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. 1. Ново-Воронежская атомная электростанция.

ные реакторы действительно больше походили на шта­бели из графитовых кубиков, чем на современные слож­нейшие сооружения. Но как в первом примитивном автомобиле уже был мотор, так и в этих первых шта­белях урана и графита уже тлела цепная ядерная реакция.

Резерфорда, сделавшего немало открытий в обла­сти радиоактивности, однажды спросили, какой прак­тический интерес могут представить его открытия. И великий ученый ответил: «Ровно никакого». Но вот в 1932 г. Джемс Чэдвик открыл нейтрон. Это был ключ почти ко всем атомным ядрам. В 1935 г. Фредерик Жолио-Кюри, получая Нобелевскую премию за откры­тие искусственной радиоактивности, сказал: «Мы от­даем себе отчет в том, что ученые, которые могут созда­вать и разрушать элементы, способны также осуществ­лять ядерные реакции взрывного характера».

Ученые долго не замечали способность ядер урана делиться. Ведь все другие элементы, облучавшиеся нейтронами, превращались в более тяжелые ядра, поэтому предполагалось, что и уран должен себя вести так же.

С 1935 по 1938 г. ученые пытались разобраться в сложных радиоактивных превращениях при облучении урана нейтронами. Летом 1938 г. Ирен Жолио-Кюри и Павле Савич установили, что при бомбардировке урана нейтронами возникает вещество, очень похожее на лантан. В конце 1938 г. немецкие ученые Отто Ган и Фредерик Штрассман неопровержимо доказали, что при атом образуется барий, т. е. элемент, гораздо более легкий, чем уран. Барий и лантан могли получиться из урана только в результате деления его атомов; так было открыто деление ядер урана. Делиться так могут только ядра тяжелых атомов: тория, урана, плутония.

Посмотрите, что происхо­дит с крупными каплями, па­дающими с крыши. Мелкие капли лишь пульсируют под напором встречного воздуш­ного потока, а самые крупные быстро вытягиваются, стано­вятся похожими на несиммет­ричную гантель с перетяжкой и разделяются на две или не­сколько дочерних капель. То же самое происходит с круп­ными ядрами (рис. 2). Попав­ший в ядро нейтрон образует возбужденное ядро, оно ста­новится неустойчивым и рас­падается на две, а в редких случаях и на три части. Де­ление ядер могут вызвать не только нейтроны. Очень быст­рые протоны или электроны, g-лучи с высокой энергией также могут вызвать деление ядер. Если налетающая части­ца обладает энергией в сотни миллионов электрон-вольт, она может вызвать деление даже легких ядер, например ядер атомов кислорода. В наше вре­мя уже можно вызвать деле­ние почти любого ядра.

Между делением тяжелых и легких ядер очень большая разница: уран делится нейтро­нами, обладающими ничтожной тепловой энергией, но при этом высвобождается громадная энергия — 200 млн. электрон-вольт от каждого разделившегося ядра!

Чем меньше атомный вес элемента, тем больше энергии надо затратить, чтобы разделить его ядро. При делении ядра в атоме серебра выигрыш в энергии сокращается до нуля. Деление ядра в элементах с небольшим атомным номером даст уже не выигрыш, а проигрыш в энергии.

В средней части таблицы Менделеева существует область наиболее устойчивых стабильных атомных ядер. Для более тяжелых ядер энергетически выгодно распадаться на более легкие, а для более легких — соединяться в более тяжелые ядра. .

На рисунке 3 изображен график энергии связи для каждой частицы всех устойчивых изотопов менделе­евской таблицы. Величина энергии связи равна работе, которую надо затратить, чтобы разложить систему на ее составные части. По этому графику можно рассчи­тать, какое количество энергии выделяется или погло­щается при ядерном превращении.

Например, для урана-235 энергия связи на один нуклон равна 7,6•106 эв (электрон-вольт), значит, пол­ная энергия связи ядра U235 равна 7,6•106•235»1,8•109 эв. Для ядра, массовое число которого (число нуклонов в ядре) около 120, энергия связи на один нуклон равна 8,5•106 зв и полная энергия связи такого ядра равна 109 эв.

Теперь легко подсчитать, что при делении ура­на-235 на два равных осколка выделится энергия 2•109 эв — 1,80•109 эв »2•108 эв.

Этот же график показывает, что легким ядрам вы­годно соединяться в более тяжелые. Это именно и происходит при термоядерных процессах.

296