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.

с ядром урана (заряд 92) слить воедино ядро неона (заряд 10), то образуется новое ядро с зарядом 92+10=102, т. е. ядро 102-го элемента:

92U238+10Ne22 ®102260.

Простая арифметика, но на деле явление оказывается весьма сложным. Сложность его прежде всего в том, что слияние таких ядер может произойти лишь в том случае, если они сближаются с большой скоростью.

Как известно, между ядрами действуют силы двух типов — отталкивание, так как они одноименно заряже­ны, и ядерное притяжение. Ядерные силы притяжения вступают в действие лишь на очень малом расстоянии между центрами ядер, когда ядра уже соприкасаются поверхностями. Электрические же силы отталкивания действуют на значительно большем расстоянии. Поэтому в обычных условиях ядра не могут слиться. Для этого они должны обладать достаточно большой скоростью. Например, скорость неона, чтобы его ядро слилось с ядром урана, должна быть не менее 90 млн. км/час — в 30 000 раз больше скорости самого современного реактивного истребителя! Кинетическая энергия ядра неона при этом будет в 50 млн. раз больше, чем энергия, выделяемая одним атомом углеро­да при сгорании угля!

Рассмотрим процесс слияния ядер изотопов неона-22 и плутония-242:

91Pu242+10Ne22.

В результате этого процесса в новом ядре будет 104 протона (сумма зарядов неона и плутония), а его масса равна 242 + 22=264 атомным единицам. Вновь образовавшееся ядро называется составным. Оно ве­дет себя, как капля жидкости. Эта «капля» ядерного вещества — составное ядро — неустойчива: она «кипит». Таким его делает энергия возбуждения, внесенная тя­желым снарядом — неоном. Составное ядро деформи­руется, начинает совершать колебания и делится практически мгновенно на ядра-осколки.

Новый элемент не получился. Но...

В десятимиллиардной доле случаев. Но, к счастью, не всегда составное ядро мгновенно делится. В одном из десяти миллиардов случаев образовавшееся составное ядро 104264 не разделится, а «испарит» один за другим четыре нейтрона, отдаст с ними излишнюю энергию и останется жить (рис. 2). «Испарение» нейтронов не

влияет на заряд ядра. Только масса за счет потери нейтронов уменьшится на четыре единицы.

Коэффициент полезного действия такого «снаряда», как неон, очень мал. Из-за этого обнаружить ядра 104-го элемента среди неимоверного количества осколков деле­ния и других побочных явлений во много раз труднее, чем, например, ядра 101-го элемента, выход которых в ядерных реакциях в тысячу раз больше.

Наш циклотрон. Где взять ядра неона, движущиеся с нужной скоростью — 30 000 км/сек? Нужен специаль­ный ускоритель ядерных частиц. В нашей лаборатории (Лаборатория ядерных реакций в Дубне) установлен циклотрон тяжелых ионов — самый мощный в мире. В нем ускоряются ионы, заряженные атомы тяжелее гелия: кислород, неон, аргон.

Магнит циклотрона, в котором ускоряются такие «тяжелые» ионы, должен быть большим: диаметр его полюсных наконечников 310 см, а вес 2500 т. Осталь­ные узлы и детали циклотрона под стать размерам магни­та. Зал циклотрона — огромное помещение высотой 18 м и площадью 1500 м2. Почти зал Большого театра!

В центре — электромагнит циклотрона. Ток, проте­кающий по его обмотке,—2000 а. Мощность вы­сокочастотного генератора, питающего циклотрон,— 1000 квт. Напряжение между ускоряющими электро­дами — дуантами— 260 тыс. в. 75 000 литров вы­сокого вакуума нужно создать, чтобы работала эта ги­гантская машина.

В центре циклотрона ионный источник. Из этого сложнейшего устройства ионы начинают свой путь к мишени. Нелегко отработать все узлы циклотрона так, чтобы получить высокую интенсивность ускоренных ионов, падающих на мишень. Работа источника ионов, высокочастотного генератора, вакуумных насосов, ста­билизация тока магнита — все это должно быть без­укоризненным.

358