МЕЧЕНЫЕ АТОМЫ

ДЕЛЕНИЕ УРАНА

Мы уже рассказывали о том, что при действии нейтронов на различные элементы был получен целый ряд радиоактив­ных элементов. При этом оказалось, что в большинстве случаев из атомов элемента, который подвергается действию нейтронов, получается его изотоп с массой на единицу боль­шей. Например, при бомбардировке иода получается радиоак­тивный иод:

БЗ'Р27 оП1------------ * бз^128 4“ Т

Иод нейтрон иод гамма-лучи

Иод-128 испускает электроны; период его полураспада равен 25 минутам. Испуская электрон, радиоактивный иод превращается в следующий в периодической системе элемент ксенон:

53^28—-ыХеИв+Г

Иод ксенон электрон

Подобные реакции происходят и с другими элементами.

Можно было предположить, что если взять крайний, са­мый тяжёлый элемент периодической системы уран, то из него при действии нейтронов также может образоваться ра­диоактивный изотоп урана, который, испуская электрон, превратится в следующий за ураном, ненайденный в при­роде, элемент с зарядом ядра, равным 93. Этот элемент займёт 93-ю клетку периодической системы.

Уже первые исследования показали, что из урана получается несколько радиоактивных элементов.

Вначале учёные предполагали, что все они были более тяжёлыми, чем уран. Но это предположение не оправдалось. Оказалось, что один из полученных элементов является изото­пом лантана, другой — изотопом бария. Затем среди радиоак­тивных элементов, полученных при облучении урана, были найдены: иод, ксенон, криптон, бром и т. д.

При облучении урана нейтронами получаются изотопы элементов с зарядами ядра в полтора-три раза меньшими, чем заряд ядра урана. Как могут такие элементы получиться из урана? Что происходит при облучении?

Атомы урана под действием нейтронов делятся на два крупных осколка, например на осколки с зарядом атомов 56 (барий) и 36 (криптон) или 57 (лантан) и 35 (бром); сумма зарядов каждой пары равна заряду урана — 92.

В результате такого деления высвобождается огромная энергия, в миллионы раз превосходящая энергию горения са­мого лучшего топлива. Если все атомы, находящиеся в одном грамме урана, претерпят деление, то выделится энергия, равная 8 миллиардам килограммометров или 20 миллионам калорий. С помощью этой энергии можно 8000 тонн груза поднять на высоту в один километр или 200 тонн воды нагреть от 0° до 100°. Эта энергия достаточна для того, чтобы 15 000 электролампочек по 60 ватт горели в тече­ние суток.

Деление урана открыло путь к освобождению внутриатом­ной энергии, дало в руки человека невиданный по мощности источник энергии. Это было в 1939 году. Вскоре удалось построить установку— ядерный реактор, в которой выде­ляющаяся при делении урана энергия могла бытьиспользована.

В урановом ядерном реакторе накапливаются огромные количества радиоактивных элементов — продуктов деления урана. Они извлекаются из урана и могут служить средства­ми исследований, о которых будет рассказано в следующей части нашей книжки.

С помощью циклотрона и ядерного реактора было прове­дено большое количество ядерных превращений и получены радиоактивные изотопы всех элементов периодической си­стемы Менделеева. Удалось получить элементы, которые не найдены в природе и имеют порядковые номера 43 (техне­ций), 61 (прометий), 85 (астатин) и 87 (франций), а также так называемые трансурановые (стоящие за ураном в периодической системе) элементы с порядковыми номерами от 93 до 100.

Большое практическое значение приобрели те радиоактив­ные элементы, период полураспада которых не слишком мал и которые легко могут быть получены. В таблице на стр. 33 приведены некоторые искусственные радиоактивные изотопы, используемые при различных исследованиях.

Таблица некоторых искусственных радиоактивных изстспов, которые используются в практике