Техника - молодёжи 1999-01, страница 11

ВЕЛИКИЕ ОТКРЫТИЯ XX ВЕКА

(ЖЩЩЕРЖИВА

Заканчивается XX столетие. Пора слоем парафгА. С п И ью к веры Владислав КУЗНЕЦОВ,

Пора

подводить его итоги. И здесь хотелось бы вспомнить наиболее выдающиеся события в науке и технике за прошедшее столетие, оказавшие революционное влияние на жизнь человечества, в корне изменившие многие традиционные представления людей. Мы посчитали, что будет лучше, если об этом расскажут сами специалисты — ученые, инженеры, производственники.

В течение тысячелетий люди довольствовались мизерными крохами заключенной в веществе энергии. Первым это понял А.Эйнштейн, открывший знаменитую формулу Е=тс². Из нее следовало, что 1 кг любого вещества, будь то воздух или прах земной под нашими ногами, эквивалентен Е=9х10¹⁰МДж. Что является полной теплотворной способностью материи. Но тогда, в начале века, никто не знал, как пустить ее в дело.

Напомним, что, к примеру, 1 кг углерода, соединившись в угольной топке с 2,67 кг кислорода, дают всего 32,9 МДж. Причем используется ничтожная доля массы — 10⁸ процента!

Заметить такую убыль не смог даже сам М.В.Ломоносов, сформулировавший закон сохранения вещества в химических реакциях. Что ж, в первом приближении, закон справедлив Но лишь в первом...

Овладев цепной реакцией, человечество продвинулось к сакраментальному энергетическому пределу сразу на 6 порядков. Теперь после деления 1 кг плутония или урана в атомном реакторе или атомной бомбе освобождается 8,3x10⁷ МДж. А масса осколков разделившегося вещества составляет уже 999 г, отличаясь от исходной на целый грамм, то есть на одну тысячную процента!

Это, несомненно, величайшее открытие XX в. И поразительно, что внедрено оно было в очень короткий срок. От фундаментальных исследований О.Гана и Ф.Штрассмана нейтронного деления урана-235 до пуска первого ядерного реактора прошло всего 4 года.

К получению ядерной энергии привела цепь исследований, каждое звено которой само по себе имеет огромную ценность. Остановимся лишь на самых основных.

Нейтрон. В 1930 г. немецкие физики В.Боте и Г.Беккер подметили: если смешать порошок бериллия с радиевыми солями, то возникает сильное излучение, легко проникающее сквозь толстые свинцовые плиты.

Супруги Кюри направили неизвестное излучение на пластину, покрытую

Вильсона удалось сфотографировать след протона (1), выбитого из парафина таинственными лучами.

Ученые послали это изображение в Англию, патриарху ядерной физики Э.Резерфорду. И вот его ученик Д.Чед-вик, ознакомившись со снимком, предположил, что бериллиевое излучение представляет собой поток нейтральных частиц. В остроумных экспериментах он сумел измерить их массу (2). Как и ожидалось, она оказалась равной массе протона. Так появилось новое слово — нейтрон и понятие — нейтронное излучение. Через 3 года после этого открытия Чедвик получил Нобелевскую премию. Искусственная радиоактивность. В конце 1933 г. Кюри обратили внимание, что алюминиевая фольга, побывавшая десяток минут под ударами альфа-частиц, вела себя так, будто в ней содерджится радиоактивный элемент. И действительно, им оказался фосфор, первый в истории физики искусственно полученный радиоактивный изотоп. Эта работа также была удостоена Нобелевской премии.

Взглянув на этот снимок, сделанный супругами Кюри, физик Э. Майорна воскликнул: «Чудаки! Они открыли нейтральный протон, и не поняли этого». В центре — след протона, выбитого из парафина нейтроном.

Замедление нейтронов. Молодому итальянскому физику Э.Ферми открытие супругов Кюри подсказало идею попытаться получить искусственную радиоактивность, бомбардируя ядра химических элементов не альфа-частицами, а нейтронами (3). И хотя интенсивность их потока, по сравнению с первыми, была намного слабей, зато они обладали другими достоинствами. Во-первых, проходя через вещество, нейтроны не тормозятся электронными оболочками атомов и, по-видимому, способны проникать в облучаемую

Владислав КУЗНЕЦОВ, доктор физико-математических наук, г.Дубна Московской обл.

мишень на значительную глубину. Во-вторых, положительно заряженные ядра атомов даже самых тяжелых элементов, не подпускающие к себе альфа-частицы, могут объединяться с нейтронами. Порождая тем самым новые вещества.

Проверить эти соображения предстояло на опыте. И в 1934 г. прославленный к тому времени теоретик превратился в экспериментатора. К работе Ферми привлек Э.Сэгре, Ф.Разет-ти, Э.Амальди, О'д Агустино и Б.Понтекорво

Исследования начали с легких элементов и постепенно прошли по всей таблице Менделеева. Интуиция не подвела Ферми — нейтроны прилипали к ядрам стабильных изотопов и трансформировали их в радиоактивные. А наблюдательный Понтекорво обратил внимание на странное явление: интенсивность активации мишени зависела от материала подставки, на которой ее устанавливали.

Это навело Ферми на новую идею, и он поставил решающий опыт. Ученый разместил между источником нейтро