Тысяча восемьсот девяносто шестой год был одним из самых спокойных. Даже несложные научные эксперименты в этой обстановке делались неторопливо, обстоятельно. И, может быть, поэтому французский учёный Анри Беккерель так внимательно отнёсся к факту, как будто маловажному, - потемнению фото-пластинок в присутствии солей урана. Этот редкий металл тогда играл очень скромную роль. Его соли нашли применение в фотографии, они добавлялись в стекло для получения фильтров, не пропускающих ультрафиолетовых лучей. Заинтересовавшиеся ураном токсикологи точно установили смертельные дозы этого весьма ядовитого вещества. Пожалуй, в начале второй половины прошлого века они были первыми людьми, ощутившими необыкновенные свойства в уране. Их описания действия урана полны словами: «непонятный», «странный», «необъяснимый».

Беккерель воспользовался ураном, исследуя свечение в темноте некоторых тел, предварительно освещенных солнечными лучами. Открытие Беккереля носило случайный характер. Всему виной была туманная погода, заставившая учёного спрятать приготовленные фотопластинки, завёрнутые в чёрную бумагу, в один ящик с солью урана. На другой день он увидел, что пластинки потемнели, словно подверглись действию света. Беккерель несколько раз повторял свой опыт и всегда получал тот же результат. Тогда он выступил с сообщением, что открыты неизвестные лучи, испускаемые ураном. На этом роль Беккереля в разгадке тайн урана окончилась.

Полька Мария Склодовская-Кюри нашла подходящее слово для определения необыкновенного свойства урана - радиоактивность. Открыла она и причину радиоактивности: в урановых рудах содержится элемент радий. Не случайно эти два элемента встречаются вместе. Радий - только один из этапов, который проходит уран на своём длинном пути превращения в конечный, уже совсем «спокойный» элемент, остающийся неизменным, - урановый свинец. Так было приоткрыто перед человеком окно, позволяющее заглянуть в глубину строения вещества.

Современные учёные вплотную подошли к развязыванию страшных сил, действующих в атоме, точнее, в его ядре. Природа как будто сделала всё, чтобы человек осторожнее подходил к этой тайне и не оказался в положении героя древней арабской сказки, беспечно выпустившего из бутылки всесильного духа -

«джина», - а потом не знавшего, как справиться с недавним пленником, сквозь стекло казавшимся таким жалким и маленьким... Смертельная опасность на каждом шагу грозит экспериментатору, изучающему ядерный распад. Неконтролируемые излучения, сопровождающие этот процесс, убивают вернее любой пули.

Изучение радия поставило перед учёными много загадок. Поведение его как будто явно противоречило закону сохранения энергии. Радий всегда горяч, лучи его обладают громадной проникающей способностью и становятся бессильными только перед защитой из свинца - «трупом» радия, в который он превращается через 2500 лет.

Разгадку тайн радия дали Содди и Резерфорд. Они установили, что энергия, излучаемая радием, - результат распада «го атомных ядер. При распаде атома даже ничтожная крупица радиоактивного вещества является источником громадной энергии. Эта энергия радия примерно в 100 тысяч раз больше, чем способно дать при сгорании такое же количество лучшего каменного угля.

Девяносто два элемента существует на Земле, и этого достаточно, чтобы появились алмазы и цветы, моря и горы, бактерии и человек. Лицо каждого из девяноста двух элементов определяет ядро атома. Размеры его ничтожны даже по сравнению с самим атомом. Если представить себе ядро в виде шара диаметром около метра, то весь атом должен быть не меньше Москвы. Но почти вся масса атома сосредоточена в его ядре.

Модель атома похожа на строение планетной системы. В его центре находится заряжённое положительно ядро - Солнце, - а по орбите вращаются отрицательные частички - электроны - планеты. Положительный заряд ядра равен сумме отрицательных зарядов электронов, и атом в целом электрически нейтрален.

Не только атом оказался делимым - самое ядро его также состоит из отдельных частиц: протонов, заряжённых положительно, и нейтронов, не имеющих зарядов. Массы этих частиц одинаковы. Частицы образуют компактное ядро благодаря существованию ядерных сил, которые оказывают огромное действие при очень малых расстояниях и абсолютно не ощущаются на больших расстояниях. Поэтому каждый атом - источник колоссальных сил, проявляющихся при его разрушении. 0,999 всей энергии атома приходится на долю ядра. Но освободить эту энергию нелегко. Только вторжение в самое ядро способно расщепить и преобразовать его.

Впервые атака ядра атома была предпринята при помощи радия. В 1919 году Резерфорд, бомбардируя азот частичками, вылетающими из радия со скоростью 20 тысяч километров в секунду, превратил азот в другие элементы. Резерфорд указал правильный путь разрушения ядра атома, на которое учёными затрачено больше усилий, чем на изучение Земли за всю её историю до наших дней. Это объясняется тем, что ядро, скрывающее в своей глубине важнейшую тайну природы, исключительно сильно защищено от попыток вторжения извне.

Электроны образуют внешний пояс электрифицированной обороны. Чтобы прорвать его, «микроснаряду» - атакующей частице - надо сообщить очень большую скорость. Но усилия, требуемые для прорыва первой линии, несравнимы с теми, которые нужны для удара по ядру. Заряжённое положительно, оно с огромной силой отталкивает частицы, имеющие заряд того же знака, и только замечательное открытие незаряженных частиц - нейтронов - дало мощное средство для преодоления препятствий на пути разрушителей атома.

Расщепление ядра урана, осуществлённое в 1939 году, открыло новую эру в ядерной физике. Бомбардировка ядер других элементов вызывает откапывание ничтожных частичек, а удачное попадание в ядро урана раскалывает его с огромным выделением энергии. Освободившиеся при этом нейтроны, входившие в состав ядра, в свою очередь превращаются в снаряды, поражающие новые ядра. Происходит нечто подобное взрыву артиллерийского склада. Один взорвавшийся снаряд вызывает взрывы нескольких ближайших, те в свою очередь создают новые очаги, и так продолжается до тех пор, пока общая катастрофа не поднимет на воздух весь склад. Но никакой взрыв нельзя сравнить по силе с мгновенным выделением ураном его внутриатомной энергии. Подсчёт показывает, что цепной распад 15 тонн урана, происшедший в течение 0,0001 секунды, уничтожил бы всё в радиусе тысячи километров. Разрушительные силы, возникающие при распаде атомов урана, действуют примерно в 20 миллионов раз опустошительнее тринитротолуола, которым начинаются фугасные авиабомбы.

В 1940 году советские учёные Флёрюв и Петржак установили, что уран распадается и самопроизвольно, без внешней бомбардировки нейтронами.

Петржак и Флёров решили проверить теоретические предположения о самораспаде урана при помощи особенно чувствительных приборов. Это было чрезвычайно трудно, потому что самораспад урана происходит медленно. Для улавливания признаков самораспада учёные воспользовались камерой, применяемой для изучения деления ядер веществ. Осколки разбитых ядер, обладая огромной энергией, вызывают ионизацию газа, находящегося в камере. Ионизированный газ проводит электрический ток, мгновенные импульсы которого могут быть отмечены и зафиксированы. Но импульсы тока вызываются и другими причинами - например, альфа-частицами, вылетающими из ядер урана. Задача учёных состояла в том, чтобы исключить возможность всех побочных влияний и наблюдать только «чистый», самопроизвольный распад урана, если это окажется доступным.

Методика проведения опытов оправдалась. Петржак и Флёров установили, что в их камере в час происходит шесть самопроизвольных импульсов - результат распада ядер урана. Чтобы проверить, не влияют ли всё-таки альфа-частицы, учёные ввели в камеру ещё радиоактивное вещество, после чего число альфа-частиц в ней удвоилось. Но это заведомое увеличение альфа-частиц никак не сказалось на импульсах: их снова наблюдалось только шесть в час.

Для проверки, не реагирует ли усилительная установка на какие-нибудь внешние электромагнитные колебания (при большой чувствительности это могло бы происходить), удалили уран. Импульсы тотчас исчезли. Надо было, однако, ещё доказать, что распад ядер урана не вызывается действием космических лучей. Хотя число нейтронов в космических лучах слишком мало, чтобы они могли вызывать такое количество распадов ядер урана, которое наблюдалось в камере Петржака и Флёрова, всё же было проверено и это обстоятельство. Камеру перенесли под землю. Но и там число регистрируемых импульсов осталось тем же, хотя интенсивность космических лучей изменилась очень сильно.

Открытие Петржака и Флёрова имеет большое значение для понимания сложных процессов, происходящих в тяжёлых ядрах. В нём, вероятно, кроется и разгадка, почему периодическая таблица системы элементов кончается на уране.

Один из виднейших разрушителей атома, датчанин Нильс Бор, даже ещё в 1937 году утверждал, что перспективы использования энергии, заключённой в атомном ядре, мрачны. Через два года разрушение атомного ядра урана резко изменило положение, а ещё через шесть лет японские города Хиросима и Нагасаки были разрушены урановыми бомбами, в создании которых сыграл виднейшую роль Нильс Бор.

Бомба, в которой использованы разрушительные силы, спящие внутри атомов, создана. Но не она, конечно, является целью передового человечества. Внутриатомная энергия должна найти применение в мирном строительстве, в науке и технике. По всей вероятности, первыми машинами, использующими распад атомов, будут урановые «котлы» и «двигатели». Однако на пути строителей «атомных машин» имеется много затруднений. Помимо урана, нужного в больших количествах, требуется пусковое устройство, подобное стартеру, запускающему автомотор.

• Страницы:
• 1
• 2
• следующая

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.