Вера Черногорова - Беседы об атомном ядре

Хорошо известно, что тяжелые многозарядные частицы отличаются от всех других ионизирующих излучений большей плотностью разрушений, которые они производят на своем пути. Много ли таких частиц в открытом космосе?

Первые эксперименты с целью проверки степени угрозы радиационного поражения, которую таит в себе космическое пространство, были выполнены в 50-х годах с помощью аэростатов, поднятых на высоту 25 километров. В аппаратах находились черные мыши. Известно, что пигментация каждого волоска обеспечивается всего несколькими особыми клетками, весьма чувствительными к действию ионизирующих излучений. Поражение этих клеток ведет к обесцвечиванию волоска, поседению, что очень легко заметить. На спину каждому животному прикрепили стопки ядерных эмульсий. По возвращении на Землю эмульсии проявили и просмотрели под микроскопом. Затем ученые сопоставили следы, оставленные в эмульсии космическими частицами с участками поседения волосков. Результаты этих экспериментов и опыты с животными на ускорителях подтвердили, что быстрые ядра из потока галактических частиц приводят к гибели пигментирующих клеток. Причем для этого достаточно попадания лишь одного тяжелого иона.

Во время серии космических полетов на кораблях «Аполлон» радиобиологи обнаружили сильное влияние релятивистских космических ядер на споры бактерий, семена растений, корешки, проростки и на яйца ракообразных.

Наиболее интересным было открытие американскими астронавтами так называемого явления фосфенов. Участники космического полета периодически ощущали световые «вспышки» при адаптации глаз к темноте. Это наблюдение, сделанное за пределами Земли, было проверено в лаборатории на бэватроне (США) с помощью искусственно ускоренных тяжелых ядер азота. Фосфены возникали в момент разрушения сильноионизирующими частицами светочувствительных элементов сетчатки глаза.

По-видимому, сверхбыстрые тяжелые ядра космического излучения наибольшую опасность представляют для клеток нервной ткани, не обладающих способностью к восстановлению. В шлемах американских космонавтов, находившихся на борту космических кораблей «Аполлон», были обнаружены следы частиц, пробивших их насквозь.

Исходя из количества обнаруженных следов, ученые ориентировочно подсчитали, что при космическом полете продолжительностью в один год может погибнуть приблизительно один процент нейронов в головном мозге человека.

Эксперименты с искусственно полученными релятивистскими ядрами помогут точно определить степень их опасности для организма человека и разработать способы надежной защиты.

— Конечно, освоение космического пространства очень важная задача. Но ядерная физика, наверное, еще не все возможное сделала на Земле?

— Вы правы. Еще не полностью решена главная для человечества проблема. Проблема обеспечения будущих поколений практически неисчерпаемыми источниками энергии. И медлить здесь нельзя.

— Вы имеете в виду энергетический кризис?

— Не столько энергетический, сколько экологический!

Современная цивилизация создала нам хорошие условия жизни, но, к сожалению, одновременно привила людям безответственное отношение к природе, последствия которого мы начинаем ощущать. Ядерная физика уже предложила экологически более чистый источник энергии, чем реакция химического окисления. Это поможет снизить скорость загрязнения биосферы Земли.

Раньше человечество получало энергию, не заботясь о том, как тот или иной способ ее добывания отражается на окружающей природе. Развивающийся капитализм требовал все больше и больше энергии и использовал для этого то сырье, что было под руками. А под руками были каменный уголь, нефть и газ.

То же самое ценное органическое сырье снабжает энергией и нас, поколение людей конца XX века. Только теперь во много раз возросло абсолютное количество потребляемой энергии, а следовательно, и темпы сжигания горючих материалов.

Поэт А. Блок писал в начале нашего века: «…мир зеленый и цветущий, а на лоне его — пузатые пауки — города, сосущие окружающую растительность, испускающие гул, чад и зловоние».

Острое чувство неблагополучия, которое владело поэтом, глубокая озабоченность отдельных ученых за будущее цивилизации говорили о том, что человечество глазами наиболее прозорливых не в один день, не вдруг увидело, что мало-помалу «природа превращается в окружающую среду».

Век XIX передал в наследство XX еще «цветущий и зеленый» мир. Что же оставит после себя век XX?

Современный поэт Л. Мартынов беспокоится уже о том,

и надеется, что будущее поколение

Научно-техническая революция, победно шествующая по развитым странам мира, привела в движение столь огромные производительные силы, что человек обрел ничем не ограниченную власть над природой. За короткий промежуток времени он превратился из «царя природы» в ее разрушителя и раба своих потребностей.

Добывание энергии во все больших масштабах — один из серьезнейших факторов, работающих против человека. Если в начале века речь могла идти только о возникновении локальных экологических (экология — наука о взаимодействии организма с окружающей средой) кризисов, то сегодня серьезные опасения внушают взаимоотношения человеческого общества с природой в целом (то есть возможность наступления глобального экологического кризиса).

При сжигании в топках тепловых электростанций угля, нефти или газа в атмосфере непрерывно увеличивается концентрация окиси углерода. Земля, получая свою долю световой энергии от Солнца, рассеивает в пространство некоторую ее часть в виде инфракрасного излучения. Загрязненная атмосфера гораздо хуже пропускает потоки инфракрасных фотонов. Она, как подушка, прикрывает нашу планету и способствует ее перегреву. Возникает так называемый парниковый, или оранжерейный, эффект.

Член-корреспондент АН СССР М. Будыко показал, это произойдет, если средняя температура на Земле повысится хотя бы на один градус или даже на полградуса. Столь небольшое, но повсеместное подрастание температуры может привести к уменьшению ее градиента между экваториальными и полярными областями. Это выравнивание сразу вызовет ослабление скорости циркуляции воздушных масс между экваториальными и полярными широтами. Резко снизится количество осадков в средних широтах и ускорится рост пустынь. И все эти изменения могут произойти за весьма короткий срок, равный длительности жизни одного поколения.