Самый сокровенный секрет материи. Мария Кюри. Радиоактивность и элементы

Разговор о Марии Кюри — это разговор о радиоактивности, а говоря о ней, сложно не упомянуть ядерную энергию. Этот источник энергии имеет глубоко отрицательные ассоциации благодаря бомбам, сброшенным на Хиросиму и Нагасаки во время Второй мировой войны. Мария умерла до появления нацистов, определившего запуск Манхэттенского проекта, в рамках которого была изготовлена бомба, но этот проект не был бы возможен, если бы не были открыты атомы, высвобождающие энергию при своем распаде. Следовательно, косвенно Манхэттенский проект также можно считать ее наследием.

Мария Кюри была и остается образцом для подражания бессчетного количества молодых девушек во всем мире. Благодаря ее славе и исключительности история Кюри рассматривается со всех возможных точек зрения: от гиперфеминистки до мачистки, даже экофеминистки. Ее жизнь так подробно изучали, что даже нашли негативный подтекст в некоторых ее действиях, что вполне логично при попытках понять человека такого масштаба, недостижимого для большинства смертных. Несмотря на все домыслы начиная с 1940-х годов, когда книга Евы Кюри получила известность, огромное количество молодых людей во всем мире под влиянием образа легендарной Марии посвятило свою жизнь науке. Прошел почти век, но легенда о Марии Кюри не только не тускнеет, но даже становится ярче с годами. Так, в конце 2011 года в Нью-Йорке состоялась премьера театральной постановки, основанной на самом бурном периоде в ее жизни, связанном с выделением радия и отношениями с Ланжевеном. В названии пьесы Radiance: The Passion of Marie Curie отражены два момента из жизни Марии, которые показались актеру Алану Алде, автору текста и режиссеру пьесы, наиболее захватывающими: работа с радиацией и неиссякаемая любовь к жизни. Алан Алда признается, что влюблен в героиню, и рассказывает, что его захватил не только ее научный гений, но и неистощимое мужество, готовность бороться и брать от жизни лучшее, даже в самых враждебных ситуациях.

* * *  

ЯДЕРНОЕ ДЕЛЕНИЕ… И ОТКРЫЛИСЬ ВРАТА АДА

Мария Кюри и Эрнест Резерфорд не дожили до этого, но их ученики открыли ящик Пандоры: они высвободили ядерную энергию. Ключевым был вклад Лизы Мейтнер — еще одной женщины, очарованной физикой, которая однажды захотела работать в лаборатории Кюри.

Лиза работала в Берлине, в намного более враждебной к женщинам лаборатории, директор которой, Эмиль Фишер, даже запретил ей входить в здание с главного входа. С приходом к власти нацистов положение еще более ухудшилось, и в итоге Мейтнер пришлось укрыться в захудалой лаборатории в Стокгольме.

^{Распределение продуктов деления урана-235 с указанием вероятности того, что образуются легкие и тяжелые ядра.} 

Цепная реакция

Там она получила письмо от Отто Гана, коллеги по лаборатории в течение более чем 30 лет, который описал результаты недавнего эксперимента с бомбардировкой ядра урана медленными нейтронами и попросил помочь в их толковании. Лиза вместе со своим племянником Отто Фришем, также физиком, истолковала эксперимент Гана как деление, или разрыв, ядра урана. В процессе образовывались два более легких ядра, а часть массы превращалась в энергию. На основе этого открытия и был создан Манхэттенский проект. Лиза наотрез отказалась участвовать в нем и в любом другом проекте, целью которого было убийство людей, даже если речь шла о жизнях нацистов. Реакция деления, которую Лиза истолковала правильно, сделала возможным не только создание атомной бомбы, но и мирное использование ядерной энергии. Она получается на основе типичных реакций деления ядра урана-235, которые порождают два ядра среднего размера, но с различной массой, как, например, в двух следующих ситуациях, где полученные ядра — это стронций и ксенон в первом случае и криптон и барий — во втором:

Но это не единственные реакции, существует более 50 подобных реакций, при которых разрыв ядра урана порождает ядро с массовым числом 90+/-10 (первый максимум графика) и другое тяжелое ядро с массовым числом 140+/-10 (второй максимум графика). Во всех случаях, кроме того, отделяется два или три нейтрона и выделяется много энергии.

^{Процесс столкновения медленного нейтрона с радиоядром порождает нестабильное ядро, которое в конечном счете разрывается (реакция деления), порождая другие два ядра меньшей массы и три нейтрона. Реакция сопровождается большим выбросом энергии. Высвободившиеся электроны действуют как детонаторы новых процессов деления у соседних ядер, порождая цепную реакцию.}

* * *