Николай Карпан - Чернобыль. Месть мирного атома

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ АТОМНОЙ БОМБЫ Оглавление

з

Введение

Двадцатый век стал знаменит революциями в социальной сфере и в научном познании законов природы. Мир, в котором мы сейчас живём, в технологическом отношении абсолютно отличается от мира конца 19-го и начала 20-го века. Стремительное изменение условий жизни затронуло практически всё население земного шара. Постоянное внедрение в нашу повседневную жизнь изделий технологического прогресса создало в обществе опасную иллюзию неограниченности человеческого познания, а также легкомысленную уверенность в том, что создание искусственной, по существу, среды обитания не вызовет в окружающем нас мире необратимых последствий, катастрофических для всего живого. В формировании такого взгляда на жизнь не последнюю роль сыграли ученые.

Начало пересмотра привычной картины мироустройства положили открытия в философии и физике. 2400 лет назад греческие философы Люцепиус из Милета и Демокрит из Абдеры выдвинули идею о том, что Вселенная состоит из маленьких частиц - атомов. Они полагали, что все вещи можно разделить на атомы, но сами атомы не могут быть разделены на еще более мелкие части. Современные ученые показали, что Люцепиус и Демокрит были почти правы. Вселенная состоит из маленьких частиц, но многие из этих частиц могут быть разделены на еще более мелкие. Еще до того как началось исследование ядра, ученые открыли частицы трех видов. Они обнаружили химические частицы, частицы электричества и частицы лучевой энергии. Именно химические частицы сегодня называют атомами. А мельчайшие частицы электричества были обнаружены внутри атомов. В свою очередь, проявление частиц лучевой энергии были зарегистрированы в связи с изменениями, которые происходят в структуре других частиц.

Представление о неделимости атома, о массе, как неизменном количестве вещества, о законах Ньютона, как незыблемых устоях физической картины мира рухнули в промежутке с конца 19-го до первого пятилетия

20 века. Представление о неизменных, неделимых атомах было разрушено открытием радиоактивности.

Глава 1

СТАНОВЛЕНИЕ АТОМНОЙ НАУКИ

В самом конце XIX века Антуан Анри Беккерель, пытавшийся обнаружить рентгеновское излучение при флюоресценции солей урана, открыл беккерелевы лучи как новое физическое явление, которое позднее получило название радиоактивность (radio - испускать лучи, activus -действие). Открытие Беккереля заинтересовало многих, и его исследования были продолжены, помимо самого Беккереля, Марией и Пьером Кюри, Полем Вилларом (во Франции), Эрнестом Резерфордом и Содди в Англии, Эгоном Швейтлером, Стефеном Майером и Отто Ганом в Германии и Австрии.

Уже в самом начале исследований радиоактивности (1897 г.) Мария Склодовская-Кюри писала: «Радиоактивность урановых и ториевых соединений представляется атомными свойствами...» Таким образом, оказалось, что атомы урана, тория и позднее открытых полония и радия не являются мертвыми кирпичиками, а обладают активностью, испускают лучи. Затем Резерфорд, изучая радиоактивность соединений тория, писал, что эти соединения, кроме обычных радиоактивных лучей. «непрерывно испускают какие-то радиоактивные частицы, сохраняющие радиоактивные свойства в течение нескольких минут». Резерфорд назвал эти частицы «эманацией» [1].

«По мнению Резерфорда, - писала в своей диссертации Склодовская-Кюри, - эманация радиоактивного тела представляет собой материальный, радиоактивный газ, выделяющийся из этого тела».

В 1902 г. английские физики Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди выпустили статью «Причина и природа радиоактивности». Из своего открытия Резерфорд и Содди делают важные выводы о существовании новых радиоактивных элементов, которые могут быть опознаны по их радиоактивности, даже если они имеются в ничтожно малых количествах. Чуть позже научные выводы Резерфорда и Содди подтвердились. Методы радиохимии, созданные супругами Кюри, Резерфордом и Содди, стали мощным инструментом в открытии новых элементов, позволившим отождествить новый, 101-й элемент - менделевий - в количестве всего 17 атомов.

В своей классической работе Резерфорд и Содди коснулись фундаментального вопроса об энергии радиоактивных превращений. Подсчитывая энергию испускаемых радием альфа-частиц, они приходят к выводу, что «энергия радиоактивных превращений по крайней мере в 20 тысяч раз, а может, даже и в миллион раз превышает энергию любого молекулярного превращения». Резерфорд и Содди считали, что «энергия, скрытая в атоме, во много раз больше энергии освобождающейся при обычном химическом превращении». Они первыми до конца осознали, что попало им в руки. Уже в 1903 году Содди написал: "Атомная энергия, по всей вероятности, обладает несравненно большей мощностью, чем молекулярная энергия, <...> и осознание этого факта должно заставить нас рассматривать планету, на которой мы живем, как склад взрывчатых веществ, обладающих невероятной взрывной силой" [2]. Таким образом, 1903 год можно считать годом открытия новой формы энергии, которую Резерфорд и Содди назвали «внутриатомной энергией». Открытие радиоактивных превращений и возникновение представления об огромных запасах внутриатомной энергии было одним из самых значимых моментов начавшейся революции в физике.

Итак, за неполные 10 лет наука вплотную приблизилась к разгадке тайны нового источника энергии, имеющего фантастическую силу.

Что заставляло ученых, занимавшихся изучением радиоактивности, делать свою работу порой просто в ужасных условиях?

Вот как выразил основной стимул научной деятельности журнал «Тайм» (в номере от 19 января 1959 г.): «Почти каждый шаг на пути познания закономерностей физического мира находит, в конечном счете, то или иное практическое приложение. Однако физики, как правило, не очень уж интересуются практическим применением своей работы. Многим, может быть, покажется удивительным, что неизбежная польза, которую приносит человечеству труд физиков, обычно не является движущей силой их деятельности. Физиков гораздо больше интересует познание секретов природы, вскрытие сущности физических явлений. Дает это практический «выход» или нет - дело второстепенное. Познание окружающего мира само по себе необычайно важно. Ведь человек -единственное существо, способное к такому познанию. Наше научное познание представляет собой центральную часть современной культуры и цивилизации»

Как показывает история физической науки, вначале учеными действительно двигало любопытство естествоиспытателей и они, на свой страх и риск, вели многолетние исследования даже с опасностью для своего здоровья.

Это хорошо видно на примере жизни Марии Склодовской-Кюри [3], которая начала исследования радиоактивных явлений еще в конце 1897 года, избрав изучение этих явлений темой своей докторской диссертации. В апреле 1898 г. была опубликована ее первая статья по радиоактивности. Она пишет: «... уран, торий и их соединения испускают беккерелевы лучи. Вещества, обладающие этим свойством, я назвала радиоактивными. С тех пор это имя стало общепринятым». Итак, с июля 1898 года, когда был опубликован новый термин в физике, начало жить важное понятие «радиоактивность».