из и к K A
ВЫСОКИХ З ЭНЕРГИЙ
8 августа в Женеве по решению IX сессии Генеральной Ассамблеи ООН открывается Международная конференция по использованию атомной энергии в мирных целях. В ее работе примут участие представители многих стран. Ниже публикуется статья, рассказывающая о новых достижениях физики атомного ядра.
С того дня, как мы узнали о пуске в СССР первой промышленной электростанции, работающей на атомной энергии, в этой бурно развивающейся области новой техники произошло много событий.
Помощь, которую Советский Союз обещал оказать государствам, стоящим за мир и демократию, приобрела конкретные очертания.
Дальнейшее развитие получили методы применения на производстве и в исследовательской работе радиоактивных изотопов, источником которых служат ядерные реакторы.
Но не только эти работы становятся достоянием научной общественности миролюбивых стран.
На страницах советских научных журналов в порядке свободного обмена исследовательским опытом все в большем количестве появляются сообщения о работе ученых, закладывающих основы дальнейшего прогресса техники ядерных преобразований. Недавно состоявшаяся сессия Академии наук СССР обобщила многие из этих работ. Известно, что сегодняшняя физика — это техника завтрашнего дня. Все грандиозные завоевания современной ядерной энергетики истоком своим имеют научные исследования, выполненные за последние годы в институтах многих стран.
Новые исследования, позволяя проникнуть в сокровенные тайны материи, подготовляют грядущие свершения, о которых сейчас мы можем лишь гадать. Но столь грандиозны и грозны в своем величии силы, уже ставшие достоянием людей, и столь велика наша уверенность в том, что разум человечества не допустит взаимного истребительного их применения, что мы безбоязненно открываем новое в науке всем взорам. Кладезь науки бездонен, и никогда не устанут люди черпать из него знания о природе, в частности о загадочных мирах, заключенных в недрах атома.
Широкое распространение этих новых знаний важная составная часть борьбы за мирное использование атомной энергии, инициатором которого неизменно выступает наша страна.
Ядерные силы
К числу центральных проблем современной ядерной физики ученые относят выяснение природы ядерных сил, то есть тех сил, которые удерживают вместе протоны и нейтроны — частицы, из которых, как известно, сложены
Олег ПИСАРЖЕВСКИЙ
атомные ядра. Здесь намечается теснейшая связь с исследованиями новых частиц вещества, которые мы называем «элементарными» до тех пор, пока не удастся обнаружить их действительную сложность.
Работы физиков в этих направлениях представляются многим чем-то вроде «полюса недоступности». Однако в самом сухом «охотнике за частицами» легко обнаружить заядлого мечтателя. И думается, что изрядной долей присущего им романтизма они обязаны именно своей профессии. Эти искатели бродят в той счастливой области, где, без преувеличения, каждый шаг чреват неожиданностями и новые открытия появляются в том изобилии, каким всегда сопровождается применение могучих технических средств к разработке целины. Ореол исключительности, которым они окружены, вероятно, обусловлен трудностью овыденного истолкования их исследований. Результаты этих исследований заключают в себе так много поистине чудесного и так плохо укладываются в рамки привычных нам школьных представлений, что подчас действительно внушают трепет. Но, быть может, мне удастся несколькими практическими примерами убедить читателя в том, что новая физика не представляет собой ничего непостижимого, хотя, несомненно, требует известного напряжения мысли даже для самого поверхностного осмотра ее находок...
Но нужны ли эти находки? Ведь мы уже извлекаем атомную энергию для мирных целей с помощью процессов деления ядер элемента урана, добываемого в недрах Земли. Необходимые для этого условия создаются в специальных атомных котлах.
Ведь подсчитано, что, если ежегодную добычу урана довести до 50 тысяч тонн, можно было бы сразу удвоить потребление энергии во всем мире. А это совсем не утопия, потому что такой цифрой измеряется мировая добыча вольфрама. Урана же в земной коре содержится больше, чем вольфрама.
Если бы к этому удалось добавить 100—150 тысяч тонн тория, из которого также можно приготовлять ядерное горючее для атомных котлов (а тория в земной коре содержится примерно в три раза больше, чем урана), то среднегодовая добыча энергии на каждого обитателя земного шара могла бы быть доведена до 200 тысяч киловатт-часов. Это то же самое, как если бы каждая семья получила в свое распоряжение электростанцию мощностью примерно в 50 киловатт.
Сами по себе реакции, в которые при этом вступают между собой атомные ядра, несложны. Они подробно описаны в многочисленных популярных и вполне доступных книгах.
Не мудрено, что у иного неискушенного человека может появиться сомнение: стоит ли идти дальше? Не лучше ли остановиться и разрабатывать эту богатейшую жилу? Так ли уж необходимы дальнейшие глубокие теоретические исследования ядерных сил? Ведь вот же, не зная их природы, физики и техники сумели снарядить отлично действующие атомные котлы... На пресс-конференции для представителей советской и иностранной печати профессор Бруно Понтекорво предложил рассказать о своих работах в области физики высоких энергий. Корреспондент Ассошиэйтед пресс досадливо отмахнулся от этого заманчивого предложения, заявив, что он вряд ли сможет понять подобные объяснения. Но наши читатели более любознательны и более терпеливы. Здесь мы попытаемся рассказать о перспективных работах в области ядерной физики.
Обращаясь к этим работам, нужно заметить, что порох тоже был выдуман еще до того, как ученые объяснили химические силы, действующие между атомами и объединяющие их в молекулы. Использование ряда других химических превращений, например, при выплавке металлов из руд, возникло из опыта также в достаточно давние времена. Но никто не станет сомневаться в том, что современные бесконечно разнообразные технические применения химии могли двинуться в жизнь только после того, как прожектор знания осветил строение атомов и молекул и их способность вступать в соединения между собой.
Ядерная физика переживает сейчас такую эру: практическое применение ядерной энергии уже налицо, хотя настоящей теории ядерных сил еще нет.
Рисунки Н. Гришина.
Что же ученые знают и что они хотят узнать о ядерных силах?
Вопрос о том, что представляют собой эти силы, возник немедленно после того, как было расшифровано внутреннее строение атомных ядер. С чем сравнивать эти силы? С силами тяготения, которые заставляют подброшенные предметы падать на Землю, осаждают песчинки во взбаламученной воде и помогают отстаиваться сливкам? Нет, на таких силах, как силы тяготения, не могла бы держаться прочнейшая конструкция атомного ядра. Может быть, эти силы сродни электрическим? Нет, о них вообще и речи не может быть. Ведь ядерным силам подвластны не только электрические заряженные частицы — протоны, но и нейтральные, которые именно поэтому и называются нейтронами. Электрические силы на них вообще не действуют.
Ядерные силы глубоко своеобразны. Электрические силы силы электрического притяжения, или силы тяготения,— проявляются на сравнительно большом расстоянии, медленно убывая. О ядерных же силах известно, что они являются, так сказать, «короткодействующими», что их действительная мощь проявляется только на очень малых расстояниях, а за пределами этих расстояний они исчезающе малы. Но чтобы изучить их взаимодействие на близких расстояниях, надо, чтобы частицы обладали достаточно большой энергией. Чем больше энергия частицы, тем на меньшем расстоянии «прощупывается» их взаимодействие.
И когда приходится работать, как выражаются физики, «против ядерных сил», разделяя сцементированные ими в ядре частицы, выясняется, что эти силы громадны.
Ядерный «клей»
Напрашивается образное сравнение: сближающиеся в атомном ядре частицы словно прихватываются невидимыми заклепками поразительной прочности.
Это уподобление, кстати сказать, вполне соответствует тому представлению о ядерных силах, которое было высказано в 1935 году в работе японского физика Юкава. Он предположил, что тя
5