МИР АТОМА

ИСКУССТВЕННОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ

Если ядра атомов — составные частички, то нельзя ли их расщепить, получить таким образом искусственно но­вые ядра по нашей воле? Можно.

Какие «снаряды» пригодны для этого? Во-первых, те же альфа-частицы, которые уже были применены с таким успехом для исследования строения атома.

Первое ядерное превращение удалось осуществить в 1919 году. Сперва был обстрелян альфа-частицами азот. Для этого в камеру, наполненную азотом, был поме­щён источник альфа-частиц. При этом оказалось, что в камере появляются новые, очень быстрые заряженные частицы. По ряду признаков учёные сделали заключение, что эти частицы — ядра водородных атомов—протоны. Они могли появиться только в результате столкнове­
ний быстрых альфа-частиц с ядрами атомов азота. Но что при этом происходит с альфа-частицей и ядром азота?

Сливаются ли они при столкновении в одно ядро или, столкнувшись, разлетаются в стороны?

Это удалось установить с помощью камеры Виль­сона.

Однако этот путь оказался нелёгким: удачный удар альфа-частицы — случай настолько редкий, что пришлось

Сделать 400 000 снимков путей ча­стиц в камере. Лишь на восьми из них были обнаружены превра­щения ядер.

На рисунке 24 приведён такой удачный снимок. Из него учёные заключили, что при ударе альфа - частица поглощается ядром, вы­брасывающим при этом один про­тон. Действительно, посмотрите на рисунок.

Начало получившегося раз­двоённого следа — «вилки» — это путь альфа-частицы до столкно­вения с ядром. В точке столкно­вения этот след обрывается — альфа-частица не отскакивает, а поглощается ядром. Толстый и ко­роткий зубец вилки — это полу­чившееся новое ядро, обладающее весом 17 (масса азота 14 +масса гелия 4 — масса водорода 1 = 17) и зарядом 8 (заряд ядра азота 7 +заряд ядра гелия 2—заряд ядра водорода 1=8), то-есть ядро изотопа кислорода. Тонкий длинный зубец—протон, выброшенный в момент удара.

Таким образом, ядра азота и гелия, столкнувшись, превратились в ядра кислорода и водорода!

В наши дни физики насчитывают уже сотни искус­ственно осуществлённых ядерных превращений — превра­щений одних элементов в другие. На рисунке 25 мы при­водим «фотографию» такого превращения, полученную по способу Мысовского и Жданова.

После первых опытов, в 1919 году, превращение эле­ментов перестало быть мечтой, превратилось в быль. Од­
нако до практического использования этих успехов было ещё далеко — количества вещества, испытавшего превра­щения, были ничтожно малыми. Что же мешало дальней­шим успехам?

Альфа-частицы и искусственно получаемые в спе­циальных приборах очень быстрые протоны, ядра тяжё­лого водорода дейтерия — «дейтроны» и ядра гелия, как

Орудия ядерных превращений, не очень хороши. В самом деле, вряд ли, например, артиллериста устроили бы сна­ряды, изо всех сил отталкивающиеся от цели! Но альфа - частицы, дейтроны и протоны как раз и обладают этим свойством. Они, как и ядро, несут положительный заряд и поэтому отталкиваются от ядра тем сильнее, чем ближе к нему подлетают. Благодаря этому положительно заря­женная частица может попасть в ядро только в редких случаях. Она должна обладать очень большой энергией, достаточной для преодоления сил отталкивания от ядра. Должно произойти удачное столкновение с ядром — пря­мой «лобовой» удар. Поэтому добиться превращения больших количеств вещества этими способами невоз­можно.

Таким было положение до 1932 года, когда два откры­тия коренным образом изменили представления учёных об атомном ядре и дали им в руки новое мощное средство превращения ядер — превращения химических элементов.