Ошибается тот, кто считает всех средневековых алхимиков шарлатанами.

Не только жажда наживы заставляла их без устали работать в своих лабораториях. Они и сами не понимали, как велика задача, стоящая перед ними. Алхимики стремились научиться получать из неблагородных металлов золото. В переводе на наш язык это значит - превращать одни элементы в другие. Но алхимики стояли на ложном пути. Им казалось, что достаточно найти особое чудодейственное вещество - «философский камень», - примешать его к любому неблагородному металлу - и получится золото. Многие алхимики заявляли, что они нашли секрет «философского камня», но при проверке всегда оказывалось, что они либо ошибались, либо сознательно обманывали людей.

Сейчас мы знаем, что задача превращения элементов в действительности несравненно труднее, чем это казалось в средние века. Она и не могла быть решена средствами средневековой науки. Но работа алхимиков не пропала даром: из их опытов, из наблюдений, накопленных в алхимических лабораториях, родилась современная химия со всеми ее бесчисленными практическими приложениями.

Алхимикам оказалось не под силу получить хотя бы ничтожную крупинку золота из свинца или ртути. Но современный физик с карандашом в руках докажет вам, что в этом нет ничего невозможного. Теперь, когда мы глубоко проникли в строение вещества, поняли природу атома, изучили его строение и изыскали средства для его изменения, можно говорить об искусственном превращении элементов друг в друга без помощи «философского камня».

Только стоит ли тратить силы на переделку свинца в золото, если наука о строении атома раскрыла перед человечеством другие, гораздо более захватывающие перспективы? Из атома можно получить нечто бесконечно более ценное чем золото: из атома можно получить энергию.

Все окружающие нас вещества состоят из мельчайших частиц - молекул, в свою очередь построенных из нескольких атомов. Размеры атомов ничтожно малы. Диаметр их не превышает нескольких десятимиллионных долей миллиметра. Тем не менее каждый атом представляет собой сложную систему, состоящую из центрального ядра, заряженного положительным электричеством, вокруг которого по определенным законам движутся мельчайшие заряды отрицательного электричества - электроны. Радиус ядра еще в десятки тысяч раз меньше радиуса самого атома.

Число электронов в различных атомах различно. Наиболее сложным атомом является атом тяжелого элемента урана: в нем 92 электрона; наиболее простым - атом водорода: в этом атоме имеется всего 1 электрон.

От атома можно оторвать один или несколько электронов. Это не очень трудно сделать. Мы умеем даже добавлять в атом лишние электроны, «сверх комплекта». Однако это не приводит к существенному изменению природы атома. Даже если мы лишим, например, атом кислорода всех его 8 электронов, то кислород все - таки останется кислородом.

Тайна устойчивости элементов, оказывается, не в электронах, составляющих «внешнюю оболочку» атома. Чтобы осуществлять превращение элементов, необходимо научиться разрушать ядро атома. Вот та проблема, к которой свелась старая задача алхимиков.

Первый успех в этом направлении был достигнут на рубеже XX века. Анри Беккерель открыл так называемое явление радиоактивности. Оказалось, что атомы некоторых «тяжелых» элементов: урана, тория, радия и т. д. - самопроизвольно испускают заряженные атомы легкого газа гелия; некоторые другие элементы испускают электроны. А потом выяснилось, что эти частицы вылетают именно из ядер атомов и при этом происходит превращение элементов. Атом урана в результате целой цепи последовательных радиоактивных распадов превращается в атом свинца и 8 атомов гелия.

Итак, впервые было доказано, что элементы действительно могут превращаться один в другой.

Как будто мало радости в том, что драгоценный уран превращается в унылый, дешевый свинец. Но природа щедро вознаградила нас за эту потерю! Оказалось, что радиоактивные вещества при своем распаде непрерывно выделяют энергию. 1 грамм радия выделяет в час такое количество энергии, которое способно нагреть от 0° до кипения 1,5 грамма воды. На первый взгляд, кажется, немного. Но если использовать всю энергию, выделяемую этим граммом радия и продуктами его распада, можно вскипятить 30 тысяч литров воды!

Горячие головы скажут: «Задача решена! Бросим щепотку радия в паровой котел, и вода у нас закипит без всякого угля...» Не так - то просто это делается в природе. Очень медленно идет распад радия. Чтобы получить от кусочка радия хотя бы половину заключенной в нем энергии, пришлось бы ждать... 1600 лет!

В науке каждое открытие ставит исследователя перед новыми задачами. Мы узнали, что атомное ядро может распадаться и освобождать при этом огромные запасы энергии, сосредоточенной в нем. Теперь надо научиться ускорять эти процессы, искусственно разбивать ядро атома.

Только где тот разрушительный снаряд, которым можно «выстрелить» в атомное ядро?

Отец «современной алхимии», знаменитый английский физик Э. Резерфорд в 1919 году предпринял бомбардировку атомов азота быстро движущимися заряженными атомами гелия. Оказалось, что атомы азота действительно могут быть разрушены. Это было одним из величайших открытий современности. Метод Резерфорда быстро стал совершенствоваться.

Весьма удобными снарядами для разрушения ядер оказались протоны, то есть ядра атомов водорода. Ядро водорода, находящееся в сильном электрическом поле, начинает двигаться с колоссальной скоростью. В современных лабораториях можно создавать электрические поля в миллионы вольт и «разгонять» протоны до скорости в десятки тысяч километров в секунду. Вспомните, что длина земного экватора - около 40 тысяч километров...

За последние годы физикам удалось разработать несколько типов мощных установок, с помощью которых можно получить весьма интенсивные пучки быстро движущихся заряженных частиц. Направляя эти пучки частиц на мишени из различных веществ, можно изучить расщепление ядер атомов почти всех элементов.

Очень интересными оказались опыты с ядром атома лития. Частица, которой в него «выстрелили», несла определенное количество энергии. А атом лития, развалившись от этого удара, выделил энергии во много раз больше! Это можно сравнить с действием маленькой ружейной пули, попавшей в пороховой погреб.

Опять горячие головы готовы были воскликнуть: «Ура! Задача овладения внутриядерной энергией решена!» Не тут - то было! Дело в том, что из нескольких десятков миллионов бомбардирующих частиц только одна так удачно попадает в атом лития, что вызывает его расщепление. Все же остальные частицы пролетают мимо ядра лития. «Атомных прицелов» у нас пока не существует. Если продолжать сравнение с артиллерией, вообразите, что миллион зенитчиков с завязанными глазами наугад стреляет в самолет, летящий где - то в стратосфере. Авось, какой - нибудь из снарядов попадет в цель... Понятно, что лишь ничтожное число ядер удается разрушить. Принципиально задача искусственного преобразования элементов решена, только количество преобразованного вещества получается столь малым, что никакого практического значения эти опыты не имеют.

• Страницы:
• 1
• 2
• следующая

Представьтесь или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.