Техника - молодёжи 1952-02, страница 17

странство, неся в беспредельные глубины вселенной энергию ядерных реакций, рождаемую в недрах звезд.

Уменьшение маесьт ядра свидетельствует о том, что энергия системы стала меньше, а прочность ядра увеличилась. Если сравнить прочность атомных ядер всех атомов в таблице Менделеева, то получится, что она сначала возрастает, достигая максимума у железа, а затем начинает падать. Устойчивостью ядер атомов химических элементов в основном и объясняется Лак⁴¹ распространенности того или иного элемента в природе.

Частицы в атомном ядре обладают и к инетической и потенциальной энергией. Сумма этих энергий равна энергии связи частиц

Энергия, связывающая каждую частицу в дейтероне, равна 1,09, в тритоне - 2,78, а гслионе -7,03 млн. электрон-вольт. Когда потенциальная энергия частиц начинает преобладать над кинетической, то прочность ядра возрастает.

Две ядерные частицы в дейте-роне соединены одной связью, три частицы в тритоне — тремя связями, четыре частицы в гелионе — шестью связями. Значит, потенциал ьная энергия частиц, например, в ядре гелия в шесть раз больше, чем у дейтерсна, а кинетическая лишь вдвое, поскольку число частиц в гелионе только в два раза превышает количество частиц в дрйтерине. Преобладанием потенциальной энергии частиц над кинетической объясняется прочность ядра атома тяжелого водорода- Потенциальная же энергия ядерных частиц зависит от сил ядерного поля.

В ядре атома действуют огромной величины ядерные силы. Они воссоединяют в ядре протоны и нейтооны, но им противостоят электрические силы, отталкивающие протоны друг от друга с силою эквивалентной энергии в 1 млн. электрон-вольт. Иными словами, в атомном ядре противоборствуют силы двух полей. Силы ядерного пиля, связывающие протоны и нейтроны в ядре атома, больше сил электрического поля, отталкивающих одинаково заряженные частицы. Первые упрочняют ядри, а вторые стремятся разрыхлить его.

Силы ядерного поля действуют на расстоянии не больше одного диаметра ядра атома, зато они значительно больше сил электрического поля, отталкивающе действующие между протонами на таком дсе расстоянии. На большем рас-

электрон-вольт

Иа шкал( воображаемого термометра температура в Миллиард градусов соот-ветствуст энергии порядка 0,1 мил пиона электрон- вольт

стоянии ядерные силы исчезаю-ще малы, но действие электрических сил заметно еще в пределах 2—3 диаметров атома.

Этим и объясняется то положение. что d ядре атома гелия, состоящего из 2 протонов и 2 нейтронов, ядерные силы достигают своего насыщения. Силовые поля, накладываюсь друг на друга, обеспечивают устойчивость атомного ядра.

С ростом массы ядра число протонов в нем увеличивается, а в связи с этим силы отталкивания начинают сказываться все сильнее и сильнее.

МЕТАМОРФОЗА ЧАСТИЦ

В природе существует два процесса преобразоъания вещества, которые со провождаются юевобоз -дением>- энергии атомного ядра. Первый — атомосозидающий процесс. Энергия этого процесса поддерживает «жизнью звезд и жизнь на планетах.

Второй — атоморазрушающий процесс, — это радиоактивный распад вещества.

И в том и в другом процессе больше половины всей излучаемой энергии уносят частицы, которые названы нейтрино.

Что же это за частицы?

Долгое время не было объяснения бета-радиоактивности. Бета-лучи — это потоки электронов, летя

щих из ядер радиоактизных атомов. Образование их было загадочным поскольку в составе атомного ядра электронов нет.

Наши уч-эные разгадали сущность бета-излучения, объяснив его переходом ядерных частиц в новое состояние с меньшей энергией. Нейтрон переходит в протон: при этом превращении образуется эле] трон. выделяющийся из ядра.

Оставалось разрешить еще один вопрос: почему электроны летят с разной скоростью, если ядра атомов, в результате распада которых образуются эти электроны, одинаковы до распада; не разнятся и остатки ядер после распада.

На основании теоретических расчетов было сделано предположение, что при бета-распаде ядра «теряют» одинаковое количество энергии, но электроны уносят лишь одну часть ее, другую же часть энергии распада уносят иные частички — нейтрино.

Как выяснилось, заряд атомного ядра после испускания бета-туча повышается на единицу, а это может произойти внутри атомного ядра только за счет превращения нейтрона в протон, сопровождающегося выбрасыванием электрона и нейтрино, причем нейтрино уносит до двух третей энергии бета-распада и лишь треть остается на долю электронов.

Сравнивая атомные веса протона и нейтрона, мы видим, что атомный вес у протона меньше, чем у нейтрона. Нейтрон имеет атомный вес 1,00895, а атом водорода, то-есть протсн и электрон вместе,—1,00813 атомной еди::ицы. Этот избыток веса нейтрона над суммой веса протона и электрона также свидетельствует о том, что при превращении нейтрона в протон, помимо электрона, должна выделиться еще частичка вещества, которая и есть нейтртшо. Иг сказанного следует сделать еще один вывод, что нейтрон представляет собой такую энергетическую систему, которая в свободном состоянии долго существовать не мо: ет. Он, как радиоактивное вещестьо, распадается на протон, электрон и нейтрино.

Нейтрино—самая маленькая частица. Масса ее составляет десятые дош массы электрона, а заряд равен нулю, как у фотона. Но фотоны, падая на »;ак^е-либо тело, «гасятся», поскольку энергия фотонов поглощается атомами вещества. Совсем иное происходит с нейтрино. Близкая по своей физической природе к фотону, эта частица почти совершенно не задерживается