Атом урана — новый источник энергии

Атом урана — новый источник энергии

Авторы:

Жанры: Научная литература, Физика

Циклы: не входит в цикл

Формат: Полный

Всего в книге 2 страницы. Год издания книги - 1945.

Статья опубликована в журнале «Огонек», № 35 (954), 1945

Читать онлайн Атом урана — новый источник энергии


В мире науки и техники

Еще в начале XIX века было установлено, что всякое вещество состоит из мельчайших частиц — атомов. Но даже крупнейшие физики того времени плохо представляли, что же такое, собственно, атом? Сравнительно недавно, в 1912 году, английский физик Резерфорд впервые раскрыл строение атома.

Атом представляет собой сложную систему, состоящую из относительно тяжёлого атомного ядра и движущихся вокруг него более лёгких частиц — электронов. Известна величина атома — она примерно равна одной стомиллионной доле сантиметра. Легче всего атом водорода. Чтобы написать число, равное количеству атомов в одном грамме водорода, нужно помножить 6 на 10 в двадцать третьей степени, то есть к цифре 6 приписать 23 нуля. Тяжелее всех атом урана — примерно в 230 раз тяжелее атома водорода.

Электроны — это элементарные частицы, которые дальше разделить нельзя. Ядра имеют сложную структуру. Размеры их приблизительно в 10 тысяч раз меньше величины самого атома. Ядра и электроны можно наблюдать в приборе, который называется камерой Вильсона.

Во всех обычных процессах ядра только перемещаются, никаких внутренних изменений с ними не происходит. Если, однако, два быстро движущихся ядра сталкиваются, то может произойти ядерная реакция — получаются новые ядра, то есть происходит превращение элементов. Например при столкновении ядра атома водорода с ядром атома лития получается два ядра атома гелия.

При ядерных реакциях выделяются энергии, в миллионы раз превышающие энергии, выделяющиеся при обычных химических реакциях, в которых ядра атомов остаются неизменными. Столкновения ядер, однако, осуществить очень трудно. Все ядра электрически заряжены, причём одинаковым по знаку — положительным зарядом. Поэтому они отталкиваются друг от друга, и, чтобы одно ядро проникло в другое, необходимо для преодоления отталкивания придать им очень большую скорость. При движении в материи ядра благодаря своему взаимодействию с электронами быстро замедляются. В результате, в лучшем случае одно из миллиона ускоренных ядер может попасть в другое ядро, остальные, бесплодно растратив свою энергию, останавливаются.

>Этот фотоснимок сделан специальным аппаратом, называемым «камера Вильсона». На снимке запечатлены следы быстро движущихся ядер. Два ядра разлетаются в разные стороны.

При таких условиях использование громадных запасов внутриядерной энергии считалось невозможным. Положение не изменилось и тогда, когда в 1932 году была открыта новая частица — нейтрон, — входящая в состав атомных ядер и отличающаяся от других тем, что она лишена электрического заряда. Нейтроны получаются в результате некоторых ядерных реакций. Будучи электрически нейтральными, они не отталкиваются от ядер, а свободно проникают в них, вызывая ядерные реакции. Однако в результате этих реакций возникают заряженные частицы, почти неспособные к проникновению в ядра, и реакция останавливается.

Поэтому до самого последнего времени использование ядерной энергии считалось невозможным и ядерная физика рассматривалась как чисто научная область физики.

В 1939 году неожиданно была открыта ядерная реакция совершенно нового типа. В то время как в результате попадания нейтронов в ядра из них обычно вылетают маленькие заряженные осколки, оказалось, что ядро атома урана, поглощая нейтрон, делится на две примерно равных половины. При этом выделяется огромная энергия и снова вылетают нейтроны. Эти нейтроны могут попасть в другие ядра урана и т. д. Таким образом, процесс деления урана может, как и горение, раз начавшись, идти сам по себе.

Легко понять, какие грандиозные перспективы открывает процесс деления урана. Один грамм урана выделяет при своем делении в два с половиной миллиона раз больше энергии, чем выделяется при горении одного грамма угля. Это значит, что электростанция масштаба Днепровской ГЭС, работая на уране, потребляла бы около килограмма урана в сутки.

Мир уже знает о грандиозных разрушениях, которые происходят при взрыве урановой бомбы (так называемой атомной). При взрыве урана выделяется примерно в 20 миллионов раз больше энергии, чем при взрыве того же количества сильнейшего взрывчатого вещества (тринитротолуола). Легко вычислить, что атомные бомбы, которые американские самолёты сбросили над Японией, содержали не больше одного килограмма активного урана.

Известно, что атомная бомба сбрасывается на парашюте. Лётчики, наблюдавшие с самолета взрыв атомной бомбы в 15 километрах от места действия, видели, как внезапно появилось в небе «новое солнце» (смотреть на него можно было только через чёрные очки). Громадный столб дыма и пыли, взвившийся над местом, где произошёл взрыв, достиг свыше 10 километров высоты. Уже через несколько секунд до самолёта, откуда велось наблюдение, дошла взрывная волна и его тряхнуло, как при близком разрыве зенитного снаряда. Часть площади (10 квадратных километров) города Хиросима была полностью уничтожена взрывом.

Уран — красноватый металл с удельным весом, приблизительно равным удельному весу золота. Его разведанные мировые запасы исчисляются в 100 тысяч тонн. Но для создания урановой бомбы недостаточно просто получить соответствующее количество урана. Дело в том, что существующий в природе уран состоит из смеси почти одинаковых атомов, но отличающихся друг от друга по весу и по свойствам ядер. Только более лёгкий уран, с атомным весом 235, способен к взрыву, более же тяжёлый, с атомным весом 238, при этом только мешает. Поэтому для создания бомбы необходимо выделить из урана ту его часть, которая обладает более лёгким атомным весом. Она составляет всего около 0,7% общей смеси. Обычные свойства обоих уранов почти абсолютно одинаковы, и разница в атомном весе ничтожна, поэтому разделение урана связано с огромными трудностями: оно требует создания новых, сложнейших производств, что и является главной трудностью применения урановой энергии.


С этой книгой читают
Лес. Как устроена лесная экосистема

Что такое, в сущности, лес, откуда у людей с ним такая тесная связь? Для человека это не просто источник сырья или зеленый фитнес-центр – лес может стать местом духовных исканий, служить исцелению и просвещению. Биолог, эколог и журналист Адриане Лохнер рассматривает лес с культурно-исторической и с научной точек зрения. Вы узнаете, как устроена лесная экосистема, познакомитесь с различными типами леса, характеризующимися по составу видов деревьев и по условиям окружающей среды, а также с видами лесопользования и с некоторыми аспектами охраны лесов. «Когда видишь зеленые вершины холмов, которые волнами катятся до горизонта, вдруг охватывает оптимизм.


Технологии против Человека. Как мы будем жить, любить и думать в следующие 50 лет?

Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.


Князь Евгений Николаевич Трубецкой – философ, богослов, христианин

Монография протоиерея Георгия Митрофанова, известного историка, доктора богословия, кандидата философских наук, заведующего кафедрой церковной истории Санкт-Петербургской духовной академии, написана на основе кандидатской диссертации автора «Творчество Е. Н. Трубецкого как опыт философского обоснования религиозного мировоззрения» (2008) и посвящена творчеству в области религиозной философии выдающегося отечественного мыслителя князя Евгения Николаевича Трубецкого (1863-1920). В монографии показано, что Е.


Интеллигенция в поисках идентичности. Достоевский – Толстой

Монография посвящена проблеме самоидентификации русской интеллигенции, рассмотренной в историко-философском и историко-культурном срезах. Логически текст состоит из двух частей. В первой рассмотрено становление интеллигенции, начиная с XVIII века и по сегодняшний день, дана проблематизация важнейших тем и идей; вторая раскрывает своеобразную интеллектуальную, духовную, жизненную оппозицию Ф. М. Достоевского и Л. Н. Толстого по отношению к истории, статусу и судьбе русской интеллигенции. Оба писателя, будучи людьми диаметрально противоположных мировоззренческих взглядов, оказались “versus” интеллигентских приемов мышления, идеологии, базовых ценностей и моделей поведения.


Историческое образование, наука и историки сибирской периферии в годы сталинизма

Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.


На траверзе — Дакар

Послевоенные годы знаменуются решительным наступлением нашего морского рыболовства на открытые, ранее не охваченные промыслом районы Мирового океана. Одним из таких районов стала тропическая Атлантика, прилегающая к берегам Северо-западной Африки, где советские рыбаки в 1958 году впервые подняли свои вымпелы и с успехом приступили к новому для них промыслу замечательной деликатесной рыбы сардины. Но это было не простым делом и потребовало не только напряженного труда рыбаков, но и больших исследований ученых-специалистов.


Тимбукту

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Трус

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


СМЕРШ идет по следу. Спасти Сталина!

Ночь 5 сентября 1944 года. С рижского аэродрома взлетает секретный самолет «Арадо-232», изготовленный по заказу абвера для заброски диверсантов за линию фронта. На борту два немецких агента, обученных самим Отто Скорцени и снабженных фиктивными документами офицеров СМЕРШа. Несмотря на обстрелы зенитной артиллерии, поврежденному самолету удается сесть в советском тылу, выгрузив мотоцикл и террористов, вооруженных пистолетами с разрывными отравленными пулями и кумулятивным гранатометом «Панцеркнаке», который легко помещался в рукаве шинели и мог поразить бронированные цели на расстоянии до 300 м.


Манипуляция сознанием. Век XXI

Книга является переработанным и дополненным юбилейным изданием знаменитого труда Сергея Кара-Мурзы «Манипуляция сознанием», общий тираж которого достиг 50 000 экземпляров.Сергей Георгиевич выявляет устройство всей системы манипуляции общественным сознанием – как технологии господства властной элиты. Для России переход к этому новому типу власти означал бы смену культуры, мышления, языка, слом самих основ традиционного общества. В книге подробно описаны главные блоки манипулирования и причины особой уязвимости русского сознания.


Другие книги автора
Что такое теория относительности
Жанр: Физика

Современная физика без теории относительности почти так же невозможна, как без представления об атомах и молекулах. Эта теория принадлежит к числу «трудных» для понимания достаточно широкого круга читателей. Вот почему особенно ценно, что основные положения и идеи теории относительности читатель получает «из первых рук» — авторы этой книги академик, лауреат Ленинской и Нобелевской премий, ныне покойный Л. Д. Ландау и профессор Ю. Б. Румер.Три материала, включенные в послесловие, воссоздают образ Ландау — замечательного ученого и человека.


Молекулы

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Движение. Теплота

Авторы этой книги – лауреат Ленинской и Нобелевской премий академик Л.Д. Ландау и профессор А.И. Китайгородский – в доступной форме излагают начала общего курса физики.Примечательно, что вопросы атомного строения вещества, теория лунных приливов, теория ударных волн, теория жидкого гелия и другие подобные вопросы изложены вместе с классическими разделами механики и теплоты. Подобная тесная связь актуальных проблем физики с ее классическими понятиями, их взаимная обусловленность и неизбежные противоречия, выводящие за рамки классических понятий, – все это составляет сущность современного подхода к изучению физики.Новое, свежее изложение делает книгу полезной для самого широкого круга читателей.


Физические  тела

Переиздание первой части книги Ландау Л. Д. и Китайгородского А. И. «Физика для всех» (Движение, теплота). Цель книги дать читателю в общедоступной форме отчетливое представление об основных идеях и новейших достижениях современной физики. Движение тел рассмотрено с двух точек зрения — наблюдателя в инерциальной и неинерциальной системах координат. Весьма детально изложены закон всемирного тяготения и его применение для расчетов космических скоростей, для интерпретации лунных приливов, для геофизических явлений. Книга рассчитана на самый широкий круг читателей — от впервые знакомящихся с физикой до лиц с высшим образованием, проявляющих интерес к данной науке.