Андрей Несмеянов - Радиоактивные изотопы и их применение

Учитывая масштабы нашего сельскохозяйственного производства, можно ожидать в этой области крупнейших экономических эффектов. На основе уже накопленных знаний в ближайшие годы можно получить годовую экономию в миллиарды рублей, если взяться по-настоящему за это дело.

Перед нами большая программа работ по использованию радиоактивных изотопов и атомной энергии. Советские ученые и дальше развивают ядерную физику и радиохимию с тем, чтобы дать основу будущего развития техники. Теоретические работы по ядерной физике открыли возможность поисков новых путей использования атомной энергии в мирных целях. Успехи науки открыли возможность развертывания работ по осуществлению управляемых термоядерных реакций — реакций синтеза, или слияния, что является важнейшей генеральной задачей науки.

Управляемая термоядерная реакция должна позволить получить энергию не за счет ее запасов, сосредоточенных в атомных ядрах редких элементов урана и тория, а за счет образования гелия из широко распространенного в природе элемента — водорода. Решение этой труднейшей и величественной задачи навсегда сняло бы с человечества заботу о необходимых для его существования на земле запасах энергии.

Советский Союз проводит политику широкого сотрудничества с другими странами в деле мирного использования радиоактивных изотопов и атомной энергии, направленную на то, чтобы лучше использовать в интересах человечества величайшие открытия нашего времени и, развивая международные связи в этой области, содействовать укреплению мира.

Показательным примером международного сотрудничества были международная научно-техническая конференция по мирному использованию атомной энергии, состоявшаяся в Женеве в августе 1955 г., и международная конференция по применению радиоактивных изотопов в научных исследованиях, состоявшаяся в Париже в сентябре 1957 г. В работу этих и других конференций важный вклад внесли советские ученые.

Серьезную роль в изучении радиоактивных изотопов играет созданный в 1956 г. Объединенный институт ядерных исследований — международная организация, в которую в настоящее время входит двенадцать государств (СССР, Китайская Народная Республика, Чехословакия и др.).

Советский Союз оказывает бескорыстную помощь другим странам в деле мирного использования радиоактивных изотопов и атомной энергии также путем двустороннего сотрудничества.

Осуществляя как двусторонние связи в области мирного использования радиоактивных изотопов и атомной энергии, так и участвуя в международных организациях по вопросам атомной энергии, Советское государство, исходя из интересов народа, руководствуется тем, чтобы великие научные открытия нашего времени использовались не для целей войны и разрушения, а для созидательных целей, для повышения благосостояния и уровня жизни народа. Советская наука добилась выдающихся успехов в использовании радиоактивных изотопов и атомной энергии в мирных целях. В СССР с 1954 г. работает первая в мире электростанция на атомной энергии.

В этой книге рассказывается о применении радиоактивных изотопов для мирных целей и возможном использовании их в военном деле. Но прежде чем рассказать обо всем этом, необходимо вспомнить, из чего слагается вещество, как построены молекулы и атомы, что такое явление радиоактивности и какими свойствами обладают радиоактивные изотопы.

Все окружающие нас предметы состоят из того или иного вещества. Дома построены из кирпича, дерева, железа и бетона, в оконные рамы вставлено стекло, части машин и станков сделаны из железа и других металлов и т. д. Мир веществ многообразен. Вещества обладают самыми различными свойствами. Одни тверды, другие мягки, одни прозрачны, другие непрозрачны, цвет одних отличается от цвета других и т. п. Различие свойств зависит от состава вещества.

Каждое вещество может быть разделено на очень мелкие частички, которые называются молекулами. В свою очередь молекулы состоят из еще более мелких частиц — атомов. Так, чистая, вода состоит из молекул, в состав которых входят атомы водорода и кислорода; молекулы серной кислоты состоят из атомов водорода, кислорода и серы и т. д. Состав молекул и взаимная связь атомов в них определяют свойства вещества. Все молекулы данного вещества имеют одинаковый состав и отличаются от молекул другого вещества входящими в их состав атомами. Так, например, молекулы газа метана и ацетилена состоят из атомов углерода и водорода. В состав молекул метана входит один атом углерода и четыре атома водорода, а в состав молекул ацетилена — два атома углерода и два атома водорода. Молекулы древесного спирта отличаются от молекул метана тем, что в их состав, кроме атомов водорода и углерода, входит атом кислорода.

В настоящее время известно сто два вида атомов, или, как принято называть, совокупность атомов — сто два химических элемента. Водород, кислород, азот, сера, углерод, железо, медь, цинк и т. д. — все это химические элементы.

Все многообразие окружающих нас веществ, следовательно, слагается из сравнительно небольшого количества видов атомов, которые, соединяясь между собой, образуют бесчисленное множество молекул различного состава и строения.

Все известные в настоящее время элементы представлены в приведенной ниже таблице, называемой периодической системой элементов Д. И. Менделеева. В каждой клетке этой таблицы приведены условный знак химического элемента (символ), его название и цифры, верхняя из которых показывает порядковый номер элемента, а нижняя — его атомный вес.

С помощью символов химических элементов легко можно изображать молекулы различных веществ. Например, молекула воды изображается формулой Н 2О. Это обозначает, что в состав этой молекулы входят два атома водорода (Н 2) и один атом кислорода (О). Символами можно изобразить также течение того или другого химического процесса. Взаимодействие железа с серной кислотой изображается следующим образом:

Расположение элементов в периодической системе не является случайным. Оно подчиняется одному из важнейших законов природы, открытому великим русским ученым Д. И. Менделеевым, — периодическому закону. Этот закон в современной формулировке говорит, что свойства элементов находятся в периодической зависимости от величины электрических зарядов их ядер.