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.

Спонтанное (самопроизвольное) деление — это самый кардинальный тип радиоактивных превращений. Он встречается только у очень тяжелых ядер. Ему подвержены многие a-активные ядра, а в особенности у изотопов трансурановых элементов. У ядер, находящих­ся в соседстве с ураном, спонтанное деление — явление очень редкое. Если бы в природе суще­ствовало только спонтанное деление, то, на­пример, из 1 г изотопа тория-232 осталось бы 0,5 г за колоссальный срок, который даже трудно себе представить, — 1021 лет. Этот изо­топ превращается гораздо быстрее благодаря a-распаду.

С ростом заряда в ядре вероятность само­произвольного деления стремительно нарастает, и, например, у изотопа менделевий-256 (по­рядковый номер 101) период полураспада при спонтанном делении равен всего 30 минутам. Физики установили четкий критерий способно­сти ядра к самопроизвольному делению. Он измеряется отношением квадрата заряда ядра Z к атомному весу А (массовому числу) изотопа. Как только величина Z2:A достигает значения 44,5, самопроизвольное деление становится ве­роятным.

Оболочечная модель ядра не может объяс­нить, как происходит механизм спонтанного деления. Приходится привлекать для этого другую модель — капельную. Ученые давно про­водили аналогию между свойствами ядра и свойствами капли жидкости. Если капле сооб­щить достаточную энергию, привести ее в дви­жение, то она может разделиться на более мелкие капли. Подобным же образом и ядро, если оно, как говорят физики, придет в возбуж­денное состояние, способно делиться — либо под действием нейтронов, либо самопроизвольно.

УПРАВЛЯЕМЫЙ РАДИОАКТИВНЫЙ РАСПАД

То, о чем сейчас пойдет речь, быть может, вам покажется весьма фантастическим. Возмо­жен ли управляемый радиоактивный распад? Ученые воздерживаются пока от каких-либо конкретных гипотез в этой области.

Но здесь нелишне вспомнить любопытный исторический парадокс. Всего за несколько лет до того, как был пущен первый ядерный реактор, такие великие умы человечества, как Эйнштейн и Резерфорд, скептически относи­лись к возможности практического применения ядерной энергии.

Бесчисленные эксперименты убеждали: человек не властен по своему усмотрению изме­нить ритм атомных «часов», он не может ни замедлить, ни ускорить радиоактивный распад. Ученые подвергли радиоактивные вещества дей­ствию солнечного жара и космического холода, сильнейших электрических и магнитных полей, использовали глубокий вакуум и давление в сотни тысяч атмосфер — периоды полурас­пада радиоактивных изотопов не изменялись.

Но есть среди процессов радиоактивных превращений уже знакомый нам орбиталь­ный захват. В этом процессе участвуют элект­роны с внутренних оболочек. У изотопов какого-нибудь очень легкого элемента мало электронных оболочек, и все они фактически внешние. Напомним, что химические свойства элементов как раз зависят от числа электронов и их расположения на внешних оболочках атомов. У элементов второго периода таблицы Менделеева валентные электроны, участвующие в химических связях, находятся во второй, т. е. в L-оболочке. В теории валентности су­ществует понятие плотности валентных элек­тронов. Они могут быть расположены, грубо говоря, гуще либо реже. Это зависит от того, входит данный элемент в состав какого-нибудь соединения или же он находится в сво­бодном состоянии.

При орбитальном захвате ядро может погло­щать электрон с L-оболочки. Чем ближе к ядру расположена эта оболочка, чем гуще на ней скопление электронов, тем более вероятен L-захват. А ведь только что мы видели: у легких элементов электроны L-оболочки валентные. Следовательно, если найти такой элемент, у которого, во-первых, существует L-захватный изотоп, а, во-вторых, электроны L-оболочки валентные, то не повлияет ли на период полу­распада форма химического соединения, в кото­рое этот элемент входит?

Есть такой изотоп: бериллий-7. Именно с ним поставили свои эксперименты ученые Сегрэ и Буше. И пришли к поразительному выводу: когда бериллий входил в состав соединения BeF2, то скорость L-захвата в бериллии-7 хоть и на малую величину, но ощутимо замедлялась по сравнению с таким же процессом в чистом металлическом бериллии. В соединении густо­та электронов L-оболочки оказалась меньше.

Влиять на скорость a-распада, спонтан­ного деления, испускания электронов и пози­тронов еще невозможно: ученые не видят для этого конкретные пути. А ведь какие грандиоз­ные перспективы откроет перед человечеством

287