Pierre
Curie năm nào đã bắt đầu trở thành hiện thực! Vào ngày xui xẻo (ngày 13) trong
tháng xui xẻo (tháng 6) của năm kết thúc chiến tranh thế giới thứ hai (năm
1945) quả bom nguyên tử đầu tiên của nhân loại văn minh, biểu tượng cho một trí
tuệ sáng suốt trong điên rồ, được kích hoạt cho phát nổ. Và rồi hậu quả của sự
kiện đó như thế nào thì chúng ta đều đã biết.
Nhưng sức tàn phá hủy diệt của bom nguyên
tử vẫn chưa là gì so với bom khinh khí (bom H).
Nếu trong tự nhiên xảy ra quá trình phân
chia hạt nhân nặng hơn thành những hạt nhân nhẹ hơn thì ắt trong một điều kiện
thích hợp, cũng xảy ra quá trình tổng hợp hạt nhân nặng hơn từ những hạt nhân
nhẹ hơn.
Năm 1938, nhà vật lý Hans Bethe đã đưa ra
giả thuyết để giải thích sự phán tán mãnh liệt và được duy trì lâu dài của Mặt
Trời nói riêng và các ngôi sao nói chung. Theo ông, trong lòng Mặt Trời và các
vì sao tồn tại một loại chu trình vận động kín gồm sáu phản ứng hạt nhân mà tóm
gọn lại là phản ứng tổng hợp hạt nhân sau:
Phản ứng tổng hợp hạt nhân giải phóng
năng lượng nhiều hơn hẳn phản ứng phân hạch. Tuy nhiên để phản ứng tổng hợp hạt
nhân xảy ra thì cần phải có một nhiệt độ rất cao (khoảng từ 107 đến
109 oK). Ở nhiệt độ đó vật chất không tồn tại ở trạng
thái thông thường như rắn, lỏng hay khí mà ở trạng thái gọi là “plasma” (hay còn
gọi là trạng thái ion: các hạt nhân và điện tử chuyển động tự do). Cũng vì vậy,
phản ứng tổng hợp hạt nhân còn được gọi là “phản ứng nhiệt hạch”.
Ngay từ năm 1920, Rudơpho và Harkins đã
cùng tiên đoán về khả năng tồn tại một đồng vị Hydro có khối lượng gấp đôi khối
lượng Hydro. Năm 1931, các nhà vật lý đã thu được chất đồng vị này bằng cách
cho bốc hơi Hydro hóa lỏng. Vì cách làm đó rất phức tạp và tốn kém nên trong
thực tế ứng dụng, các nhà khoa học thu Hydro nặng (còn được gọi là Đơteri, ký
hiệu: D) từ nước nặng (D2O), dù lượng nước nặng chỉ có 0,015% trong
nước thường.
Khi đã có Đơteri rồi thì có thể thực hiện
được các phản ứng nhiệt hạch sau trên Trái Đất:
Nhưng làm sao tạo được một môi trường có
nhiệt độ đủ cao trong thực tế cho những phản ứng ấy xảy ra? Hiện nay các nhà
nghiên cứu đã tạo được một môi trường plasma có nhiệt độ cao như vậy bằng cách
gọi là “ném từ trường”, dù chỉ tồn tại trong vài giây và với thể tích khoảng 4
lít. Có lẽ còn lâu nữa người ta mới có thể tạo ra được lò phản ứng nhiệt hạch
có điều khiển trong thực tiễn để phục vụ cho đời sống con người.
| Irène Joliot-Curie | |
|---|---|
|
|
| Sinh | 12 tháng 9, 1897 Paris, Pháp |
| Mất | 17 tháng 3, 1956 (58 tuổi) Paris, Pháp |
| Nơi cư trú | Paris, Pháp |
| Quốc tịch | French |
| Ngành | Hóa học |
| Giải thưởng | Giải Nobel về Hóa học(1935) |
| Frédéric Joliot-Curie | |
|---|---|
|
|
| Sinh | 19.3.1900 Paris, Pháp |
| Mất | 14 tháng 8, 1958 (58 tuổi) Paris, Pháp |
| Ngành | Vật lý học |
| Nổi tiếng vì | Hạt nhân nguyên tử |
| Giải thưởng | Huy chương Matteucci (1932), Giải Nobel Hóa học (1935) |
| Lise Meitner | |
|---|---|
,_lecturing_at_Catholic_University,_Washington,_D.C.,_1946.jpg)
Lise Meitner năm 1946
|
|
| Sinh | 7 tháng 11 năm 1878 Viên, Áo-Hung |
| Mất | 27 tháng 10, 1968 (89 tuổi) Cambridge, Anh |
| Nơi cư trú | Áo, Đức, Thụy Điển Vương quốc Liên hiệp Anh |
| Quốc tịch | Áo-Hung (trước năm 1919), Áo (trước năm 1949), Thụy Điển (sau năm 1949) |
| Sắc tộc | Do Thái |
| Tôn giáo | Judaism (pre-1908) Lutheran (post-1908) |
| Ngành | Vật lý học |
| Nơi công tác | Viện Kaiser Wilhelm Đại học Berlin |
| Giải thưởng | Giải Lieben (1925) Max Planck Medal (1949) Enrico Fermi Award (1966) |
Chữ ký | |
| Otto Robert Frisch | |
|---|---|
Ảnh của Otto Robert Frisch trên phù hiệu của Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos.
|
|
| Sinh | 01 tháng 10, 1904 Viên, Áo-Hung |
| Mất | 22 tháng 9, 1979 (74 tuổi) Cambridge, Anh |
| Ngành | vật lý |
| Nơi công tác | Đại học Cambridge |
| Nổi tiếng vì | bom nguyên tử |
| Giải thưởng | thành viên Hội Hoàng gia |
Chữ ký | |
| Hans Bethe | |
|---|---|
|
|
| Sinh | 2 tháng 7 năm 1906 Strasbourg, Đức |
| Mất | 6 tháng 3, 2005 (98 tuổi) Ithaca, New York, US |
| Nơi cư trú | Mỹ |
| Ngành | Vật lý hạt nhân |
| Nổi tiếng vì | Vật lý hạt nhân Tổng hợp hạt nhân sao Điện động lực học lượng tử |
| Giải thưởng | Giải Nobel Vật lý (1967) , Huy chương Eddington (1961), Huy chương Oersted (1993) |
Tuy nhiên, có thể thấy sự thể rất oái oăm
này: tương tự như trong nghiên cứu hiện tượng phân hạch, trong nghiên cứu hiện
tượng nhiệt hạch, do sự thôi thúc của cuộc chạy đua tăng cường sức mạnh vũ
trang mà hướng ưu tiên đầu tiên cũng lại là chế tạo bom khinh khí hay còn gọi
là bom H. Người ta đã thấy ngay rằng không cần tìm kiếm xa xôi, thứ tạo ra môi
trường có nhiệt độ cao để cho phản ứng nhiệt hạch xảy ra chính là bom nguyên
tử. Khi bom nguyên tử (cài đặt trong bom H) bị kích nổ, nó gây ra một nhiệt độ
cỡ 2x107 oK trong lòng bom H, đồng thời tạo ra nơtron tác
dụng vào nguyên tố Liti để cho Triti, dẫn đến phản ứng nhiệt hạch giữa Triti và
Detơri. Nơtron xuất hiện từ phản ứng này sẽ gây ra phản ứng phân hạch đối với Urani 238. Quá trình đó
giải phóng một năng lượng khổng lồ trong chớp mắt, tạo ra sự bùng nổ của bom H.
Ngày 31-10-1952, trái bom H đầu tiên của
nhân loại được Mỹ chế tạo và cho nổ trên đảo hoang Elugelap trong quần đảo Marshall (Nam
Thái Bình Dương). Sau cú nổ, hòn đảo biến mất trên bản đồ thế giới. Năm sau,
vào ngày 12-8, Liên Xô cho nổ trái bom H mà nước đó chế tạo được. Có lẽ bom H
được chế tạo và thử nổ thành công như thế không những nhờ vào công lao của các
nhà nghiên cứu vật lý mà còn nhờ vào nhiệt huyết bởi hai cái đầu nóng của hai
ông lớn đứng đầu hai phe trên thế giới là Xã hội chủ nghĩa và Tư bản chủ nghĩa!
Ôi, nhân loại, trong tương lai còn chế tạo loại bom nào “nổ to” hơn bom H nữa
không?
Theo chúng ta quan niệm thì có thể thấy, vụ nổ hạt nhân là vụ giải phóng năng lượng có hiệu quả cao nhất trong Vũ Trụ mà loài người có thể tạo dựng được. Nhưng "vụ nổ" giải phóng năng lượng hoàn toàn, triệt để nhất, phải là vụ nổ không còn "xác" vật chất, tạm gọi là "vụ nổ bức xạ" hoặc như tưởng tượng ngày nay: vụ nổ "phản vật chất". Sau vụ nổ ấy, vật chất "tan xác" hết thành bức xạ năng lượng. Nếu trong Tự Nhiên có quá trình ấy, thì cũng phải có quá trình ngược lại, tức là quá trình hun đúc nên vật chất từ bức xạ điện từ. Hay cũng có thể nói: bức xạ điện từ là tiền đề tồn tại của vật chất! Chúng ta cho rằng hiện tượng phóng xạ là trường hợp riêng, kịch phát của hiện tượng thu - phát bức xạ. Đó là quá trình ở cường độ cao mà con người quan sát thấy sự phát bức xạ nổi trội lấn át sự thu bức xạ.
***
Theo chúng ta quan niệm thì có thể thấy, vụ nổ hạt nhân là vụ giải phóng năng lượng có hiệu quả cao nhất trong Vũ Trụ mà loài người có thể tạo dựng được. Nhưng "vụ nổ" giải phóng năng lượng hoàn toàn, triệt để nhất, phải là vụ nổ không còn "xác" vật chất, tạm gọi là "vụ nổ bức xạ" hoặc như tưởng tượng ngày nay: vụ nổ "phản vật chất". Sau vụ nổ ấy, vật chất "tan xác" hết thành bức xạ năng lượng. Nếu trong Tự Nhiên có quá trình ấy, thì cũng phải có quá trình ngược lại, tức là quá trình hun đúc nên vật chất từ bức xạ điện từ. Hay cũng có thể nói: bức xạ điện từ là tiền đề tồn tại của vật chất! Chúng ta cho rằng hiện tượng phóng xạ là trường hợp riêng, kịch phát của hiện tượng thu - phát bức xạ. Đó là quá trình ở cường độ cao mà con người quan sát thấy sự phát bức xạ nổi trội lấn át sự thu bức xạ.
***
Tóm gọn lại, vật lý học hiện nay quan
niệm về hiện tượng phóng xạ như sau:
Hiện tượng phóng xạ là hiện tượng hạt
nhân tự phóng ra các hạt 
, 
(có thể là 
electron, hay 
politron), bức xạ g, bức xạ X, bắt electron quĩ đạo, tự phân chia thành hai hạt
nhân nhẹ hơn phát ra nơtron trễ. Sau khi phân rã phóng xạ, hạt nhân biến thành
một nhân khác (nuclid khác) có các tính chất hóa học và vật lý khác với hạt
nhân ban đầu. Cho đến nay, người ta đã biết được khoảng 1500 nuclid, trong đó
chỉ có khoảng 250 nuclid là bền, còn lại là các nuclid phóng xạ (tự nhiên và
nhân tạo).
, (có thể là electron, hay politron), bức xạ g, bức xạ X, bắt electron quĩ đạo, tự phân chia thành hai hạt
nhân nhẹ hơn phát ra nơtron trễ. Sau khi phân rã phóng xạ, hạt nhân biến thành
một nhân khác (nuclid khác) có các tính chất hóa học và vật lý khác với hạt
nhân ban đầu. Cho đến nay, người ta đã biết được khoảng 1500 nuclid, trong đó
chỉ có khoảng 250 nuclid là bền, còn lại là các nuclid phóng xạ (tự nhiên và
nhân tạo).
Các hạt nhân không bền tự phân rã sau một
thời gian nào đó tùy theo từng nguyên tố. Trước khi phân rã, hạt nhân không
biểu lộ một thay đổi gì. Đúng lúc phân rã, hạt nhân biến đổi các đặc trưng của
mình đồng thời cấu trúc lớp vỏ điện tử của nguyên tử cũng biến đổi. Phân rã
phóng xạ của một nguyên tố là quá trình có tính thống kê. Không thể nói trước
được thời điểm phân rã của một hạt nhân riêng lẻ mà chỉ có thể nói rằng với một
khối lượng chất phóng xạ, sau một thời gian nào đó có bao nhiêu phần trăm đã
phân rã và còn lại bao nhiêu phần trăm khối lượng của chất đó. Thực nghiệm cho
thấy tốc độ phân rã không phụ thuộc vào cách thức thu nhận nguyên tố phóng xạ
cũng như những điều kiện khách quan, bên ngoài như nhiệt độ, áp suất, điện từ
trường…
Điều đặc biệt là tất cả các chất phóng xạ
đều tuân theo một nguyên lý chung về cường độ phóng xạ mà vật lý học đã thiết
lập được và gọi là định luật cơ bản của phân rã phóng xạ. Chẳng hạn một lượng
chất phóng xạ có số hạt nhân là N thì số N này là một hàm của thời gian và số
hạt nhân phân rã trong một đơn vị thời gian tỷ lệ với số hạt N(t) tại thời điểm
t. Có thể viết:
Trong đó 
là hằng số phóng xạ, đặc
trưng cho khả năng phân rã của một nguyên tố phóng xạ nào đó.
là hằng số phóng xạ, đặc
trưng cho khả năng phân rã của một nguyên tố phóng xạ nào đó.
Từ biểu diễn trên suy ra được biểu thức
cơ bản của định luật phóng xạ:
Trong đó 
là số hạt nhân của
lượng nguyên tố phóng xạ tại thời điểm t=0.
là số hạt nhân của
lượng nguyên tố phóng xạ tại thời điểm t=0.
Quan niệm nêu trên của vật lý học vì được
xây dựng trên cơ sở nghiên cứu rút ra từ những kết quả thực nghiệm nên cũng
thỏa đáng. Nhưng sự thỏa đáng đó chỉ trong một chừng mực tương đối nhất định
chứ chưa triệt để. Tại sao vậy? Tại vì quan niệm đó đã bắt đầu từ một nhận
định, theo chúng ta, là hoàn toàn sai lầm. Nếu tin rằng mọi tồn tại và vận động
trong tự nhiên đều phải tuyệt đối tuân theo luật nhân – quả thì từ Vũ Trụ,
thiên hà, Mặt Trời cho đến nguyên tử, hạt nhân và tận cùng nhỏ là hạt KG đều
không thể tự thân vận động được, đều không thể độc lập tuyệt đối đối với môi
trường chứa chúng được (về mặt triết học: môi trường của Vũ Trụ thực tại chính
là Vũ Trụ ảo và ngược lại!). Như vậy, sự phân rã phóng xạ không thể là vận động
tự thân của hạt nhân như vật lý học quan niệm được.
Thế thì nguyên nhân nào làm cho hạt nhân
phân rã phóng xa? Đây là câu hỏi cực kỳ hóc búa mà chúng ta không có một chút
khả năng nào để trả lời một cách cụ thể và chính xác được. Đành cố gắng hình
dung ra trong hoang tưởng và theo cách suy lý thuần túy của triết học.
Chúng ta bắt đầu với Urani 238, nguyên tố đứng đầu một trong ba
dòng họ phóng xạ tự nhiên có trên Trái Đất. Trong điều kiện môi trường Trái Đất
ngày nay, chỉ còn thấy các quá trình phân hạch (ngẫu nhiên) nói chung và quá
trình phóng xạ tự nhiên nói riêng, nghĩa là chỉ có quá trình “thuận” chứ không
có quá trình “nghịch”. Tại sao lại không xảy ra phản ứng nhiệt hạch (tổng hợp
hạt nhân) hay tạo ra Urani
238 trong điều kiện bình thường? Theo vật lý học, đó là do lực đẩy Culông, và
muốn thắng được lực đẩy này phải cần một môi trường có nhiệt độ rất cao. Nhưng
nếu phản ứng tổng hợp hạt nhân Hêli từ hai hạt nhân Hydrô đã đòi hỏi một môi
trường có nhiệt độ tối thiểu cũng khoảng 107 - 109 oK
thì để tổng hợp được hạt nhân Urani 238 có số proton nhiều hơn hẳn thì rõ ràng
là phải cần môi trường có nhiệt độ cao hơn nhiều. Thật là khó hình dung bởi vì
nhiệt độ càng cao thì động năng các hạt nhân tham gia phản ứng nhiệt hạch càng
lớn, không những làm liên kết nội tại của chúng yếu đi mà còn phải chịu một tác
động cơ học càng lớn nếu chướng ngại, do đó, nguy cơ phân rã cũng rất cao. Hơn
nữa, trong môi trường có nhiệt độ càng cao có thể xuất hiện những thực thể độc
lập tương đối với môi trường có khối lượng càng lớn là trái ngược với quan sát
thông thường. Một nghịch lý nữa là nếu hạt nhân Urani 238 từng được cấu thành ngay tại Trái
Đất vào một thời kỳ xa xưa nào đó thì lúc đó Trái Đất phải rất nóng, thậm chí
nóng hơn Mặt Trời ngày nay! Để tránh đi những trái khoáy đó, chúng ta cần phải
tìm một hình dung khác về sự cấu thành hạt nhân Urani 238.
Theo quan niệm của chúng ta, nhiệt độ là
số đo qui ước về mức độ rối loạn vận động của một tập hợp, một “khối” hỗn hợp
bức xạ điện từ. Trong một khoảng hạn chế nào đó, con người có thể cảm giác được
sự rối loạn đó dưới hình thức nóng – lạnh. Nói cách khác, nhiệt độ là biểu hiện ra trong thế giới vĩ mô về mức độ rối loạn của vận động vật chất ở thế giới vi mô.
Như vậy, mức độ rối loạn bức xạ điện từ
càng cao thì nhiệt độ càng tăng. Câu hỏi đặt ra là, nguyên nhân nào gây ra rối
loạn bức xạ điện từ? Hiển nhiên, các biểu diễn toán học mà chúng ta đã thiết
lập được chỉ ra hai yếu tố tiền nguyên nhân dẫn đến rối loạn bức xạ điện từ là
số lượng các bức xạ và mật độ bức xạ trong vùng không gian mà khối bức xạ
“chiếm lĩnh” yếu tố tiền nguyên nhân này có mối quan hệ hữu cơ khăng khít với
nhau, chuyển hóa lẫn nhau, nhưng yếu tố thứ nhất luôn đóng vai trò tiền đề cho
sự tồn tại của yếu tố thứ hai. Nói cách khác, đối với một khối rối loạn bức xạ
điện từ thì số lượng của bức xạ “làm nên” nhiệt lượng và “mức độ rối loạn” (mật
độ bức xạ) “làm nên” nhiệt độ của khối.
Trong môi trường chân không “tự do”, do
có sự chi phối của nguyên lý ưu tiên lan truyền bức xạ nên không thể tồn tại tự
nhiên một khối bức xạ như một thực thể vận động tương đối độc lập, hoặc nếu có
tồn tại thì cũng “nhạt nhòa” có tính “thoáng qua”. Do đó mà mối quan hệ giữa
hai yếu tố tiền nguyên nhân nói trên cũng không thể hiện hoặc thể hiện mờ nhạt
và không có tính duy trì. Cho nên, khi nói đến một khối bức xạ tồn tại và vận động
nội tại như một thực thể, thì coi như khối bức xạ ấy đã được cách ly (tương
đối) bởi một mặt (cầu) đối với môi trường chân không, nghĩa là phải hình dung
đến một hệ cô lập (tương đối) tập hợp một số lượng bức xạ nhất định. Trong một
hệ cô lập (tương đối) chứa bức xạ như vậy, mối quan hệ giữa hai yếu tố tiền
nguyên nhân gây ra sự rối loạn bức xạ sẽ thể hiện nổi trội, dễ nhận biết.
(Còn tiếp)
-----------------------------------------------------------------------
(Còn tiếp)
-----------------------------------------------------------------------
Đăng ký:
Đăng Nhận xét (Atom)
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét