Вера Черногорова - Беседы об атомном ядре

Перед людьми встала задача огромной важности — научиться вскрывать хранилища ядерной энергии.

Ученые долго не знали, как это сделать; у них не было подходящих для этой цели инструментов.

В химических реакциях вещества отдают энергию лишь в момент перестроения электронных оболочек атомов и молекул.

Знакомство с явлением радиоактивности еще раз убеждало, что некоторую долю внутренней энергии атомы тяжелых нестабильных элементов излучают только во время перестройки своих ядер. Как же вызвать ядерную реакцию?

У химиков никогда не было подобных затруднений. С помощью обычной спиртовки они легко сообщали молекулам реагирующих веществ те доли электрон-вольта, что требовались для начала химической реакции. На реорганизацию же крепко связанного коллектива нуклонов требовалось гораздо больше усилий. Ведь энергия связи ядер достигала десятков и сотен миллионов электрон-вольт.

И когда окончательно прояснилось, что плетью обуха не перешибешь и что с энергией меньше миллиона электрон-вольт в руках ядро не переделать, физики попытались обстрелять легкие атомные ядра такими снарядами, как альфа-частицы радиоактивного излучения. И вдруг удача. Альфа-частицы с энергией в несколько миллионов электрон-вольт так разворошили ядра азота, что они стали распадаться на ядра кислорода и протоны. Это была ядерная реакция, осуществленная по желанию человека.

«Резерфорд был первым человеческим существом, — писал один из создателей квантовой механики, Луи де Бройль, — которому посчастливилось осуществить вековую мечту алхимиков — искусственно превратить один химический элемент в другой». Но если алхимики искали способ получения из дешевых веществ лишь золота, то в результате успеха «ядерной алхимии» человечество получало гораздо более ценное сокровище — новый источник энергии.

Наблюдая за первой ядерной реакцией, расщеплением ядер азота, Э. Резерфорд заметил, что протоны, которые он регистрировал, уносили из распадавшегося ядра энергию большую, чем приносили в него альфа-частицы. Так исследователь впервые сумел чуть-чуть приоткрыть ядерный сейф с запасом энергии.

Позже было обнаружено, что с выделением энергии расщеплялись и некоторые другие ядра. Химические реакции, в которых выделяется энергия, называются экзотермическими. Это же наименование получили и ядерные реакции. Но какая разница была в количестве выделяемой энергии! Перестройка одной молекулы в химической реакции давала энергетический выигрыш максимум в несколько электрон-вольт. Щедрость ядерной реакции поразила современников. Первое же распавшееся ядро (ядро азота) наделяло вылетающий протон энергией в миллион раз большей.

Узнав об экспериментах по расщеплению ядер, Ф. Содди писал в 1919 году: «Эти открытия показали, что суровая борьба за существование, за истощенные источники природной энергии, которую вело человечество до сих пор, вовсе не является единственным и неизбежным уделом человека. Ничто не мешает нам думать, что наступит день, когда мы сможем использовать для наших нужд первичные источники энергии, которые природа ревностно хранит для будущего».

Среди гула восхищенных голосов людей, у которых новые достижения науки всколыхнули надежды на решение извечной проблемы топлива, остался неуслышанным одинокий голос поэта.

писал в 1921 году А. Белый в поэме «Первое свидание».

Но люди пока не склонны прислушиваться к предвидению чувств, не доверяют тому, что не основано на расчетах и формулах. А грядущая опасность как раз гнездилась в сфере чувств и моральных устоев. Уже во время первой мировой войны возник интерес к вопросу об использовании радиоактивных излучений в военных целях.

Э. Резерфорд вынужден был заявить, что ученые стремятся использовать внутреннюю энергию радия в своих познавательных целях. «К счастью, — добавил отец ядерной физики, — в настоящее время мы не нашли метода для применения энергии радия», — и выразил надежду на то, что он не будет найден до тех пор, «пока человек не будет жить мирно со своими соседями».

Впрочем, в то время еще не было особых поводов ни для опасений, ни для восторгов.

Химические реакции обладали пока очень важным преимуществом по сравнению с ядерными. Например, реакции горения были самоподдерживающимися, в них участвовала сразу большая масса вещества, а ядерные реакции расщепления оставались всего лишь изредка вспыхивающими искорками.