Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

Рис. 11. Схема образования нейтронов: a-частицы выбивают их из ядер бериллия. Если на пути нейтронов поставлен бру­сок из парафина, то из входящих в его состав атомов они выби­вают протоны.

ше энергии, чем при химическом сгорании та­кого же количества углерода.

Но a-частица могла сокрушить лишь ядра легких элементов. Для того чтобы проникнуть в ядра элементов тяжелее калия, ей не хватало быстроты. Вот если бы a-частицу удалось каким-нибудь образом ускорить или найти другой «снаряд», для которого положительный заряд ядра не был бы помехой.

НЕЙТРОН И НОВАЯ МОДЕЛЬ АТОМА

В распоряжении физиков того времени был протон — положительно заряженная частица и электрон — частица с таким же отрицательным зарядом. Ученые давно пытались установить, не существует ли частица с зарядом, равным нулю. Еще в 1902 г. английский физик Сезерленд робко предположил существование «нуль-частицы». Через 18 лет Резерфорд вполне опре­деленно предсказал нейтрон, частицу без заряда, и предугадал ее свойства. Он представ­лял ее себе как тесно слипшиеся между собой протон и электрон. Но в то время опыты не под­твердили идею Резерфорда. Существование ней­трона было доказано на опыте только в 1932 г.

За два года до этого события родился новый термин: «бериллиевые лучи». Они возникали, когда a-частицами бомбардировали бериллий. Берил­лий при этом не превращался в другой элемент, но испускались какие-то лучи. Сначала ду­мали, что это гамма-излучение. Но g-лучи не могли обладать такой большой энергией и та­кой проникающей способностью. Значит, «бериллиевые» лучи — нечто новое.

Их природу установил ученик Резерфорда— Джемс Чэдвик. Он доказал, что «бериллиевые лучи»— это поток частиц с массой протона и не обладающих зарядом. Отсутствие заряда и было причиной их удивительной проникающей спо­собности. Их назвали нейтронами (рис. 11).

В 1932 г. почти одновременно советский уче­ный Д. Д. Иваненко и немецкий ученый Вернер Гейзенберг предложили новую модель ядра. Электроны начисто изгонялись из его структуры. Их место заняли нейтроны. Число протонов в ядре принималось равным порядко­вому номеру данного элемента. Одному и тому же числу протонов могло соответствовать разное число нейтронов. Так очень просто объяснилось явление изотопии: изотопы какого-либо эле­мента отличались числом нейтронов в ядрах их атомов. Например, у изотопов азота с массо­выми числами 14 и 15 число протонов постоян­но (равно 7), а число нейтронов равно либо 7, либо 8. Но какие силы удерживают протоны и нейтроны в ядре, не дают ядру рассыпаться? Ведь в ядре между положительно заряженными протонами должны существовать гигантские силы отталкивания.

Это объяснил японский физик Хидэки Юкава. Он предположил, что протоны и нейтроны удер­живаются в ядре с помощью особого «ядерного клея» — частиц, которые примерно в 200 раз тяжелее электрона (рис. 12). Позднее эти части­цы назвали мезонами, и теперь наука знает не­сколько их видов (см. ст. «Элементарные части­цы», стр. 268). В ядрах протоны и нейтроны с чудовищной быстротой как бы обмениваются мезонами, и благодаря этому обменному взаи­модействию между составными элементами ядра оно становится способным существовать.

ЦЕПЬ ВЕЛИКИХ ОТКРЫТИЙ

Много лет элемент уран был «замыкающим» в периодической системе. Сам Менделеев сове­товал будущим поколениям исследователей скрупулезно изучать уран. Еще при жизни уче­ного в результате исследований урана было от­крыто явление радиоактивности и обнаружен в природе гелий.

В конце 30-х годов нашего столетия уран снова оправдал гениальное предвидение Менде­леева. И главным действующим лицом здесь оказался нейтрон. Итальянский физик Энрико Ферми в 1934 г. стал обстреливать нейтронами один элемент периодической системы за другим. Он, собственно, решил иным путем повторить

282