Фредерик Жолио-Кюри

Этот закон радиоактивного распада установили все те же английские ученые: сын новозеландского фермера, плотный, широкоплечий Резерфорд и подвижный, изобретательный Содди. Они доказали, что каждое радиоактивное вещество характеризуется периодом полураспада. Нельзя угадать, который атом распадется раньше или позже, но можно точно определить, что за время, равное периоду полураспада, распадется половина наличного количества атомов. Времена эти очень разнообразны: радий распадается наполовину за 1590 лет, а полоний — за миллионную долю секунды.

Радий выделяет тепло. Если бы грамм радия распался целиком, выделилось бы около 2 тысяч миллионов калорий, в 360 тысяч раз больше, чем дало бы сгорание грамма угля. Но пройдет история человечества, от падения Римской империи до наших дней, пока грамм радия распадется наполовину! Можно ли пользоваться таким источником энергии?

Как же все-таки овладеть энергией атомного ядра? Очевидно, надо не ждать, пока ядро распадется само, а научиться его разбивать. Но как? Ведь все попытки вмешаться в процесс радиоактивного распада неизменно кончались неудачей. Мысль о проникновении внутрь атомного ядра казалась смелой фантастикой.

«Мы находимся теперь в положении первобытного человека, — писал в те годы один из авторов теории радиоактивного распада, Фредерик Содди. — Первобытный человек пользовался для жизни только солнечным светом, прежде чем он научился добывать огонь. Первым шагом на долгом пути, пройденном человеком от варварства к цивилизации, было, по-видимому, искусство получать огонь». Первобытный дикарь научился готовить пищу на костре, но мог ли он мыслить о будущем огня — о топках паровых машин, о паровозах и пароходах?! Он видел только естественное проявление огня, то есть пламя. Так и… «мы знаем о существовании внутренних запасов энергии в веществе только на основании естественных проявлений ее в радиоактивности».

Энергия, нужная нам для самого нашего существования, которой природа снабжает нас лишь неохотно и совсем не щедро по сравнению с нашими нуждами, действительно содержится в виде громадных запасов в окружающей нас материи, но управление ею и использование ее еще не в наших руках. «Когда мы научимся превращать элементы по желанию из одного в другой, тогда, и только тогда, ключ от этой сокровищницы природы будет в наших руках».

1919 год принес весть о новой победе человека над природой: Резерфорду впервые удалось искусственно разбить атомное ядро.

Чтобы разбить неприступную твердыню, Резерфорд произвел бомбардировку, а «снаряды», разрушавшие атомное ядро, были диаметром в стотысячные части миллиардных долей сантиметра (10^-13 сантиметра). В качестве снарядов Резерфорд применил альфа-частицы.

Представьте себе стрелка, стоящего очень далеко от мишени размером в сто гектаров (один квадратный километр). На мишени нарисована цель: кружочек диаметром в один сантиметр. Именно так относятся друг к другу размеры атома и атомного ядра: ядро меньше атома в сто тысяч раз.

Каково стрелять в такую цель даже и самому искусному стрелку? Но задача Резерфорда была еще сложнее: представьте себе, что стрелку к тому же завязали глаза и он должен стрелять вслепую. Ведь атомы и их ядра невидимы.

Резерфорду удалось поставить опыт так, что альфа-частицы попадали в ядро атома азота и разбивали его. При этом из ядра азота вылетали протоны, и азот превращался в кислород. Это была первая искусственная реакция превращения элементов, осуществленная человеком.

От слепого стрелка Резерфорд отличался тем, что на его мишени была не единственная цель: в веществе множество ядер, и, не попав в одно ядро, снаряд может попасть в другое. К тому же у Резерфорда был не один снаряд, он бомбардировал азот громадным количеством альфа-частиц. В ядро азота попадали очень немногие частицы: единицы из миллионов.

Англичанин Блеккет, который вслед за Резерфордом занимался бомбардировкой атомных ядер, снял и изучил двадцать три тысячи фотографий. На них были видны пятьсот тысяч следов альфа-частиц, но лишь в восьми случаях Блеккет обнаружил то, что искал: след попадания альфа-частицы в ядро.

Кстати, увидеть и сфотографировать следы альфа-частиц Блеккет смог лишь потому, что к этому времени англичанин Вильсон изобрел прибор, названный камерой Вильсона. Камера Вильсона заполнена пересыщенным паром. Когда сквозь пар пролетает заряженная частичка, след ее вырисовывается как темная черточка на ровном сером фоне.

Решил ли Резерфорд задачу овладения ядерной энергией? Нет, до этого решения было далеко.