آیا ماده به انرژی تبدیل می‌شود؟

وقتی جسمی می‌سوزد، مجموع جرم خاکستر و گازهای حاصل از سوختن، تقریباً با مجموع جرم آن جسم و گازهایی که در عمل سوختن دخالت داشته‌اند، برابر است. در نتیجه، عمل سوختن موجب از بین رفتن ماده نمی‌شود، بلکه فقط شکل آن را تغییر می‌دهد و مقدار ماده تقریباً ثابت می‌ماند. این اصل به قانون بقای ماده معروف است. طبق این قانون، ماده خودبخود به وجود نمی‌آید و از بین نمی‌رود، بلکه از صورتی به صورت دیگر تبدیل می‌شود.

از سوی دیگر مقدار انرژی نیز در جهان ثابت است. این خاصیت، قانون بقای انرژی نام دارد. قانون بقای انرژی توضیح می‌دهد که انرژی نیز همچون ماده خودبخود تولید نمی‌شود و از بین نیز نمی‌رود.

تبدیل ماده به انرژی

در سال 1905 میلادی آلبرت اینشتین برای اولین بار رابطه بین ماده و انرژی را با فرمول معروفِ E = MC² بیان کرد. بر اساس این فرمول، ماده و انرژی قابل تبدیل به یکدیگر هستند. به علاوه مقدار بسیار کمی از ماده به انرژی بسیار زیاد تبدیل می‌شود. برای مثال 200 گرم ماده می‌تواند انرژیی برابر با انرژی حاصل از انفجار هفت میلیون تُن دینامیت تولید کند.

در رابطه بالا، M مقدار ماده، C سرعت حرکت نور و E مقدار انرژی آزاد شده است. به این ترتیب با تلفیق قانون بقای ماده و قانون بقای انرژی، قانون بقای ماده و انرژی به وجود آمد.

تبدیل ماده به انرژی در هسته اتم رخ می‌دهد. این عمل به دو روش شکافت هسته‌ای و همجوشی هسته‌ای انجام می‌گیرد.

• در شکافت هسته‌ای، یک هسته سنگین به هسته‌های سبکتر تقسیم می‌شود.
• در پدیده همجوشی هسته‌ای، هسته‌های سبک به یکدیگر می‌پیوندند و هسته سنگین‌تری را می‌سازند.

در هر دو پدیده، مقدار بسیار زیادی انرژی آزاد می‌شود.

بمب اتمی با استفاده از پدیده شکافت هسته‌ای و بمب هیدروژنی (که بسیار قوی‌تر از بمب اتمی است) با استفاده از پدیده همجوشی هسته‌ای ساخته می‌شود. این بمب‌ها قدرت تخریب بسیار زیادی دارند.

امروزه از انرژی هسته‌ای بیشتر برای اهداف صلح‌جویانه استفاده می‌شود. از انرژی حاصل از شکافت هسته‌ای می‌توان برای تولید الکتریسیته استفاده کرد.

منابع

1. کتاب چرا، چطور، چگونه؟ نوشته دکتر سونیتا گوپتا و دکتر نینا آگراوال. ترجمه پریسا همایون روز و پریچهر همایون روز. موسسه نشر و تحقیقات ذکر. تیر 1393.