"Александр Проценко. Энергия будущего (Серия "Эврика")" - читать интересную книгу автора

ядро не разваливается само по себе? Ведь входящие в его состав протоны
электрически заряжены, следовательно, они должны отталкиваться друг от
друга с большой силой. Почему же этого не происходит? Объясняется это тем,
что внутри ядра действуют еще так называемые внутриядерные силы,
притягивающие друг к другу частицы ядра. Силы эти велики, но действуют
только на очень близком расстоянии, поэтому их называют
короткодействующими. Онито и компенсируют - гасят силы электрического
отталкивания протонов и не дают ядру самопроизвольно распасться.
В пределах объема ядра составляющие его частицы находятся в
беспрерывном движении. Если бы удалось добавить туда хотя бы немного
энергии, то есть ввести ее избыточное количество, то частицы стали бы
двигаться быстрее. Можно предположить, что они смогли бы преодолеть
соединяющие их ядерные силы и "изнутри" взорвать, разделить ядро. Величину
этой избыточной энергии (физики называют ее энергией возбуждения) можно
рассчитать.
Если проделать эти вычисления, то окажется, что легче всего поддаются
делению тяжелые ядра. Так, для урана-235 величина энергии возбуждения
равна всего 5 миллионам электронвольт - 5 Мэв. (В своих расчетах физики
предпочитают пользоваться этой единицей энергии. Один Мэв примерно равен
4-10^-17 килокалориям.) Для платины (атомный вес 195) величина возбуждения
равна 40 Мэв, а для элемента с атомным весом 141 (празеодим) возрастет до
62 Мэв. Ядра тяжелых элементов самые неустойчивые. Достаточно лишь немного
"подтолкнуть" такое ядро, то есть добавить небольшое количество энергии,
как оно разделится.
Если теперь возобновить разговор об инструменте и энергии, то
инструментом для деления атомного ядра могут быть, как уже говорилось,
протоны, другие ядра или нейтроны. Попав в ядро, они должны иметь хороший
запас энергии, то есть обладать большой скоростью. Этот запас должен быть
не меньше той энергии возбуждения, о которой речь шла выше. Только тогда
ядро перейдет в возбужденное состояние и произойдет его деление.
Для того чтобы протон или нейтрон обладали энергией 5 Мэв, необходимой,
для деления урана-235, нужно, чтобы скорость их равнялась 30 тысячам
километров в секунду.
Мы еще не обращали внимания на одно свойство частиц, представляющих
собой инструмент для деления ядра, - их заряд. А ведь протоны и ядра
атомов - это заряженные частицы, и именно поэтому они как инструмент
непригодны для деления ядра. При сближении, например, протона с ядром
между ними будут действовать силы отталкивания. Преодолевая их, протон
потеряет часть своей энергии и попадет в ядро таким обессиленным, что уже
не сможет разделить ядро. Значит, энергия заряженных частиц-снарядов
должна быть очень большой (вспомните термоядерный синтез), существенно
больше энергии, необходимой для деления ядра.
Поэтому в качестве инструмента для деления предпочтение надо отдать
незаряженному нейтрону. Пользуясь своей нейтральностью, он может свободно
проникать в ядро; ему не надо преодолевать силы отталкивания. Чтобы
разделить ядро, он должен только принести в него энергию возбуждения, и ее
будет достаточно для этой "операции".
Остановимся еще на одном факте, имеющем громадное значение для
осуществления реакции деления.
Когда шла речь о синтезе элементов, мы заметили, что если лишь