Техника - молодёжи 1949-11, страница 26

названия ее легко догадаться, что она обозначает количество энергии, равное той, которую приобретает 1 электрон, разогнанный электрическим полем напряжением в 1 вольт.

В электрон-вольтах можно выразить и энергию, которая выделяется одним атомом углерода при соединении его с кислородом, то-есть при обыкновенном горении. Эта энергия будет равна 4,2 электрон-вольт. Какой ничтожной кажется она нам, когда мы узнаем, что энергия частицы, использованной впервые в качестве тарана для расщепления ядра азота, альфа-частицы из радия, была 7,7 миллиона электрон-вольт. Но оказалось, что и этого мало. Ядер подавляющего большинства атомов аль-фа-частицы, выбрасываемые при радиоактивном распаде, расщепить не могут.

Надо было создавать «артиллерию», которая могла бы придавать атомным снарядам еще больший разгон и вести значительно более массированный огонь, стрелять большим числом снарядов,— все это увеличивает вероятность проникновения их в ядра. Искусственная «ядерная артиллерия» может стрелять не только альфа-частицами, но и другими частицами. Использование частиц меньших, чем альфа-частицы, например протонов, дает большие выгоды. Для эффективной бомбардировки протонам требуется меньшая энергия, чем альфа-частицам. Обладая меньшим зарядом, протоны не так сильно отталкиваются ядрами —они с большей легкостью могут пробиться через «оборонительный пояс» ядра.

Специальные ионные «пушки» для получения искусственным образом ускоренных бомбардировочных частиц устроены так, что к этому орудию, из которого обстреливаются разрушаемые атомы, присоединен и «завод» по производству атомных снарядов. Производство их налажено в камере, наполненной разреженным газом. Если в этом

24

пространстве -происходит мощный электрический разряд, он ионизирует атомы, срывает с них электроны. Если ток пропускается через водород, то в результате возникает огромное число «голых» ядер водорода — протонов. Если же ток пропускать через разреженный «тяжелый водород» (его ядра сходны с обычными водородными ядрами по своему заряду и отличаются от них только по весу), под действием разряда образуются ионы тяжелого водорода, так называемые дейтроны.

Главная же задача — разогнать эти снаряды до необходимой скорости. Во всех атомных аппаратах для разгона частиц используются электрические силы.

Первыми аппаратами, созданными для разгона ионов, явились ускорительные трубки. Ионы в них ускоряются, летя по прямолинейному пути. Поток ионов проходит через трубку, состоящую из многих металлических цилиндров, разделенных изолирующими прокладками. Между каждой парой цилиндров создается высокая разность потенциалов. Высокое напряжение для питания ускоряющей трубки вырабатывается с помощью высоковольтных электростатических генераторов, умножителей напряжения и т. д. Помещение заряженных

На схеме изображена бомбардировки ядер атома азота альфа-частицами, выбрасываемыми ядрами радия. Если альфа-частица летит не совсем по прямому направлению к ядру, то ядро его отбрасывает (схема вверху). На схеме посредине изображено прямое попадание альфа-частицы в ядро азота. Внизу изо-браокен результат' такого попадания. Образовалось ядро атома водорода и ядро редкого изотопа кислорода с атомным весом 17. Белыми крупными шариками на схеме изображены протоны черными -т- нейтроны.

частиц в электрическое поле высокого напряжении, по выражению одного советского исследователя, можно уподобить водружению их на «электрический утес». Частицы будут «низвергаться» с этого электрического утеса, приобретая при этом скорость, в сотии тысяч раз большую, чем скорость снарядов дальнобойной артиллерии. Пролетая промежутки между цилиндрами» части цы все более и более убыстряют свой полет. Лети они в воздухе, им пришлось бы непрерывно сталкиваться со встречными молекулами и зря растрачивать свою энергию на эти столкновения. Поэтому мощные насосные станции должны непрерывно убирать все препятствия на пути потока разгоняемых до больших скоростей снарядов атомной «пушки». Они поддерживают в трубке, где происходит ускорение частиц-снарядов электрическим полем, высокий вакуум. Давление газа в трубке по,одерживается в миллиард раз меньше атмосферного...

С помошыо ускоряющих трубок удается получать мощные потоки частиц с энергией до 5 миллионов электрон-вольт.

АТОМНАЯ „ПРАЩА⁴*

В своем стремлении к получению быстрых частиц-снарядов физическая мысль пришла к идее и совершенно иного ускорителя бомбардировочных частиц, который уже совсем не похож ни на какую «пушку». Для того чтобы пояснить остроумный замысел этого прибора, иногда прибегают к образу пращи. Предварительно раскручивая привязанный к веревке камень, можно забросить его гораздо дальше камня, просто запущенного той же рукой по прямой линии. По аналогии с этим приемом, вместо того чтобы один раз ускорить бомбардировочные частицы в очень мощном поле, их можно предварительно раскрутить, с каждым новым

Электрон-вольт — это та энергия, которую приобретает электрон под действием разности потенциалов в один вольт. Можно провести известную аналогию между этой единицей энергии и килограммометром—энергией, которую приобретает тело, упавшее с высоты в

I лметр.