История развития атомной энергетики
ргии.
Немецкий физик В. Рентген (1845-1923) открыл в 1895 г. излучение,
названное им Х-лучами (впоследствии они получили название рентгеновских
лучей, или рентгеновского излучения). Он создал первые рентгеновские трубки
и сделал анализ некоторых свойств открытого им излучения. Это открытие и
последующие исследования сыграли важную роль в изучении строения атома,
структуры вещества.
Рентгеновское излучение нашло широкое применение в медицине, технике,
в различных областях науки.
24 февраля 1896 г. французский физик А. Беккерель (1852-1908) на
заседании Парижской Академии наук докладывал: «Фотографическую пластинку
Люмьера обертывают двумя листами очень плотной черной бумаги... На верхний
лист бумаги кладут какое-либо люминесцирующее вещество (бисульфат урана и
калия), а затем все это выставляется на несколько часов на солнце. При
проявлении фотопластинки на черном фоне появляется силуэт люминесцирующего
вещества». Позднее А. Беккерель убедился в том, что нет необходимости
выставлять фотопластинку на солнце, и более того, если урановое соединение
в течение многих месяцев находится в темноте, то процесс проявления все
равно происходит. При этом у физиков возник вопрос, откуда же черпается
энергия, хотя и очень небольшая, но непрерывно выделяющаяся из урановых
соединений в виде ионизирующего излучения?
Открытие радиоактивности урана Беккерелем невозможно переоценить, хотя
важность этого открытия поняли не сразу. В тот период физики были полностью
поглощены работами по изучению свойств рентгеновского излучения, и потому
высказывались предположения, что явление радиоактивности сродни
рентгеновскому излучению. Но рентгеновское излучение возникает при
электрическом разряде, происходящем в сильно разреженном газе, независимо
от природы газа, независимо от вещества, из которого сделаны электроды.
Радиоактивность же солей урана, обнаруженная Беккерелем, не требует
электрического напряжения - ни большого, ни малого. Не нужен и разреженный
газ. Рентгеновское излучение возникает только в присутствии электрического
разряда, излучение, открытое Беккерелем, – всегда, непрерывно, и его
излучает только уран.
Но только ли уран? Этот вопрос и был поставлен Марией Склодовской-
Кюри. Таким образом, был открыт новый этап исследований, который провели
супруги Кюри.
Мария Кюри воспользовалась наблюдением Беккереля, что под влиянием
излучения, испускаемого ураном, воздух становится проводником
электричества. Это упростило поиск веществ, которые испускают так
называемые беккерелевы лучи. М. Кюри натолкнулась на удивительный факт:
урановая смолка – руда, из которой добывают металлический уран, испускает
беккерелевы лучи с гораздо большей интенсивностью, чем чистый уран. В
результате супруги Кюри открыли два новых радиоактивных вещества, которые
они назвали полонием и радием.
Всем веществам, которые способны излучать лучи Беккереля, Мария Кюри
дала общее название – радиоактивные (что означает способные испускать
лучи).
С помощью метода сцинтилляций, камеры Вильсона, ионизационной камеры и
другой аппаратуры Марии и Пьеру Кюри, Резерфорду, Содди, Вилларду и другим
ученым либо независимо, либо совместно удалось обнаружить и изучить три
типа лучей Беккереля, испускаемых ураном. Каждый из них получил свое
название: альфа, бета, гамма. Альфа-лучами назвали те лучи, которые
магнитным полем отклоняются слабо и представляют собой поток положительно
заряженных частиц. Бета-лучами назвали лучи, которые магнитным полем
отклоняются сравнительно сильно и представляют собой поток электронов, т.
е. отрицательно заряженных частиц. Гамма-лучами назвали лучи, которые
магнитным полем не отклоняются вовсе.
Успехи физики XIX в. позволили существенно продвинуться в создании
целостной системы, объединяющей механику Ньютона и электродинамику
Максвелла и Лоренца. Теория электромагнитного поля, созданная Максвеллом,
вошла в историю науки наряду с такими фундаментальными обобщениями, как
ньютонова механика, квантовая механика. Процесс коренного преобразования
физики подготавливался научными открытиями конца XIX в., сделанными В.
Рентгеном (рентгеновские лучи, 1895 г.), А. Беккерелем (естественная
радиоактивность урана, 1896 г.), Дж. Томсоном (открытие электрона, 1897 г.,
первая модель строения атома), М. Склодовской-Кюри (радиоактивные элементы
– полоний и радий, 1898 г.), М. Планком (теория квантов, 1900 г.) и др.
Выполненные к началу XX в. работы химиков и физиков, теоретиков и
экспериментаторов, вплотную приблизили науку об атоме к проблеме
высвобождения ядерной энергии атома.
Атомистика первой половины XX в.
Исследования по радиоактивности стали проводиться в России почти сразу
после открытия Беккереля. Ученые И. И. Боргман (1900 г.) и А. П. Афанасьев
исследовали свойства радиоактивного излучения, в частности лечебные
свойства целебных грязей. В. К. Лебединский (1902 г.) и И. А. Леонтьев
(1903 г.) изучали влияние радиоактивности на искровые разряды и определили
одними из первых природу гамма-лучей. Н. А. Орлов исследовал действие радия
на металлы, парафин, легкоплавкие органические вещества. Кроме
Петербургского университета такого рода работы велись в Медицинской
академии, в университетах Новороссийска, Харькова и других городов. Важные
результаты в этой области были получены В. А. Бородовским, Г. Н. Антоновым,
Л. С. Коловрат-Червинским.
В. А. Бородовский, закончив физико-математический факультет Юрьевского
университета в 1902 г., работал с 1908 г. в Англии в лаборатории
Кенсингтона, а затем в лаборатории Кавендиша (Кембридж). Им написана работа
«Поглощение бета-лучей радия», он одним из первых установил наличие радия в
ферганской радиоактивной руде. Именно из нее в 1921 г. В. Г. Хлопин получил
отечественный препарат радия.
Г. Н. Антонов работал несколько лет в лаборатории Резерфорда. В 1911
г. он открыл уран V. Среди ученых были сомнения. Тогда Резерфорд по
рекомендации Содой передал Антонову 60 г ураннитрата, с помощью которого в
России Антонов доказал свою правоту. «Уран превращается одновременно в два
продукта, - докладывал Антонов на заседании Российского физико-химического
общества (РФХО), – в уран Х и в меньшем количестве в уран V».
Результаты работ Л. С. Коловрат-Червинского по радиоактивности имели
большое научное значение. С 1906 г. он в течение пяти лет работал в
лаборатории М. Кюри, провел эксперименты по исследованию бета-лучей и
составил «Таблицы констант радиоактивных веществ». Его работы нашли
отражение в монографии Марии Кюри и в книге Резерфорда «Радиоактивные
вещества и их излучение». Коловрат-Червинским было написано около 250
научных трудов. Он был одним из первых крупных ученых дореволюционной
России, который после Октябрьской революции развернул в нашей стране работы
по радиологии. Смерть в 1921 г. в возрасте 49 лет прервала его работу в
Государственном рентгенологическом и радиологическом институте.
В 1910 г. в Одессе была создана радиологическая лаборатория, в Томске
спустя некоторое время была организована аналогичная лаборатория.
После 1917 г. был создан Радиевый институт под руководством В. И.
Вернадского, заместителем которого стал В. Г. Хлопин. В послереволюционные
годы было создано радиевое производство на базе отечественных
месторождений.
Без участия в этих работах русских ученых-радиологов всех направлений
не было бы базы для создания отечественной радиевой промышленности и
развития советской радиологии, а в будущем советской атомной науки и
промышленности.
История высвобождения и использования внутриядерной энергии атома не
могла идти самостоятельным, каким-то отдельным путем, это история развития
многих наук, прежде всего физики и химии.
В открытии и высвобождении внутриядерной энергии атома приняли участие
ученые многих стран мира, разных национальностей и разнообразных профессий.
Этот невиданный ранее источник энергии, скрывающийся в недрах атома,
принадлежит всему человечеству.
В 1900 г. немецкий физик-теоретик М. Планк (1858-1947) ввел новую
универсальную постоянную, названную им элементарным квантом действия. Введя
понятие кванта энергии, он сформулировал квантовую гипотезу, положив тем
самым начало квантовой теории, или, коротко, атомизации действия. В первые
годы эта теория не имела «шумного успеха», пока ее не применил А. Эйнштейн
и не показал ее Незаменимость для понимания явлений, происходящих в
микромире.
В 1910-1914 гг. А. Эйнштейн (1879-1955) создал общую теорию
относительности, в которой сформулировал новый подход к проблеме
пространства и времени. Принцип относительности Эйнштейна – закон такой же
абсолютной силы и значения, как и закон сохранения энергии. Позже Эйнштейн
был вынужден эмигрировать из Германии и отказаться от немецкого
гражданства. Он уехал в 1932 г. из гитлеровской Германии, стал эмигрантом,
переселился в США и приступил к работе в Принстоне в Институте высших
исследований. Принимал участие в антивоенном движении, выступал против
фашизма.
Но фашизм наступал. Гитлеровская Германия в марте 1938 г. захватила
Австрию, в марте 1939 г. аннексировала Чехословакию.
Великобритания и Франция шли на уступки территориальным притязаниям
гитлеровско
| |  скачать работу |
История развития атомной энергетики |
