Wereldtentoonstelling Expo 1958

Het Atomium is gebouwd als pronkstuk van de wereldtentoonstelling Expo 1958 die in Brussel werd gehouden. Het is in grote lijnen kubusvormig, maar heeft door de 9 bollen doet het ook rond aan. Het is 102 meter hoog.

Het Atomium was als tijdelijk bouwwerk bedoeld, maar werd zo populair dat besloten werd het te laten staan. Het is nog steeds in gebruik als tentoonstellingsruimte. Deze bevindt zich in een aantal van de bollen en de verbindende buizen.

Schoonmaak

Eén maal per jaar worden de roestvrijstalen bollen en de verbindende buizen schoongemaakt door een poetsteam hangend aan klimtouwen. Met zuignappen kunnen ze zich fixeren bij het poetsen van de bollen, met name als ze aan de onderkant van de bol moeten werken. De schoonmaak duurt ongeveer twee weken.

Auteursrechten

De rechtsopvolgers van de ontwerper ir André Waterkeyn bewaken de auteursrechten, die nog tot en met 2075 op afbeeldingen van het Atomium rusten, met ijzeren vuist. Ik kan daarom geen foto’s tonen waarop de schoonmaakploeg aan het Atomium aan het werk te zien is.
TIP: Google “Atomium schoonmaak” voor een paar mooie plaatjes.

Een nieuw verbond

“Verbeelding van een nieuw verbond van mens techniek en wetenschappen”. Het Atomium symboliseerde het vertrouwen van de mensheid in de technische en wetenschappelijke vooruitgang, zoals het vreedzame gebruik van kernenergie. Het toonde een combinatie van schoonheid en techniek. In 1958 was er veel aandacht voor de toepassingen van kernenergie. Daarover was een tentoonstelling ingericht in het Atomium.

De term nieuw verbond komt ook in het nieuwe testament voor. Het nieuwe verbond is geen voorzetting van het oude verbond met een paar aanpassingen, maar een compleet nieuw concept.

IJzeratoomrooster

Het Atomium stelt de kleinste bouwsteen (‘Bravaitralie’) van een atoomrooster van ijzer voor, waarin de iedere bol een ijzeratoomen representeert. Het rooster heet een ‘kubisch ruimtelijk gecentreerde’ (krg) bolstapeling. Het atoomrooster van ferriet, de meest voorkomende variant van ijzer (en van staal), is volgens de krg bolstapeling opgebouwd. Er bestaat voor ijzer (en staal) ook een andere bolstapeling, namelijk de ‘kubisch vlakken gecentreerde’ (kvg) vorm.

De buitenkant van de bollen was oorspronkelijk in aluminium uitgevoerd. Maar bij een renovatie in 2004-2006 werd iedere bol met 48 driehoekige platen van roestvrijstaal bekleed.

De verbindende buizen

Er zijn buizen van twee verschillende lengtes. De 12 buizen die de ribben vormen zijn ieder 29 m lang. De 8 (4×2) buizen die de diagonalen vormen zijn ieder 23 m lang.

Vreemd genoeg staat op de officiële site van het Atomium dat alle buizen 29 m lang zijn. En de folder het Atomium (versie 01.2019) vermeldt dat er buizen van 26 en van 23 m zijn.

In het Atomium is de ijzertralie 165 miljard maal vergroot

De lengte van de ribben (dat is van het middelpunt van een hoekbol naar het middelpunt van een andere hoekbol) is 47 m. Daarmee is eenvoudig uit te rekenen dat het tralie zelf circa 165 miljard maal vergroot is.

Zie berekening voor de liefhebbers.

https://www.poezievoorbetas.nl/berekening-voor-liefhebbers

In het Atomium zijn de atomen 71 miljard maal vergroot

De grootte van een atoom hangt af van de toestand waarin het zich bevindt. Als los atoom, in een moleculeverbinding of in een metallische binding. Omdat het Atomium een ijzertralie voorstelt, gaan we hier uit van ijzeratomen in een metalische binding. Daarin is de diameter van een ijzeratoom 252 picometer, dat is 252 x 10^-12 m. De bollen in het Atomium hebben een diameter van 18 m. Dat betekent dat de atomen niet 165 miljard maal vergroot zijn, maar ‘slechts’ 18 / (252 x 10^-12) = 71 miljard maal.

Als het hele Atomium op dezelfde schaal was gebouwd, dus de atomen ook 165 miljard maal waren vergroot, dan zou de centrale bol raken aan alle acht andere bollen. Dat is ook de werkelijke situatie in een ijzerrooster. Het middelste atoom raakt aan de acht omliggende atomen.

Met de bollen op de juiste schaal zou de boldiameter 41 m zijn. Omdat dan op de diagonalen de bollen tegen elkaar aan zitten, zouden daar geen buizen nodig zijn. De 12 buizen die de ribben vormen zouden ingekort moeten worden op een lengte van maar 6 m.

Waarom zijn de atomen te klein weergegeven?

De atomen zijn als bollen met een diameter van 18 m weergeven in plaats van 41 m. Dit is een factor 2,3 te klein. Ik vermoed dat er een artistieke reden aan ten grondslag ligt. Het Atomium had er met bollen op de juiste schaal wezenlijk anders uitgezien. Namelijk bijna als een massief blok. Zou het Atomium dan ook zo’n icoon zijn geworden?

Een andere mogelijke reden kan zijn, dat er zich constructieve problemen zouden voordoen als de bollen op de juiste schaal, dus met een diameter van 41 m, zouden zijn gebouwd.

Hoe groot is de kern van het atoom?

De kern van een atoom is in de orde van 10.000 maal kleiner dan het atoom als geheel. Dat betekent dat de atoomkernen, als ze waren aangebracht in de bollen van het Atomium, een diameter van 4 mm zouden hebben.

Van ijzer naar staal

Door toevoeging van koolstofatomen aan het ijzer verkrijgt men staal. Staal bevat maximaal 2% koolstof. Een deel van de koolstofatomen komt op korrelgrenzen terecht. Een klein deel nestelt zich tussen de ijzeratomen binnen het atoomrooster. De aanwezigheid van koolstof heeft een grote gunstige invloed op de mechanische eigenschappen van het ijzer (dat nu staal heet). De sterkte en de hardheid van staal worden verhoogd, doordat koolstofatomen ervoor zorgen dat onregelmatigheden (dislocaties) in het atoomrooster zich moeilijk kunnen verplaatsen.