КАК ОСУЩЕСТВИТЬ ЯДЕРНУЮ РЕАКЦИЮ
Для превращения гелия в литий надо в ядро каждого атома гелия добавить по одному протону. Но далеко не каждый протон пригоден для этой цели.
Чтобы проникнуть в ядро гелия и произвести ядерное превращение, протон должен двигаться со скоростью около 15 ООО километров в секунду! При такой огромной скорости частица может облететь Землю по экватору менее чем за 3 секунды.
Почему протону необходима такая гигантская скорость, такая большая энергия?
Мы знаем, что протон, как и ядро гелия, заряжен положительным электричеством. А на частицы, заряженные одинаковым электричеством, действуют силы отталкива
Ния, которые тем больше, чем меньше расстояние между частицами. Чем ближе протон подходит к ядру, тем сильнее ядро его отталкивает. На преодоление этого отталкивания протон и затрачивает очень большую энергию.« Таким образом, только очень быстрые протоны могут служить «снарядами», разрушающими атомные ядра.
Но даже и в том случае, когда обстрел ядер производится столь быстрыми протонами, далеко не каждый из них вызывает ядерную реакцию. Ведь для того чтобы произошла реакция, протон должен попасть в ядро, а ядра занимают чрезвычайно малый объём. Поэтому протоны сталкиваются с ядрами гелия крайне редко.
Значительно чаще протоны встречаются с электронами атомных оболочек. При этом происходит потеря небольшой доли энергии, которую протон передаёт электрону. Число электронов, встречающихся на пути протонов, велико. Поэтому, двигаясь в веществе, протоны быстро растрачивают свою энергию, тормозятся и застревают в нём, так и не произведя ядерной реакции. Только очень немногие из них сталкиваются с ядрами, имея энергию, достаточную для преодоления отталкивания ядер и проникновения в их недра.
Ядерные реакции могут производить не только протоны, но и ядра тяжёлого водорода, гелия и других лёгких элементов. Так как с увеличением заряда налетающей на ядро частицы увеличиваются и силы отталкивания ядром, то в производстве ядерных реакций до недавних пор пользовались только ядрами водорода и гелия.
Нейтроны также могут служить «ядерными снарядами». Проникая в ядра, они могут выбивать из них протоны, превращая один элемент в другой. Если же нейтрон просто застрянет в ядре, то и тогда число частиц в нём изменится — получится новый изотоп с массой, на единицу большей исходного.
У нейтронов есть существенное преимущество перед любыми заряженными частицами. Нейтрон лишён электрического заряда и поэтому не отталкивается ядром; он может приблизиться к нему, даже обладая очень небольшой скоростью. А очутившись вблизи ядра, нейтрон может быть втянут в него ядерными силами притяжения, и произойдёт ядерная реакция.
Однако в земных условиях нейтроны обычно заключены внутри атомных ядер, Поэтому, чтобы получить нейтроны и обстрелять ими какие-нибудь ядра, необходимо предварительно выбить эти нейтроны из других атомиых ядер. А для этого снова приходится использовать быстрые положительно заряженные частички. Таким образом, для осуществления ядерных реакций необходимы быстрые положительно заряженные «ядерные снаряды».
Оказывается, что некоторые из природных элементов сами непрерывно производят такие снаряды, уносящие часть энергии атомных ядер этих элементов. Что это за снаряды? Откуда они возникают и как их можно использовать для превращения ядер?
