Чернобыль. Месть мирного атома - [3]
Эту частицу в 1932 году открывает Джеймс Чедвик. Исследователь получил нейтрон, предсказанный Резерфордом, его учителем по Кембриджу. И едва этот "эффективный инструмент" попал в руки физиков, как открытия стали происходить одно за другим.
Когда у наиболее упорных и талантливых одиночек появились практические результаты с выходом на новый уровень знания физического мира, наступил второй этап развитии атомной науки - этап интенсивного штурма фундаментальных основ физики. В работу сразу включились целые группы их энергичных коллег. Атомная наука стала разрабатываться, как золотой прииск слетевшимися отовсюду старателями.
На втором этапе открытия пошли лавиной. Дмитрий Дмитриевич Иваненко (СССР) и Вернер Гейзенберг (Германия) создают протоннонейтронную модель атомного ядра. Ученики Резерфорда Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон расщепляют ядра лития протонами, ускоренными с помощью электростатического ускорителя. В США Гаролд Юри с сотрудниками открывают дейтерий, тяжелый изотоп водорода. Еще один американец, Карл Андерсон, открывает в космических лучах позитрон, положительно заряженный аналог электрона.
В 1933 году Патрик Блэкетт и Джузеппе Оккиалини подтверждают открытие Андерсона. Гилберт Льюис и Р. Макдональд в США открывают тяжелую воду. Практически одновременно - во Франции (Ирэн и Фредерик Жолио-Кюри), в Англии (Блэкетт, Оккиалини и Чедвик), в
США (Андерсон) и в Германии (Л. Мейтнер) - обнаруживают рождение электронно-позитронных пар из жестких гамма квантов вблизи ядер достаточно тяжелых элементов.
В 1934 году Энрико Ферми, добавив гипотезу Вольфганга Паули о нейтрино (безмассовой нейтральной частице, вылетающей при бета-распаде) к протонно-нейтронной модели ядра, создает теорию бета-распада. Тот же Ферми публикует первые работы по облучению урана медленными нейтронами, где приходит к выводу, что ему удалось получить новые элементы номер 93 и 94 (их химическую идентификацию провести Ферми не удалось - не было достаточного количества этих веществ для проведения анализа).
Ирэн и Фредерик Жолио-Кюри экспериментально открывают явление искусственной радиоактивности химических элементов.
Ида Ноддак (Германия) теоретически предсказывает возможность деления ядер урана.
Лео Сциллард в Англии высказывает мысль о цепной ядерной реакции при облучении бериллия нейтронами, что, как он считает, можно использовать для получения мощной взрывчатки нового типа.
Маркус Олифант, Пол Хартек и Резерфорд открывают тритий, сверхтяжелый изотоп водорода.
Прорыв в ядерной физике за эти три года оказался таким значительным, что уже в 1934 году, как это видно из сегодняшнего дня, физики имели все теоретические предпосылки для создания атомной бомбы - деление урана, цепной характер этого деления и, по сути, уже открытый плутоний. Однако потребовалось еще несколько лет исследований физиков в содружестве с химиками, чтобы открыть феномен деления урана с помощью медленных нейтронов.
В 1938 году группа молодых итальянских физиков, возглавляемых Энрико Ферми, в качестве снарядов для бомбардировки ядер урана (92-й порядковый номер в таблице Менделеева) стала использовать нейтроны. И когда они «обстреляли» нейтронами уран, то установили, что после захвата нейтрона ядро урана превращается в совершенно новый, в природе неизвестный элемент с атомным номером 93.
Далее вперед вышли немцы. Отто Ган и Фриц Штрассман уверенно фиксируют расщепление ядра урана под действием медленных нейтронов. А теоретическое объяснение явлению дают Лиза Мейтнер и Отто Фриш. Они же в очередной раз, но теперь не умозрительно, а физически доказательно, указывают на то, что деление ядер должно сопровождаться высвобождением огромных количеств энергии, и Фриш это подтверждает экспериментально [2].
Как подсчитали Лиза Мейтнер и Отто Фриш, при расщеплении одного атома урана должно выделиться энергии в 50 миллионов раз больше, чем при обычном сгорании одного атома водорода в кислороде. Фриш догадался использовать осциллограф для регистрации выделяющейся при делении ядра урана энергии, поэтому сомнения в ее мощности не было -таких всплесков на экране никогда не приходилось наблюдать ранее.
На следующий день Фриш и Мейтнер написали статью «Деление урана с помощью нейтронов - новый тип ядер ной реакции». В статье указывалось на возможность деления ядра урана, после захвата нейтрона, на два ядра других элементов. Так как после деления ядра новые элементы первоначально будут находиться в непосредственной близости друг от друга, и будут нести заряд одного знака (плюс), то последует их взаимное отталкивание с огромной кинетической энергией. И она будет в 20 миллионов раз превосходить взрывчатую силу тротила.
Итак, атом урана расщеплен. Какие это может иметь практические последствия? О том, что при ядерных превращениях выделяется значительное количество энергии, знали еще в 1919 году благодаря экспериментам Резерфорда. Однако именно Резерфорд проявлял до конца дней своих обоснованный скепсис в отношении практического использования этой энергии. По словам Эйнштейна, пытаться разбивать ядро элемента частицами, это все равно, что «стрелять птиц в темноте, к тому же если их вообще немного». Эта фраза Эйнштейна точно характеризовала реальное положение вещей при бомбардировке атома альфа-частицами. В экспериментах Резерфорда из миллиона альфа-частиц только одна попадала в ядро азота и вызывала реакцию превращения.
Еда – центральный аспект нашей жизни, но в учебниках истории об этом не пишут. Многое из того, что происходило на кухне, никогда не записывалось, а свидетельства съедены и забыты. Между тем, история всегда была неразрывно связана с пищей: разгорались гвоздичные войны и кондитерские конфликты, в погоне за специями открывались новые континенты, империи рождались и разрушались из-за битв за еду. Том Нилон изучил сотни антикварных кулинарных книг и восполнил пробел в наших исторических знаниях.
Эта книга посвящена вопросам по теме будущего и технологий, на которые в течение года отвечали эксперты проекта The Question. В XXI веке нам кажется, что мы живем в будущем из научной фантастики: нас окружают роботы, сенсорные экраны и виртуальная реальность. Технологии развиваются с невероятной скоростью – и от этого появляется все больше вопросов. Этично ли экспериментировать над генами людей? Когда мы начнем колонизировать другие планеты? Почему, наконец, айфон такой дорогой? В этой книге мы собрали мнения экспертов, которые каждый день отвечают на интересующие людей вопросы на сайте.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
В книге не менее яркой, чем его знаменитые лекции, профессор Левин рассказывает о самых необычных и интересных гранях физики, о чудесах, которые творятся каждый день вокруг нас, – например, о том, почему ударяет молния. О чем бы ни решил рассказать автор, ему всегда удается совместить обучение с развлечением.Книга предназначена для студентов и преподавателей, а также для всех, кто хочет изучать физику с удовольствием и интересом.На русском языке публикуется впервые.
Из всего, что нас окружает, самой необъяснимой кажется жизнь. Мы привыкли, что она всегда вокруг нас и в нас самих, и потеряли способность удивляться. Но пойдите в лес, взгляните так, будто вы их увидели впервые, на деревья, траву, цветы, на птиц и муравьев, и вас охватит чувство беспомощности перед лицом великой тайны жизни. Неужели во всем этом есть нечто общее, нечто такое, что объединяет все живые существа, будь то человек или невидимый глазом микроб? Что определяет преемственность жизни, ее возрождение вновь и вновь из поколения в поколение? Эти вопросы стары как мир, но только во второй половине XX века удалось впервые получить на них ответы, которые, в сущности, оказались не слишком сложными и, главное, ослепительно красивыми.