АТОМНОЕ ЯДРО И ЕГО ЭНЕРГИЯ

НЕПТУНИЙ И ПЛУТОНИЙ

Использование энергии ядра оказалось практически возможным лишь после того, как в 1939 г. стало из­вестно совершенно новое ядерное превращение, непо­хожее на все те ядерные реакции, о которых мы гово­рили.

История этого открытия начинается с 1934 г., когда энергично занялись изучением ядерных превращений, вызываемых нейтронами.

Руководимая Ферми группа итальянских физиков, а затем и многие другие учёные обследовали воздей­ствие нейтронов на ядра почти всех элементов. В чи­сле этих элементов был и уран, ядро которого имеет самый большой заряд, равный 92. Оказалось, что, бу­дучи захвачен ядром урана с весом 238, нейтрон пре­вращает это ядро в ядро урана с весом 239:

(уран) 2|| -{- нейтрон (уран) 2Ц.

Как мы знаем, (уран) 2Ц распадается очень медлен­но, с выбрасыванием альфа-частицы. Уран же с весом 239 может распадаться с вылетом бета-частицы, т. е. быстрого электрона. При этом (уран) ^ распадается

Наполовину (т. е. распадается половина его атомов) всего за 23 минуты. После такого распада заряд остав­шегося ядра будет равен 93, а вес остаётся неизмен­ным, поскольку весом электрона можно пренебречь. Таким образом, мы получаем элемент с порядковым номером 93, которого нет в природе и в периодической таблице Менделеева.

Элемент с зарядом 93 получил название нептуния. Он также неустойчив и распадается с вылетом электро­на (т. е. бета-частицы). В результате получается эле­мент с зарядом 94 и весом 239, именуемый плуто­нием.

Время, за которое нептуний распадается наполовину (т. е. распадается половина атомов нептуния), равно 2,3 дня. Что же касается плутония, то он распадает­ся очень медленно и при этом испускает альфа-ча­стицы. Практически же плутоний так же устойчив, как и уран.

Вся цепь превращений урана под влиянием нейтрона такова:

(уран) 2|+нейтрон (уран) *»

Ф

(нептуний) 2Ц 4- электрон

4-

(плутоний) 294 + электрон.

Нептуний и плутоний, стоящие в периодической табли> це за ураном, получили название трансурановых эле­ментов.

Однако, влияние нейтронов на уран, как оказалось, не ограничивается превращениями, о которых мы рас­сказали и которые были надёжно установлены и отде­лены от других превращений лишь в 1940 г. Под действием нейтронов из урана, помимо нептуния и плу­тония, образуются ещё и другие элементы, которые вначале также считали трансурановыми, т. е. имеющими заряды, большие, чем 92. Вопрос, однако, оказался очень запутанным, и потребовалось несколько лет рабо­ты для того, чтобы выяснить, какие же вещества по­лучаются из урана и какова общая картина превраще­ний этого элемента.