* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

1071 ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ 1072 б о м б а р д и р о в к е к о с м и ч . ч а с т и ц а м и — в основном п р о ­ тонами с э н е р г и е й в н е с к о л ь к о м и л л и а р д о в э л е к т р о н в о л ь т . И с с л е д у я р е з у л ь т а т ы о б л у ч е н и я к о с м и ч . тел на у с к о р и т е л я х , м о ж н о в ы я с н и т ь п р и ч и н ы в с е в о з м о ж ­ ных а н о м а л и й в и х и з о т о п н о м с о с т а в е , о т л и ч и й этого состава от «земного». А н а л о г и ч н ы е р а б о т ы п о и з у ч е ­ нию с п е к т р а п р о д у к т о в д е л е н и я п о м о г л и о б ъ я с н и т ь к о л е б а н и я изотопного с о с т а в а и н е р т н ы х г а з о в в у р а ­ новых минералах. Наконец, накопление и систематизация данных о ядерных реакциях при энергиях в десятки миллиар­ дов э л е к т р о н в о л ь т и в с е с т о р о н н е е и с п о л ь з о в а н и е этих и р а н е е п о л у ч е н н ы х сведений к о с м о х и м и и в а ж н ы и д л я построения теорий происхождения щ распростра­ ненности х и м и ч . э л е м е н т о в . 2. П о и с к и н о в ы х и з о т о п о в и н о в ы х э л е м е н т о в . И з о ­ билие продуктов многоканальных превращений сильно возбужденных ядер позволяет надеяться на обнару­ ж е н и е н о в ы х изотопов п р и я д е р н о - х и м и ч е с к и х и с ­ следованиях таких превращений. Действительно, и з у ч е н и е д е л е н и я т я ж е л ы х я д е р , а затем н а б л ю д е н и е я д е р н ы х п р е в р а щ е н и й на у с к о р и т е л я х в ы с о к и х э н е р ­ гий п р и в е л и к о т к р ы т и ю сотен н о в ы х р а д и о а к т и в н ы х изотопов. Н е с м о т р я на огромное ч и с л о у ж е и з в е с т н ы х и з о ­ топов (около 1800), и х «запас» д а л е к о не и с ч е р п а н . Имеющиеся в литературе оценки позволяют пред­ п о л о ж и т ь с у щ е с т в о в а н и е е щ е м н о г и х сотен п о к а н е и з ­ в е с т н ы х и з о т о п о в с недостатком и л и с и з б ы т к о м ней­ т р о н о в . О б н а р у ж е н и е и и з у ч е н и е свойств э т и х и з о т о ­ пов и у с т а н о в л е н и е г р а н и ц устойчивости а т о м н ы х я д е р п р е д с т а в л я е т с я одной и з в а ж н е й ш и х з а д а ч я д е р ­ ной ф и з и к и и Я . х . Особенно ответственной з а д а ч е й я в л я е т с я , к о н е ч н о , синтез н о в ы х т р а н с у р а н о в ы х э л е м е н т о в , п р и ч е м с точки з р е н и я Я . х. весьма в а ж н о не о г р а н и ч и в а т ь с я т о л ь к о физич. методами и х и д е н т и ф и к а ц и и , но п р о д е м о н с т р и ­ ровать и химич. свойства, существенные д л я правиль­ ного о п и с а н и я с т р у к т у р ы седьмого п е р и о д а п е р и о д и ч . системы элементов Д . И . Менделеева. И з у ж е синте­ з и р о в а н н ы х н о в ы х элементов в этом отношении н а и ­ б о л ь ш и й интерес п р е д с т а в л я е т элемент № 104 ( к у р чатовий) — химич. аналог гафния. Лит . - Г о л ь д а н с к и й В. И., Эффект Мессбауэра и его применения в химии, М., 1963; е г о ж е , Ядерная химия и перспективы ее развития, Вести. АН СССР, 1961, Kt 11; Новая химия, пер. с англ., ч. 1, М., 1959; Ф и л а т о в Э. С , Меха­ низм элементарного акта горячей реакции, Усп. химии, 1965, 34, вып. 9; Ядерная химия, под ред. В. И. Гольданского и А. К. Лаврухиной, М., 1965; F r i e d l a n d e r G . , K e n ­ n e d y J . W . , M i l l e r J . M . , Nuclear and radiochemistry, 2 ed., LN Y . ] , 1964; G r e e n J . , L e e J . , Posittronium chemistry, N. Y . — L . , 1964; Н е ф е д о в В. Д . [и д р . ] , Радиоактивные изотопы в химических исследованиях, М.—Л., 1965. В. И. Гольданский. Я Д Е Р Н А Я Э Н Е Р Г И Я (атомная энергия) — энер­ г и я , в ы д е л я ю щ а я с я в п р о ц е с с е п р е в р а щ е н и й атомных я д е р . И с т о ч н и к о м Я . э. я в л я е т с я в н у т р е н н я я э н е р г и я атомного я д р а , с в я з а н н а я с в з а и м о д е й с т в и е м и дви­ ж е н и е м протонов и н е й т р о н о в в н у т р и я д р а . Я . э. по своим м а с ш т а б а м в м и л л и о н ы р а з п р е в о с х о д и т э н е р ­ г и ю , в ы д е л я ю щ у ю с я п р и х и м и ч . п р е в р а щ е н и я х , что отражает огромную величину ядерных сил по срав­ нению с электромагнитным взаимодействием, к-рое и г р а е т основную р о л ь в а т о м а х и м о л е к у л а х . И з м е ­ н е н и е массы п о к о я я д е р (см. Дефект массы), с о п р о ­ вождающее их превращения, может достигать по по­ р я д к у в е л и ч и н ы 0 , 1 % , тогда к а к п е р е с т р о й к а в н е ш ­ них электронных оболочек, происходящая п р и химич. п р е в р а щ е н и я х , с о п р о в о ж д а е т с я изменением м а с с ы п о ­ к о я атомов и м о л е к у л н е более чем н а 1 0 ~ % . Способность я д е р к я д е р н ы м п р е в р а щ е н и я м опреде­ ляется их прочностью, характеризуемой э н е р г и е й с в я з и (см.. Ядро атомное). У д е л ь н а я энер­ г и я с в я з и , т. е. с р е д н я я э н е р г и я с в я з и , п р и х о д я ­ щ а я с я н а один н у к л о н я д р а , у б о л ь ш и н с т в а я д е р се­ 7 р е д и н ы п е р и о д и ч . системы э л е м е н т о в п р и м е р н о оди­ н а к о в а и с о с т а в л я е т о к . 8,6 Мэв. У р я д а л е г к и х ядер с р е д н я я э н е р г и я с в я з и о к а з ы в а е т с я с у щ е с т в е н н о мень­ ш е ( п р и б л . 1 Мэв у д е й т е р и я ) , а у т я ж е л ы х я д е р она у м е н ь ш а е т с я с ростом ч и с л а н у к л о н о в в я д р е и дости­ г а е т п р и м е р н о 7,5 Мэв д л я у р а н а . В с л е д с т в и е этого э н е р г е т и ч е с к и в ы г о д н ы р е а к ц и и с и н т е з а л е г к и х ядер и д е л е н и я т я ж е л ы х я д е р . Т а к , в р е а к ц и и синтеза я д е р г е л и я и з д е й т е р и я и т р и т и я : Ц -г-1Н ->- Не -г-п в ы д е л я е т с я э н е р г и я 17,6 Мэв, и л и 3,5 Мэв н а нуклон. Д е л е н и е я д е р у р а н а с о п р о в о ж д а е т с я в ы д е л е н и е м энер­ г и и о к . 200 Мэв, и л и п р и м е р н о 1 Мэв н а н у к л о н . Вы­ д е л е н и е Я . э. п р о и с х о д и т и п р и р а с п а д е радиоактив­ ных э л е м е н т о в . Е с т е с т в е н н а я р а д и о а к т и в н о с т ь , о т к р ы т а я в 1896 А. Б е к к е р е л е м , п р о д е м о н с т р и р о в а л а н а л и ч и е огром­ н ы х э н е р г е т и ч . р е с у р с о в , з а п а с е н н ы х в а т о м н ы х ядрах ( н а п р . , п р и п о л н о м п р е в р а щ е н и и 1 кг р а д и я выде­ л я е т с я о к . 3,5• 10 квт-ч э н е р г и и ) . О д н а к о м а л а я ско­ рость р а с п а д а (см. Радиоактивность) д е л а е т полезную мощность п р а к т и ч е с к и н и ч т о ж н о й . Б е т а - р а д и о а к т и в ­ н ы е элементы ( н а п р . , S r и Р г ) н а ш л и применение в а т о м н ы х б а т а р е я х — и с т о ч н и к а х элект­ рич. т о к а , в к о т о р ы х Я . э . п р е о б р а з у е т с я в электри­ чество. Ш и р о к о е и с п о л ь з о в а н и е Я . э . с т а л о в о з м о ж н ы м бла­ годаря открытию с а м о п о д д е р ж и в а ю щ и х ­ ся я д е р н ы х р е а к ц и й : цепных реакций д е л е н и я и термоядерных реакций с и н т е з а . П р и деле­ н и и я д е р т я ж е л ы х элементов п р о и с х о д и т испускание нейтронов п р о д у к т а м и р е а к ц и и . П о э т о м у п р и опре­ д е л е н н ы х у с л о в и я х р е а к ц и я д е л е н и я я д е р нейтронами, б л а г о д а р я у в е л и ч е н и ю п о л н о г о ч и с л а н е й т р о н о в в каж­ дом а к т е д е л е н и я , м о ж е т п р и о б р е с т и ц е п н о й х а р а к т е р , т. е. стать с а м о п о д д е р ж и в а ю щ е й с я . В настоящее в р е м я о с у щ е с т в л е н ы к а к н е у п р а в л я е м ы е ц е п н ы е реак­ ц и и в з р ы в н о г о типа ( а т о м н а я б о м б а ) , так и у п р а в л я е м ы е р е а к ц и и с р е г у л и р у е м ы м у р о в н е м выде­ ления энергии ( а т о м н ы е р е а к т о р ы ) . При д е л е н и и я д е р 1 кг у р а н а в ы д е л я е т с я о к . 2 • 10 квт-ч э н е р г и и , ч т о э к в и в а л е н т н о с ж и г а н и ю б о л е е 2,5 тысяч т в ы с о к о с о р т н о г о к а м е н н о г о у г л я . Я . э . , получаемая в ядерных цепных реакциях, и с п о л ь з у е т с я на атом­ н ы х э л е к т р о с т а н ц и я х , к о р а б л я х , п о д в о д н ы х лодках и т. п . З а п а с ы ядерного горючего н а З е м л е могут обе­ спечить с о в р е м е н н ы й у р о в е н ь п о т р е б л е н и я энергии на п р о т я ж е н и и н е с к о л ь к и х с т о л е т и й . Синтез ряда л е г к и х я д е р с о п р о в о ж д а е т с я б о л ь ш и м выделением э н е р г и и . П о э т о м у эти р е а к ц и и с и н т е з а , протекающие п р и с в е р х в ы с о к и х т е м п - р а х , т. е. т е р м о я д е р н ы е реак­ ц и и , б л а г о д а р я и х б о л ь ш о м у т е п л о в о м у эффекту мо­ г у т с т а т ь с а м о п о д д е р ж и в а ю щ и м и с я . Я . э . , выделяю­ щ а я с я п р и т е р м о я д е р н ы х р е а к ц и я х , и г р а е т огромную р о л ь в п р и р о д е , т . к . я в л я е т с я о с н о в н ы м источником э н е р г и и С о л н ц а и з в е з д . В н а с т о я щ е е в р е м я удалось осуществить только неуправляемые термоядерные р е а к ц и и в з р ы в н о г о типа ( в о д о р о д н а я б о м б а ) . В о м н о г и х с т р а н а х в е д у т с я и н т е н с и в н ы е (но пока безуспешные) п о и с к и п у т е й о с у щ е с т в л е н и я управляе­ мой т е р м о я д е р н о й р е а к ц и и . Это о б у с л о в л е н о тем, что в г и д р о с ф е р е З е м л и з а п а с е н о о к . 4 « 1 0 т дейтерия, к - р ы й м о ж е т я в и т ь с я основным т е р м о я д е р н ы м горю­ ч и м . И з в л е ч е н и е Я . э . , с о д е р ж а щ е й с я в дейтерии, обеспечило б ы п о л у ч е н и е 7 • 1 0 квт-ч э н е р г и и , т. е. н а в с е г д а с н я л о б ы с человечества з а б о т у о пополне­ н и и э н е р г е т и ч . ресурсов н а З е м л е . Т . о б р . , запасы Я . э. н а З е м л е п р а к т и ч е с к и н е и с ч е р п а е м ы . а 3 4 1 а 5 90 1 4 7 7 1 3 а4 С у щ е с т в у е т е щ е о д и н , с а м ы й м о щ н ы й , источник Я . э . — а н н и г и л я ц и я ч а с т и ц и а н т и ч а с т и ц (см. Элементарные частицы). В этом с л у ч а е изменение м а с с ы п о к о я б л и з к о к 100%, п о с к о л ь к у конечными п р о д у к т а м и любого процесса а н н и г и л я ц и и являются самые легкие из з а р я ж е н н ы х частнц — электроны, и