Открытие радиоактивности началось с того, что Анри Беккерель положил кусочек урановой руды на тщательно завёрнутую в чёрную бумагу фотопластинку. И с тех пор одним из самых распространённых методов ядерных частиц стал метод фотопластинок. Но эти пластинки, разумеется, резко отличаются от тех, к которым мы привыкли при обычном фотографировании. Советские учёные Л. В. Мысовский и Г. Б. Жданов создали методы использования фотоэмульсий в ядерной физике. Толщина этих эмульсий доходит до сотен микрон. Как же работает фотопластинка, каким образом она помогает фиксировать ядерные частицы?
При прохождении заряженной частицы через фотоэмульсию на её пути образуются ионы. Ионы служат центрами проявления - вокруг них откладывается металлическое серебро. При проявлении виден след пролетевшей частицы. Чем особенно хороша фотопластинка для изучения различных ядерных процессов? Тем, что в ней могут накапливаться следы большого числа частиц. Они не мешают друг другу. Но вот пластинка проявлена. По величине следа, по величине зёрен мы можем судить и о скорости и о заряде частиц. Кроме того, таким способом можно определять массу частиц.
Каждое новое открытие становится поводом для обсуждения: а нельзя ли приспособить его для измерительной техники?
Так произошло и с открытием нашего советского физика П. А. Черникова. Он обнаружил, что частицы, распространяющиеся в веществе со скоростью, большей скорости света в этой среде излучают. Свечение зависит от скорости, заряда и вещества, в котором она распространяется. Поэтому счётчик, предложенный Черниковым, превосходно измеряет скорости частиц. А ведь это самое трудное - правильно измерить скорость.
И вот, наконец, ещё одна установка - регистратор ядерных частиц - пузырьковая камера.Обычно в пузырьковых камерах используют сжиженные газы, эфир, пропан, бензин, и т.д. Есть камеры, работающие на жидком водороде и азоте. Эти газы находятся под большим давлением: иначе из них не получишь жидкости.
Что касается гамма лучей, тот с ними всё просто. Они выбивают из стенок любых счётных устройств электроны, которые регистрируются описанными выше способами. Нейтроны не обладают электрическим зарядом. Поэтому приборы, основанные на методах ионизации какого-нибудь рабочего вещества, для них не пригодны. Но зато нейтральные частицы весьма активно реагируют с рядом различных веществ. Атом, захватывающий нейтроны, может стать искусственно-радиоактивным. На этом и основан один из методов регистрации. На пути потока этих частиц ставят пластинку какого-нибудь вещества, особенно жадно поглощающего нейтроны. И потом, по количеству наведённой активности, судят о количестве захваченных нейтронов. Сталкиваясь с легкими ядрами, в частности с ядрами водорода, нейтроны могут так сильно ударить это ядро, что оно навсегда покинет свой атом и сделается свободным. Появится частица, на пути которой начнут образовываться ионы. Значит, наполнив водородом счётчик Гейгера, можно регистрировать нейтроны по ядрам отдачи - протонам. Некоторые лёгкие элементы (бор, литий), захватывая нейтроны, испускают альфа-частицы. Значит, наполняя счётчики борсодержащим газом, можно зарегистрировать нейтронное излучение.
Короче говоря, все описанные нами устройств годятся и для регистрации нейтронов. Надо только в рабочее вещество этих приборов ввести вещества, испускающие при захвате нейтронов какие-нибудь определённые частицы. Открытие Беккереля показало, что в глубине атома находятся запасы энергии. Заряженные частицы, вылетающие оттуда при радиоактивном распаде, несут энергию. Опыты Кокрофта и Уолтона открыли для человечества ещё один путь освобождения энергии, скрытой в атомных ядрах. Этот путь - ядерные реакции, взаимодействие ядер. Стало ясно, что ядерная энергия находится в скрытом состоянии в ядрах атомов различных элементов. Надо лишь научиться её оттуда получать.
Существует множество различных ядерных реакций. Некоторые из них сопровождаются поглощением энергии, другие, наоборот, выделением энергии. Одну из таких реакций - реакцию дезинтеграции (разбиения) лития - как раз и изучали Кокрофт и Уолтон. Таким образом, в целом ряде случаев можно освободить энергию, скрытую в недрах атомных ядер.
содержание
Начало цепной реакции