|
Согласитесь, что набирать 20 кг урана-235 по одной ? молекуле — задача нереальная. Поэтому основную часть усилий, связанных с созданием атомной бомбы, затратили на изыскание способов разделения изотопов урана. Снова секрет без секрета. Итак, что означало раскрыть секрет атомной бомбы? Окончательно поверить в то, что ядро — это не твердый шарик и ведет оно себя не как кирпич, а как радиоприемник. Поверить, а не узнать, потому что теоретикам все это было известно. Затем требовалось найти подходящий материал, что не представляло особого труда, и наконец найти способы разделения изотопов урана. Все это давно позади, а мы с вами постараемся уяснить, откуда берется энергия при расщеплении ядра. Нуклоны В квантовой физике действует закон сохранения, с которым мы уже знакомы. Это закон сохранения электрического заряда, который гласит: при процессах (говорят, реакциях) исчезновения и рождения частиц сумма электрических зарядов до реакции должна быть в точности равна сумме электрических зарядов после реакции. Электрический заряд нейтрона — нуль. Сумма плюс единицы (протон) и минус единицы (электрон) также равна нулю. Закон сохранения заряда удовлетворяется, а значит, ничто не запрещает нейтронам исчезать, а протонам и электронам рождаться. Вот они и исчезают и рождаются. Не забывайте только, что распадаются лишь свободные нейтроны. Нейтроны, входящие в состав ядер, устойчивы. В каждом атомном ядре имеются и протоны и нейтроны. У легких ядер количество нейтронов в ядре примерно равно количеству протонов, например, знаменитые альфа-частицы (ядра гелия), содержащие два протона и два нейтрона. Количество протонов определяет заряд (зарядовое число), а следовательно, и химические свойства элемента. Заряд ядра соответствует месту данного элемента в периодической таблице Менделеева, и поэтому его называют также атомным номером. Общее количество нуклонов определяет массу ядра (массовое число). Ядро урана, к примеру, содержит 92 протона. Его заряд равен 92, и занимает уран 92-ю клетку в таблице Менделеева. Всего в ядре урана 238 нуклонов (имеется в виду изотоп уран-238). Значит, в ядре урана на 92 протона приходится 146 нейтронов. Почему протоны ядер, несущие на себе одноименные заряды и, следовательно, отталкивающиеся друг от друга с гигантскими силами, учитывая малость расстояния между ними, не разлетаются в разные стороны? Вопрос этот достаточно помучил физиков в свое время. Он был снят, когда окончательно, в том числе и опытным путем, было доказано, что нуклоны способны взаимодействовать друг с другом на расстоянии с помощью особого поля, в корне отличного от электромагнитного и получившего название поля сильных взаимодействий. Это поле в несколько миллионов раз мощнее электромагнитного. Поэтому применительно к нуклонам в ядре можно забыть об электромагнитном отталкивании и считать, что между ними действуют лишь сильные взаимодействия. — 103 —
|