А-бомба

Человеку еще не удалось увидеть атомы: размеры их слишком ничтожны. Даже самые мощные микроскопы пока не могут помочь. Но ученые, развивая теорию и проверяя ее долголетними кропотливыми экспериментами, сумели многое узнать о мире атомов. Однако чем больше они узнают, тем больше появляется непознанного. Всегда кажется, что истина лежит за той гранью, которую преодолела самая гениальная человеческая мысль, преодолела с помощью сложных приборов, изготовленных руками людей. Сейчас об атомах известно достаточно для того, чтобы создать довольно ясную картину.

Появившееся еще в древности представление об атоме как о неделимой частице вещества, было опровергнуто в начале XX в. великими открытиями в области физики. Теперь известно, что и атом, эта мельчайшая частица материи, имеет сложную структуру.

В строении атома различают оболочку и ядро. Оболочка состоит из отрицательно заряженных, непрерывно движущихся легких частиц - электронов. Оболочка атома водорода - простейшего из атомов - состоит только из одного электрона. В оболочке атома урана 92 электрона. Чем выше порядковый номер элемента в периодической таблице Д. И. Менделеева, тем больше электронов в оболочке атома элемента. За последнее время искусственно созданы новые элементы, которые в периодической таблице Менделеева расположены за ураном так называемые трансурановые.

Электроны обращаются вокруг положительно заряженного ядра примерно так же, как планеты обращаются вокруг Солнца. Однако аналогию между солнечной системой и атомом не надо понимать чересчур буквально. Хорошо это выразил Валерий Брюсов:

Еще, быть может, каждый атом

Вселенная, где сто планет,

Где все, что здесь, - в объеме сжатом,

А также то, чего здесь нет.

Огромные внутриядерные силы сцепления делают вещество в атомном ядре необыкновенно плотным. Если попытаться определить удельный вес "ядерного вещества", то можно прийти к выводу, что 1 см3 этого вещества весит около 100 млн. т, т. е. приблизительно в 7 млрд. раз больше, чем 1 см3 ртути, и в 100 млрд. раз больше, чем 1 см3 воды.

Делим не только атом, но и атомное ядро. Ядро атома состоит из протонов, положительно заряженных частиц, и нейтронов - частиц, примерно равных протонам по массе, но не имеющих электрического заряда. В каждом атоме число Протонов внутри ядра равно числу электронов в оболочке.

Число нейтронов в ядрах атомов одного и того же химического элемента может быть неодинаковым. Разновидности химического элемента, различающиеся по числу нейтронов в ядре атома, называются изотопами этого элемента. Так, кроме обычного ядра атома водорода, представляющего собой один протон, встречаются ядра водорода, состоящие из протона и нейтрона. Водород, имеющий такое ядро (дейтерий), по своим химическим свойствам практически не отличается от обычного водорода, однако ядро его примерно вдвое тяжелее. Поэтому дейтерий называют тяжелым водородом. В воде и в других веществах, в состав которых входит водород, содержится около 0,02% тяжелого водорода. Известен и еще более тяжелый водород - тритий, ядро которого состоит из одного протона и двух нейтронов.

В США любят говорить, что атом - уроженец Америки. Но это не так.

На рубеже XIX и XX вв. расщеплением атома занимались главным образом европейские ученые. Английский ученый В. Томсон предложил модель, согласно которой атом Состоит из положительно заряженного вещества, внутри которого вкраплены электроны. По Томсону, атом напоминает пудинг с изюмом. Томсоновскую модель атома нельзя было проверить непосредственно, но в её пользу свидетельствовали некоторые аналогии.

Француз А. Беккерель открыл радиоактивность в 1896 г. Он показал, что все соединения урана радиоактивны, причем активность примерно пропорциональна количеству содержащегося в них урана.

Французы П. и М. Кюри открыли радиоактивный элемент радий в 1898 г. Они сообщили, что им удалось выделить из урановых отходов "вещество, содержащее... некоторый новый элемент, сообщающий ему свойство радиоактивности и очень близкий по своим химическим свойствам к барию".

Радиоактивность радия примерно в миллион раз больше радиоактивности урана. Без открытия радия большая часть последующих работ была бы невозможна и, быть может, по сей день мы продолжали бы поиски объяснения радиоактивности.

Англичанин Э. Резерфорд в 1902 г. разработал теорию радиоактивного распада, в 1911 г. открыл атомное ядро и в 1919 г. наблюдал искусственное превращение ядер.

А. Эйнштейн, живший до 1933 г. в Германии, в 1905 г. разработал принцип эквивалентности массы и энергии. Он связал воедино оба эти понятия и доказал, что определенному количеству материи соответствует определенное количество энергии.