Юный техник 1970-02, страница 40
Клуб XYJ Наши интервью ОТКУДА БЕРЕТСЯ ЭНЕРГИЯ ЗВЕЗД? Д. ФРАНН-КАМЕНЕЦНИЙ, доктор физино-математичесних наун Классическая физика прошлого века могла предложить только один ответ — сжатие газового шара под действием собственной силы тяготения. Крупнейшие физики XIX века Гельмгольц и Кельвин размышляли над этим вопросом, и оба независимо (пришли к одинаковым выводам. Энергии тяготения хватило бы на поддержание светимости Солнца всего лишь в течение 30 млн. лет. Между тем из геологических данных доподлинно известно, что Земля существует и получает энергию от Солнца уш миллиарды лет. Здесь мы имеем дело с одним из вопросов, перед которыми классическая физика оказалась бессильной. До тех пор пока ученые в своих лабораториях не изучили свойства атомных ядер, происхождение энергии Солнца и других звезд казалось неразрешимой загадкой. Когда физики узнали об энергии атомного ядра, сразу стало ясно, что такой источник энергии в принципе достаточен. Но надо объяснить, каким образом происходит выделение ядерной энергии в недрах звезд. Так родилась целая ветвь науки, получившая название ядерной астрофизики. Кроме источников звездной энергии, она исследует еще и происхождение химических элементов. Обе эти важные научные проблемы оказались тесно связанными между собой. Кулоновский барьер Ядра атомов — электрически заряженные частицы. Они несут положительный заряд и отталкиваются по закону Кулона. Для того чтобы ядра могли сблизиться — а без этого невозможны ядерные реакции, — необходимо преодолеть силы отталкивания, создающие вокруг ядер как бы невидимую преграду. Эту преграду называют кулоновским потенциальным барьером. Высоту барьера легко подсчитать по известному из школьного курса физики закону Кулона. Чтобы частица могла преодолеть кулоновский барьер, она должна обладать большой кинетической энергией Не обязательно, чтобы энергия частицы превосходила высоту барьера. Квантовая механика показывает, что частица может проходить и под барьером, она как бы проделывает для себя туннель (это так и называется «туннельный переход»). Но все равно энергия частицы должна быть достаточно велика. Когда физики изучают ядерные реакции в лаборатории, они сообщают заряженным частицам энергию с помощью ускорителей. Ускоренные частицы преодолевают кулоновский барьер и вступают в ядерные реакции. Правда, есть одна ядерная частица, которая «е нуждается в ускорении. Это нейтрон — частица, не имеющая электрического заряда и потому свободно проникающая в атомные ядра. Посредством нейтронов можно, не прибегая к ускорителям, вызывать ядерные реакции, в том числе и цепные реакции деления. На этом основана ядерная энергетика, использующая тяжелое ядерное 'горючее: изотопы урана, тория, плутония. Но в звездах тяжелых элементов очень мало, и служить основными источниками энергии они никак не могут. Водородно-гелиевый мир По спектрам звезд известно, что в звездном веществе содержатся все те же элементы, с которыми мы знакомы на Земле. Количественный же состав звездного и земного вещества различен. Долгое время об этом можно было судить 38 |
