РАДИОАКТИВНОСТЬ, ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ И АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ

Ядра атомов довольно устойчивы, и разделить их на ча­сти чрезвычайно трудно. Это объясняется наличием внутри­ядерных сил взаимного притяжения между частицами, вхо­дящими в состав ядра.

Наряду с веществами, имеющими устойчивые ядра, есть вещества, ядра атомов которых распадаются или расщепля­ются без какого-либо постороннего воздействия.

Радиоактивный распад ядер сопровождается испусканием в окружающую среду потоков альфа- и бета-частиц, гамма- лучей и нейтронов.

Альфа-частицы так малы, что, например, на пространстве, занимаемом точкой, поставленной карандашом, могут уме­ститься миллионы их. Каждая альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов, т. е. представляет собой ядро атома гелия, и несет положительный заряд.

Бета-частицы являются отрицательно заряженными электронами, покидающими ядра атомов, и представляют собой мельчайшие из известных нам частиц. Каждая из них в 6—8 тысяч раз меньше альфа-частицы.

¹ Процесс образования ионов называется ионизацией.

Альфа- и бета-частицы вылетают из радиоактивных ве­ществ во всех направлениях с большими скоростями, дости­гающими 10 000—25 000 км в секунду.

При движении в том или ином веществе альфа- и бета- частицы сталкиваются с атомами, растрачивают свою энер­гию и поэтому способны пробегать сравнительно небольшие расстояния. Например, альфа-частицы в воздухе пробегают путь, измеряемый несколькими сантиметрами, а в твердых веществах (металл, стекло, бумага, ткань одежды), в кото­рых атомы расположены значительно ближе друг к другу, чем в воздухе, пробег альфа-частиц составляет всего не­сколько тысячных долей сантиметра, т.

Проникающая способность бета-частиц больше, чем альфа-частиц, но также невелика; воинское обмундирование может задержать около 40% бета-частиц.

Гамма-лучи подобны рентгеновым лучам, но имеют большую проникающую способность.

Гамма-лучи могут пронизывать многие предметы на рас­стоянии сотен метров от центра (эпицентра) атомного взрыва. Однако, проходя через различные среды, в том числе и через воздух, они в значительной степени поглоща­ются. Чем плотнее материал, тем больше поглощается гамма-лучей. Стена из бетона и толстый лист свинца задер­живают гамма-лучи даже большой интенсивности.

Нейтроны представляют собой нейтральные (электрически незаряженные) частицы ядер атомов, несущие большую энергию и обладающие способностью проникать даже через значительные толщи веществ.

При атомном взрыве действие нейтронов длится всего доли секунды, а распространяются они на расстояние до 1,5—2 км от центра (эпицентра) взрыва. Важным в дейст­вии нейтронов является то, что многие вещества, через ко­торые проходит нейтронный поток, приобретают на некото­рое время свойства радиоактивности (наведенная или искусственная радиоактивность), так как нейтроны присо­единяются к ядрам атомов химических элементов (натрия, калия, железа, алюминия, кремния, магния и др.), широко распространенных в почве, воде, продуктах питания и т. д. Этим объясняется способность почвы и многих предметов приобретать на некоторое время после атомного взрыва свойства радиоактивных веществ.

При расщеплении атомных ядер выделяется атомная (ядерная) энергия.

Атомная энергия выделяется в виде больших количеств тепловой энергии и энергии проникающего излучения.

Если выделение ядерной энергии регулировать во вре­мени, она может быть использована в народном хозяйстве — на атомных электростанциях, в атомных реакторах, в атом­ных двигателях.

При мгновенном же выделении ядерной энергии происхо­дит взрыв, который может быть использован в атомном оружии.

В настоящее время найдены условия, при которых неко­торые радиоактивные вещества (уран, плутоний) расщепля­ются практически мгновенно с освобождением большого ко­личества энергии.

используется в атомном оружии взрывного дей­ствия. Сущность этой реакции состоит в сле­дующем.

Нейтроны, проникая в ядра атомов урана (плутония), делают ядра этих веществ не­устойчивыми и приво­дят их к расщеплению. При расщеплении ато­мов урана (плутония) из их ядер освобожда­ются новые нейтроны, которые в свою очередь вызывают расщепление других атомов, ыстрое нарастание числа

Рис. 2. Схема развития цепной ядерной реакции

Таким образом, происходит расщепляющихся атомов и освобождающихся из ядер ней­тронов, т. е. происходит саморазвивающаяся цепная реакция (рис. 2). В результате такой реакции мгновенно освобож­дается колоссальное количество атомной (внутриядерной) энергии и получается взрыв большой силы.