|
Меню сайта
Статистика
|
Цепь великих открытийЦепь великих открытийМного лет элемент уран был «замыкающим» в периодической системе. Сам Менделеев советовал будущим поколениям исследователей скрупулезно изучать уран. Еще при жизни ученого в результате исследований урана было открыто явление радиоактивности и обнаружен в природе гелий. В конце 30-х годов нашего столетия уран снова оправдал гениальное предвидение Менделеева. И главным действующим лицом здесь оказался нейтрон. Итальянский физик Энрико Ферми в 1934 г. стал обстреливать нейтронами один элемент периодической системы за другим. Он, собственно, решил иным путем повторить интереснейшие эксперименты супругов Ирен и Фредерика Жолио-Кюри, которые годом раньше подарили миру замечательное открытие. Почему у химических элементов число изотопов, встречающихся в природе, все же весьма ограниченно? Скажем, кислород имеет изотопы с массовыми числами 16, 17 и 18. Но отчего нет кислорода-19 или кислорода-16? Вероятно, они просто не могут существовать. Может, потому, что попросту они неустойчивы? Ученые думали об этом, но подтвердить догадку им долго не удавалось. Ее подтвердили своими экспериментами Фредерик и Ирен Жолио-Кюри. Они изучали, какие вещества под действием α-частиц способны испускать нейтроны. Такую способность им удалось наблюдать у алюминия. Но если алюминий действительно испускает нейтроны, то превращается он тогда не в кремний, как мы видели из уравнения ядерной реакции на стр. 281, а в другой элемент — фосфор: 13Аl27+2Не4→15Р30+0n1, или 13Аl27 (α, n) 15Р30, где n — обозначение нейтрона. Но изотоп фосфор-30 был новым изотопом элемента, не обнаруженным в природе. Ученые нашли, что изотоп этот радиоактивен и продукт его распада — кремний-30. Этот изотоп кремния мог образоваться только в том случае, если бы фосфор испустил какую-то частицу с массой электрона, но с положительным зарядом. Такую частицу открыл в 1932 г. американец Карл Андерсон. Она была названа позитроном. Итак, был найден способ возбуждать искусственную радиоактивность, получать искусственные радиоактивные изотопы, не существующие в природе. Таких радиоактивных изотопов известно теперь более тысячи. Кроме того, супруги Жолио-Кюри обнаружили новый вид радиоактивного распада — позитронный, т. е. испускание положительного электрона, или β+-распад (в отличие от электронного β--распада). Энрико Ферми решил получить новые искусственные радиоактивные изотопы, бомбардируя различные элементы нейтронами, а не α-частицами, как Жолио-Кюри. Ферми немалого уже достиг, пока в его руки не попал элемент уран. Тут он вдруг обнаружил, что если нейтроны предварительно замедлить, то с их помощью ядерные реакции протекают значительно интенсивнее. И вот поток медленных нейтронов обрушился на уран, и Ферми вскоре объявил о сенсационных результатах. Под действием медленных нейтронов из урана рождались новые трансурановые элементы. Эпидемия «трансурановой лихорадки» прокатилась по лабораториям физических институтов. Но как только химики вмешались в дело, оно приняло неожиданный оборот. На дне их пробирок оседали не микроскопические крупицы солей трансурановых элементов, а соединения элементов, появление которых представлялось совершенно загадочным. Это были соединения лантана и бария, элементов из середины периодической системы. Тогда немецкие ученые Отто Ган и Ф. Штрассман сделали невероятное предположение: под действием медленных нейтронов ядро урана может разделиться на две части; и эти части — изотопы элементов из середины таблицы Менделеева (рис. 13). Ган тут же написал статью об открытии. Потом он вспоминал: «После того, как статья была отправлена по почте, все это показалось столь невероятным, что захотелось вернуть статью обратно из почтового ящика». Статья была опубликована 22 декабря 1938 г. Так было открыто деление урана. Ядро урана распадалось на два осколка. При этом выделялась огромная энергия. Но вместе с осколками из погибающего уранового ядра вылетало несколько свободных нейтронов. Они могли разрушать другие ядра урана. И так далее. При благоприятных условиях в куске урана могла возникнуть так называемая цепная реакция деления — колоссальной мощности ядерный взрыв (см. ст. «Атомный реактор»). Человек осуществил процесс, которого, казалось, не знала природа. Люди еще не обнаружили в ней столь глубокое превращение элементов. Изотопы 35 химических элементов — от цинка (порядковый номер 30) до тербия (порядковый номер 65) — были найдены среди осколков деления урана — настоящий клад радиоактивных изотопов. КАК И ИЗ ЧЕГО ВЕЩЕСТВО ПОСТРОЕНО
|
ПОИСК
Block title
|
