МЕЧЕНЫЕ АТОМЫ

АТОМНАЯ АРТИЛЛЕРИЯ

Работы по получению новых искусственных радиоактивных элементов начали вести учёные различных стран. В качестве атомных снарядов применялись нейтроны, получаемые при дей­ствии альфа-частиц радия или радона на бериллий:

4Ве9 2Не4 ,6С^ + оП1.

Бериллий альфа - углерод нейтроп

Частица

Чтобы получить источник нейтронов, достаточно смешать бромистый радий с порошком бериллия.

Все элементы периодической системы были подвергнуты действию нейтронов. При этом удалось установить, что в большинстве случаев получаются радиоактивные элементы, которые испускают бета-лучи.

Однако природные радиоактивные элементы оказались не­достаточно мощными источниками ядерных снарядов. Один грамм радия, например, в течение секунды испускает 3,7*1010 альфа-частиц, а в смеси с бериллием 107 нейтронов. Это ог­ромные количества частиц, но нужно иметь в виду, что при действии на ядра атомов только небольшая часть таких снарядов попадает в цель, так как ядра атомов составляют ничтожную часть объёма вещества.

Рис. 10. Внешний вид циклотрона.

Для получения заметных количеств искусственных радиоак­тивных элементов учёные построили приборы, с помощью которых можно было создавать потоки альфа-частиц, прото­нов, нейтронов и дейтеронов с большим количеством частиц и большой энергией (дейтероны — это ядра изотопа водорода, состоящие из протона и нейтрона).

Одним из приборов для получения ядерных снарядов является циклотрон (рис. 10).

Циклотрон представляет собой камеру в форме цилиндра, из которой удалён воздух. Камера находится между полюсами

Огромного электромагнита. Внутрп камеры помещены металли­ческие коробки с сечением в виде полукруга (рис. 11 и 12). Эти коробки, называемые д у а н т а м и, располагаются так, что их прямолинейные края отстоят друг от друга на несколько сантиметров. Дуанты присоединяются к мощному источни­ку тока высокой частоты. Внутрь камеры впускается во­дород или гелий. Между дуантами находится вольфрамовая пить. Она накаливается и испускает электроны, которые при своём движении вырывают электроны из оболочек атомов газа, ионизуют этот газ. Положительные ионы, образующиеся вблизи вольфрамовой нити, начинают двигаться к отрица­тельно заряженному дуанту и по инерции проскакивают внутрь его.

Внутрп дуаптов нет электрического поля, но на ио­ны действует магнитное поле электромагнита и заставляет
их двигаться по окружности. Это движение продолжается до тех пор, пока ионы не выйдут в пространство между дуантами.

К этому времени дуанты меняют здаки своих зарядов, и ионы снова получают дополнительный толчок, направленный к отрицательному дуанту. Далее они попадают внутрь второго дуанта, но теперь движутся с большей, чем раньше, скоростью и описывают окружность большего радиуса. Затем ионы снова

Проскакивают в первый дуант и т. д. Когда ионы достигают наибольшей возможной при данных размерах дуантов скоро­сти, они с помощью от­рицательно заряженной пластины меняют своё на­правление и выводятся из дуантов через окошеч­ко (см. рис. 11) на облу­чаемое вещество.

Если в камеру цикло­трона впускают газооб­разный гелий, то получа­ются альфа-частицы, если водород, — то протоны, если тяжёлый водород (изотоп водорода с мас­сой 2), — то дейтероны, В настоящее время описаны сверхмощные ускоряющие установки, которые несколько отли­чаются по принципу дей­ствия от циклотрона и дают возможность сообщать частицам громадную энергию. Энер­гия этих частиц в десятки раз превышает энергию частиц, полу­чаемых на циклотроне, и в сотни раз — энергшо частиц природ­ных радиоактивных элементов. С помощью таких частиц разрушить атом так же легко, как разбить стеклянный пред­мет камнем.

На описанных установках можно получать не только быст­рые заряженные частицы, но и нейтроны, направляя дейтеро -

Ни на бериллиевую пластинку. В этом случае происходит сле­дующая реакция:

4Ве« + 1Н»--------------- ►вВ10 + 0п1

Бериллий водород бор нейтрон

Большой циклотрон может дать несколько тысяч миллиардов нейтронов в секунду.