Реклама

Однако из этих подсчетов отнюдь не следует, что человечеству когда-либо удастся высвободить всю энергию, скрытую в веществе.

Ведь для того, чтобы преодолеть силы, связывающие частицы ядра атома, надо сперва затратить какое-то количество энергии от внешнего источника. Только тогда распадающееся или перестраивающееся ядро атома, потеряв некоторые частицы, выделит связанное с ними количество энергии. При этом масса ядра, выделившего энергию, оказывается меньше массы первоначального (не возбужденного) ядра и потерянной частицы.

Она, естественно, тем больше, чем больше было выделено энергии при образовании нового ядра, вернее, чем ближе оказываются при этом сдвинуты один к другому оставшиеся в ядре нуклоны, говоря другими словами, чем плотнее станет их упаковка.

Наиболее плотно «упакованы» ядра атомов, расположенные в середине периодической системы элементов Д. И. Менделеева— примерно от кремния-14 до олова-50. Получается, что не во всех случаях элементарные частицы связаны в атомах вещества так, что разница в энергии, выделяющейся при распаде ядра атома или его перестройке, больше энергии, затрачиваемой на его разрушение.

Следовательно, для получения энергии целесообразно разрушать или перестраивать ядра атомов только таких элементов, у которых затрата энергии на разрушение меньше высвобождаемой энергии.

С точки зрения ядерной физики, мы живем в мире как бы бесконечно огромного количества самых разнообразных по форме, туго закрученных в процессе своего образования пружин, каждая из которых может быть при известных условиях спущена и, развертываясь, совершит работу, выделяя скрытую в ней энергию. Очевидно, что, раз пружины можно раскручивать, можно попытаться их и закручивать искусственным путем. Пока что человек заинтересован раскручивать— спускать с защелок—эти пружины, предварительно найдя среди них такие, на спуск которых пришлось бы затрачивать как можно меньше энергии. А еще лучше, если бы удалось, спустив маленькую пружинку, сбить защелки с какой-то другой, очень большой пружины.

Начнем с самой большой из пока известных нам «пружин», хотя, как мы уже знаем, первой спустить человеку удалось малую «пружину». Мы уже немного касались ее происхождения, когда говорили о знаменитых опытах Кокрофта и Уолтона.

Ядро атома гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов. Чтобы разделить такое ядро на отдельные элементарные частицы, надо преодолеть огромные силы притяжения, которые удерживают эти частицы в нем вместе и действуют только на расстоянии, равном примерно двум диаметрам ядра. Для этого, естественно, необходимо затратить весьма большое количество энергии. Например, попасть в ядро гелия какой-либо тяжелой, разогнанной до огромной скорости частицей. Как только частицы разбиваемого ядра гелия разойдутся на расстояние, большее двух диаметров ядра, действие внутриядерных сил прекратится и вступит в силу отталкивающее действие двух заряженных протонов, которые и разлетятся в разные стороны с не менее огромной энергией. С этого момента делящееся ядро будет уже не поглощать энергию, а выделять ее.