А-бомба

Огромные внутриядерные силы сцепления делают вещество в атомном ядре необыкновенно плотным. Если попытаться определить удельный вес «ядерного вещества», то можно прийти к выводу, что 1 см³ этого вещества весит около 100 млн. т, т. е. приблизительно в 7 млрд. раз больше, чем 1 см³ ртути, и в 100 млрд. раз больше, чем 1 см³ воды.

Делим не только атом, но и атомное ядро. Ядро атома состоит из протонов, положительно заряженных частиц, и нейтронов — частиц, примерно равных протонам по массе, но не имеющих электрического заряда. В каждом атоме число Протонов внутри ядра равно числу электронов в оболочке.

Число нейтронов в ядрах атомов одного и того же химического элемента может быть неодинаковым. Разновидности химического элемента, различающиеся по числу нейтронов в ядре атома, называются изотопами этого элемента. Так, кроме обычного ядра атома водорода, представляющего собой один протон, встречаются ядра водорода, состоящие из протона и нейтрона. Водород, имеющий такое ядро (дейтерий), по своим химическим свойствам практически не отличается от обычного водорода, однако ядро его примерно вдвое тяжелее. Поэтому дейтерий называют тяжелым водородом. В воде и в других веществах, в состав которых входит водород, содержится около 0,02 % тяжелого водорода. Известен и еще более тяжелый водород — тритий, ядро которого состоит из одного протона и двух нейтронов.

В США любят говорить, что атом — уроженец Америки. Но это не так.

На рубеже XIX и XX вв. расщеплением атома занимались главным образом европейские ученые. Английский ученый В. Томсон предложил модель, согласно которой атом Состоит из положительно заряженного вещества, внутри которого вкраплены электроны. По Томсону, атом напоминает пудинг с изюмом. Томсоновскую модель атома нельзя было проверить непосредственно, но в её пользу свидетельствовали некоторые аналогии.

Француз А. Беккерель открыл радиоактивность в 1896 г. Он показал, что все соединения урана радиоактивны, причем активность примерно пропорциональна количеству содержащегося в них урана.

Французы П. и М. Кюри открыли радиоактивный элемент радий в 1898 г. Они сообщили, что им удалось выделить из урановых отходов «вещество, содержащее… некоторый новый элемент, сообщающий ему свойство радиоактивности и очень близкий по своим химическим свойствам к барию».

Радиоактивность радия примерно в миллион раз больше радиоактивности урана. Без открытия радия большая часть последующих работ была бы невозможна и, быть может, по сей день мы продолжали бы поиски объяснения радиоактивности.

Англичанин Э. Резерфорд в 1902 г. разработал теорию радиоактивного распада, в 1911 г. открыл атомное ядро и в 1919 г. наблюдал искусственное превращение ядер.

А. Эйнштейн, живший до 1933 г. в Германии, в 1905 г. разработал принцип эквивалентности массы и энергии. Он связал воедино оба эти понятия и доказал, что определенному количеству материи соответствует определенное количество энергии.

Датчанин Н. Бор в 1913 г. разработал теорию строения атома, которая легла в основу физической модели устойчивого атома. Он принял за основу модель атома Резерфорда и предположил, что процесс излучения есть квантовое явление. Бор считал, что «классическая электродинамика недостаточна для описания систем атомного размера», поскольку модель атома Резерфорда неустойчива с точки зрения классической электродинамики.

Дж. Кокрофт и Э. Уолтон (Англия) в 1932 г. экспериментальным путем подтвердили теорию Эйнштейна об эквивалентности массы и энергии.

Дж. Чедвик (Англия) в 1932 г. открыл новую элементарную частицу нейтрон.

Д. Д. Иваненко (СССР) в 1932 г. выдвинул гипотезу о строении атомного ядра из протонов и нейтронов.

И. и Ф. Жолио-Кюри (Франция) в 1933 г. впервые искусственно получили радиоизотопы.

Э. Ферми (Италия) в 1934 г. первым использовал нейтроны для бомбардировки атомного ядра.

С этого времени ядерная физика стала быстро развиваться.

В 1937 г. И. Кюри (Франция) открыла деление урана под действием медленных нейтронов. Какие элементы рождаются, когда ядро атома урана захватывает нейтрон? До сих пор во всех ядерных реакциях при естественном радиоактивном распаде, в опытах Э. Резерфорда и в опытах по искусственной радиоактивности всегда образовывались элементы, стоящие в соседних клетках периодической таблицы Д. И. Менделеева. Но у И. Кюри и ее ученика — югослава П. Савича результат получился невероятный: продуктом распада урана был… лантан — 57-й элемент, расположенный в середине таблицы Менделеева.

Процесс деления объяснил советский ученый Я. И. Френкель с помощью так называемой капельной модели ядра. В ее основе лежит представление о сходстве свойств ядра и капли «ядерной жидкости», удерживаемой в равновесии силами поверхностного натяжения.

Об этом мы сейчас и расскажем…

В 1938 г. в Риме, на конгрессе Национального химического объединения Ф. Жолио-Кюри познакомился с О. Ганом, авторитетным химиком, работавшим в Химическом институте Общества кайзера Вильгельма, и обсуждал с ним работу И. Кюри и П. Савича. Ган сомневался в правильности вывода, сделанного И. Кюри.