Техника - молодёжи 1999-01, страница 12

нов и мишенью па^Ифин. Эффект возрос во много раз! Все недоумевали. Кроме Ферми. Умопомрачительную загадку мэтр разгадал за пару часов во время перерыва на обед. Он объяснил своим коллегам: нейтроны, сталкиваясь с легкими ядрами водорода, быстро теряют энергию и замедляются. В результате интенсивность взаимодействия этих «тепловых» нейтронов со многими элементами увеличивается многократно.

Трансурановые элементы. Наконец, итальянская группа дошла до самого тяжелого, замыкающего тогда периодическую таблицу 92-го элемента, — урана. Ферми надеялся синтезировать новые, не существовавшие на Земле вещества с атомными номерами, большими 92. Когда нейтронный ис-

Источник нейтронов

•О

опытов. Позднее Ноддак опутиковала свои соображения в германском химическом журнале «Прикладная химия», но физики его не читали, и статья прошла незамеченной. Попадись она на глаза, скажем, Н.Бору, или другому физику такого масштаба — не исключено, что вторая мировая война стала бы ядерной.

Деление урана. Эксперименты с облучением урана нейтронами привлекли внимание многих радиохимиков и физиков. Старт к пониманию природы происходящего дали супруги Кюри и П.Савич. Им удалось обнаружить в урановых осколках радиоактивный элемент, схожий с лантаном.

Их работа заинтересовала немецкого ученого О.Гана, который в 1938 г. вместе со своим учеником Ф Штрассманом

Опыт Чедшика по определению массы нейтрона. Ученый измерял энергию, которую открытая частица передала-ла при соударениях ядрам водорода и азота, что и позволило вычислить массу нейтрона. Она оказалась такой, как у протона.

точник и урановую мишень помещали в парафин, образовывалось примерно 80 радиоактиавных осколков. Ферми считал, что среди них есть и трансурановые вплоть до 96-го, а значит, ему удалось реализовать задуманное. И лишь имеющаяся у него тогда аппаратура не позволяла идентифицировать каждый осколок.

Как выяснилось в дальнейшем, новые трансурановые элементы (93-й и 94-й), действительно, возникали, однако главной «изюминки» своего эксперимента выдающийся ученый не заметил.

Познакомившись с результатами работы Ферми, химик И.Ноддак написала ему: «При бомбардировке нейтронами тяжелых ядер, последние делятся на несколько больших осколков, которые, в действительности, представляют собой изотопы известных элементов, но не соседствующих с облучаемым ураном».

Ферми не обратил внимание на письмо, а ведь в нем, про сути, давалась правильная интерпретация его

Открытие замедления нейтронов и эффекта их взаимодействия с ядрами изотопов. В центр парафина Ферми поместил нейтронный источник. После десятка соударений с протонами в парафине, нейтроны замедляются и становятся «тепловыми». Именно их захватывают ядра многих элементов с вероятностью, значительно большей, чем быстрые нейтроны. Цифрами обозначены: 1 — источник нейтронов; 2 — облучаемый материал; 3 — парафин; 4 — регистрирующая система.

неопровержимо показал — в продуктах нейтронного облучения урана содержится радиоактивный барий. А бывшая сотрудница Гана, J1 .Мейтнер, интерпретировала явление, как процесс деления нейтронами уранового ядра на две сравнимые по размерам и массе части.

Бор и Уилер теоретически показали: тепловыми нейтронами делится именно уран-235, содержание которого в природном уране всего 0,7%.

Огромную важность открытия процесса деления многие физики поняли мгновенно. Стало ясно: на уране возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция (СЦЯР). Дело в том, что при «развале» уранового ядра на две примерно равные части в этих осколках содержится значительный избыток нейтронов. Вылетая затем из осколков, нейтроны уже второго поколения могут произвести последующее деление, то есть вызвать СЦЯР. Великий прорыв. Ферми был практичным человеком. Он понимал, что на чистом уране цепная реакция пойдет с необыкновенной легкостью. Но этот путь ему казался очень долгим. Ведь в начале 40-х не было еще никаких предпосылок для отделения в больших количествах 235-го изотопа от 238-го. Не хотелось ему связываться и с лучшим замедлителем нейтронов — дорогой и трудно доступной тяжелой водой. Поэтому Ферми остановил свой выбор на сравнительно дешевых материалах: естественном уране и графите. И к октябрю 1942 г. американская промышленность снабдила ими физиков в достаточных количествах.

Штабель из графитовых брусков, нашпигованный урановыми блоками, собрали в самом центре Чикаго, под трибунами стадиона местного университета. А уже 2 декабря реактор был готов к работе. Из него постепенно извлекли поглотители, затем регулирующие стержни, ив 14 ч 20 мин пошла первая в мире СЦЯР. На этом пуске, длившемся 28 мин, достигли мощности 0,5 Вт. А вообще ее не поднимали выше 200 Вт, так как у реактора не было практически никакой защиты.

Вещество отдавало уже энергию в миллион раз большую, чем обычное топливо!

За осуществление СЦЯР никто не получил Нобелевскую премию. У Ферми она уже была. А остальные ученые, внесшие немалый вклад в достижение великого результата, остались в тени великого итальянца.

Пожалуй, трудно назвать открытие, которое бы так повлияло на все области жизни людей. Ускорило развитие науки, создало качественно новые военную технику и энергетику: с одной стороны, поставило на карту существование самого человечества, с другой, — на многие годы избавило нас от страха перед энергетическим кризисом.

И, конечно, можно с уверенностью сказать, что скачок к энергетическому пределу, подобный тому, что был совершен благодаря овладению СЦЯР, наука уже никогда не сделает. ■