АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ

«БЛИЗНЕЦЫ» В МИРЕ АТОМОВ

Для получения атомной энергии большое значение имело одно очень важное открытие. При изучении хими­ческих элементов учёные обнаружили, что многие эле­менты состоят из нескольких сортов атомов, имеющих оди­наковые химические свойства, но различные атомные веса.

Например, оказалось, что в природе существует два сорта атомов гелия: у одних атомный вес равен четырём, у дру­гих, более лёгких,— трём. Правда, доля лёгкого гелия чрезвычайно мала: на 1 ООО ООО атомов гелия с массой 4 приходится только 1 атом гелия с массой 3.

Чем же они отличаются друг от друга?

В ядре атома тяжёлого гелия находится четыре ча­стицы — два протона и два нейтрона, а ядро лёгкого ге­лия содержит на один нейтрон меньше (рис. 2).

И

Мы уже знаем, что место химического элемента в пе­риодической системе Менделеева определяется зарядом ядер его атомов. А эта величина у обоих сортов атомов гелия одинакова, она равна двум. Как атомы тяжёлого, так и атомы лёгкого гелия имеют по два протона в ядре и по два электрона в оболочке. Химические свойства этих элементов одинаковы. Поэтому их помещают в одной и той же (второй) клеточке периодической системы.

Такие атомы называют изотопами («изо» по-гре­чески— равный, «топос» — место). Изотопы — это раз­личные сорта атомов одного и того же химического эле­мента, имеющие одинаковые химические свойства, но

Разные атомные веса. Ядра атомов изотопов содержат оди­наковое число протонов (одинаковый заряд), но разное число нейтронов; поэтому их массы оказываются раз­личными. Изотопы найдены у большинства химических элементов. Например, олово имеет 10 изотопов, кад­мий — 8, ртуть — 7, платина — 6. Самый лёгкий из всех элементов — водород, также имеет изотопы.

Природный водород в основном состоит из атомов с массой, равной единице. Ядром такого атома является протон; вокруг него обращается один электрон (рис. 3). Наряду с этим в природе существует и другой сорт атомов водорода, в два раза более тяжёлых. Ядра атомов тяжё­лого водорода состоят из двух частиц—протона и ней­трона. Такой водород называют дейтерием. Количе­ство его очень невелико: на 6000 атомов лёгкого водо­рода приходится обычно только 1 атом дейтерия.

Учёным удалось искусственным путём приготовить ещё один сорт атомов водорода — сверхтяжёлый водород, или тритий. В ядра атомов трития входят уже три частицы: протон и два нейтрона (см. рис. 3). Следовательно, каждый атом трития в 3 раза тяжелее атома лёгкого водорода.

Дейтерий и тритий имеют большое значение для произ­водства атомной энергии и создания атомного оружия. О том, как их используют, будет рассказано далее.

Основным источником атомной энергии является уран. Исследования показали, что природный уран имеет три изотопа, массы которых равны 238, 235 и 234. Основным в природном уране является наиболее тя­жёлый изотоп — уран 238, доля урана 235 составляет

Щ, а урана 234 — всего лишь около 2о1юо * ^Рана 234 так мало, что он практического значения не имеет.