ПРОИЗВОДСТВО «ЯДЕРНЫХ ПУЛЬ»
Рассказывать подробнее о способах получения быстрых частиц мы здесь не будем и лишь кратко сообщим об основных достигнутых результатах.
Кокрофт и Уолтон в своей первой работе довели напряжение до 700 ООО вольт. Количество быстрых протонов в секунду, полученное в их опытах, достигло 60 000 миллиардов; это количество протонов соответствует переносимому ими электрическому току, равному одной стотысячной ампера (через обычную электрическую лампочку в 100 свечей, если напряжение в сети равно 120 вольт, идёт ток, равный, примерно, половине ампера). Для сравнения укажем, что такое же количество (60 000 миллиардов) альфа-частиц в секунду испускается полутора килограммами радия. Между тем, запасы добытого радия во всём мире составляют лишь несколько килограммов; кроме того, из радия наружу выходит лишь ничтожная часть испускаемых им частиц, так как большинство частиц застревает в самом радии (альфа-частица, может пролететь в радии лишь тысячные доли миллиметра).
Для получения напряжений в несколько миллионов вольт приходится сооружать установки гигантских размеров (рис. 10). Электричское напряжение между шарами в подобной установке, называемой генератором Ван-де-Граафа, может быть доведено до 5 миллионов вольт.
Сложность работы с очень высокими напряжениями и практическая невозможность получить напряжения, большие, примерно, 5 миллионов вольт, заставляют подумать о том, нельзя ли получить быстрые частицы
|
Рис. 10. Установка для получения напряжения в несколько миллионов вольт имеет гигантские размеры. |
Без использования высокого напряжения? Такая возможность, оказывается, существует. Она используется в построенном в 1932 г. американским физиком Лоуренсом приборе, получившем название циклотрона.
Принцип устройства циклотрона состоит в том, что частицу, которую хотят разогнать, много раз ускоряют
Сравнительно небольшим напряжением; в результате такого, многократного ускорения частица приобретает очень большую энергию. Описывать устройство циклотрона мы не будем - В настоящее время этот прибор является основным источником быстрых частиц — ядер водорода (т. е. протонов), ядер гелия (т. е. альфа-частиц) и др. Число циклотронов во всём мире исчисляет-
|
Рис. 11 Самый большой в мире циклотрон во время постройки. |
Ся несколькими десятками. Наибольший из известных работающих циклотронов, установленный в Калифорнии, весит 225 тонн и позволяет получить протоны с энергией до 10 миллионов вольт и альфа-частицы с энергией до 50 миллионов вольт. В 1941 г. в Америке строился новый гигантский циклотрон, который должен был производить альфа-частицы с энергией до 200 миллионов вольт (для сравнения укажем, что, энергия альфа-частиц от радиоактивных веществ не превосходит 12 миллионов вольт, а обычно даже не больше
8 миллионов вольт). Война прервала постройку этого циклотрона, но сейчас она возобновлена. Пущен ли уже новый циклотрон в ход — пока неизвестно. Он должен весить 4 000 тонн и иметь в высоту около 10 метров (рис. 11).
Использование искусственно получаемых потоков быстрых заряжённых частиц открыло перед физиками большие возможности. Почти все без исключения элементы были обстреляны протонами и альфа-частицами разной энергии. В результате число обнаруженных ядерных превращений сильно возросло и в настоящее время превосходит тысячу.
