Биография атома - [57]
Однако даже если исключить из алгебраически возможного числа комбинаций число комбинаций, невозможных по физическим причинам, то и тогда число возможных типов реакторов будет довольно велико — от двух до трех десятков. И, к сожалению, об экономичности и надежности в работе большинства из них нельзя судить до тех пор, пока они не будут построены и испытаны. Кроме того, в разных странах у ученых существуют свои взгляды на перспективность того или иного реактора. Поэтому и наблюдается в настоящее время такое большое разнообразие в типах реакторов.
Время покажет, какие из типов реакторов окажутся наиболее жизнеспособными. Тогда на них и будут ориентироваться при широком развитии ядерной энергетики.
Заманчивая цель
Вспомним принципиальную схему современной атомной электростанции. В ядер ном реакторе в результате цепной реакции выделяется тепло. Это тепло отводится теплоносителем от реактора и в турбине превращается в механическую энергию ротора турбины. Ротор турбины вращает ротор генератора, который и вырабатывает электрический ток.
Три вида электростанций — гидростанция, атомная и тепловая.
Все-таки это сложно. Много промежуточных ступеней превращения энергии: атомная в тепловую, тепловая в механическую, механическая в электрическую.
А нельзя ли проще? Прямо из атомной энергии получить электрическую? Тогда не будет громоздких и сложных агрегатов, дорогостоящего оборудования. Из реактора будут прямо идти провода. Вот так:
Просто, не правда ли? И такая принципиальная возможность непосредственного превращения атомной энергии в электрическую имеется.
Например, установлено, что некоторые химические соединения урана, как карбид урана, при нагревании начинают испускать электроны. Но ведь уран является ядерным горючим, и если в нем протекает цепная реакция, он сильно нагревается. Таким образом, если карбид урана поместить в электрически изолированную металлическую капсулу с откачанным из нее воздухом, а также капсулу расположить в реакторе, то испускаемые нагревающимся карбидом урана электроны будут собираться металлической капсулой. Если соединить карбид урана (катод) и стенки капсулы (анод) внешней электрической цепью, то в ней появится электрический ток. Вот и все.
Конечно, осуществить такое превращение чрезвычайно трудно, но все-таки легче, чем осуществить управляемую термоядерную реакцию. Этому способу получения электроэнергии учеными уделяется сейчас большое внимание. Проведены уже первые обнадеживающие опыты. Имеются и другие способы непосредственного преобразования атомной энергии в электрическую. И надо думать, что создание атомных электростанций, работающих по такому принципу, явится делом недалекого будущего.
Все дальше в глубь атома
В марте 1961 г. произошло одно очень знаменательное событие: исполнилось пять лет работы Объединенного института ядерных исследований.
В небольшом подмосковном городке Дубне расположился этот крупнейший научный ядерно-физический центр. Там среди сосен векового леса высятся здания лабораторий и уникальных установок, уютные коттеджи и жилые дома ученых. Здесь живет и работает значительный отряд выдающихся ученых-физиков всего мира. В прекрасно оборудованных лабораториях рука об руку трудятся ученые стран демократического лагеря.
Задачи, стоящие перед институтом, сложны и многообразны. Но основной девиз работ института — дальше в глубь атома! Центр тяжести научной работы института сосредоточен на изучении элементарных частиц и физических процессов, происходящих с элементарными частицами высоких энергий. Сейчас это передний фронт исследований тайн атома.
Ученым института приходится иметь дело с совершенно новыми явлениями и закономерностями и с необычайно малыми масштабами измерений. Невообразимо мал атом. А ученым приходится иметь дело с размерами в сто тысяч раз меньшими! Сколько же ухищрений, изобретательности и скрупулезной точности требуется при проведении подобных измерений.
Чрезвычайно интересна работа института по получению новых элементов. Мы знаем, что в природе 92 элемента. Последний в таблице элементов Менделеева—уран. Мы рассказывали уже о том, что задачу получить искусственно элементы, имеющие больший атомный номер, чем уран, ставил перед собой Энрико Ферми. Правда, тогда он не добился этого и его работы привели к неожиданному открытию деления ядер урана и в конечном итоге к практическому использованию атомной энергии. Но в дальнейшем физики добились своего. Они получили новые, не встречающиеся в природе элементы, так называемые трансурановые элементы. Для того чтобы увеличить атомный номер элемента, нужно «вогнать» в ядро атома этого элемента нуклоны. Этот метод является основным в получении трансурановых элементов. Получены следующие элементы: 93-й — нептуний, 94-й — плутоний, 95-й — америций, 96-й — кюрий, 97-й — берклий, 98-й — калифорний, 99-й — эйнштейний, 100-й— фермий, 101-й — менделевий.
Чем больше атомный номер элемента, тем труднее его получать, потому что все эти элементы радиоактивные и чрезвычайно быстро распадаются. Например, элемент менделевий «живет» всего лишь несколько часов, и за это время нужно определить его физические и химические свойства. Задача трудная.
