6 января 1939 года учёные впервые сообщили об успешном ядерном делении. В журнале «Naturwissenschaft» Отто Ганн и Фритц Штраßман описали результат облучения урана нейтронами.
Пробовать раскалывать атомы было не ново. Уже в 1919 году Эрнест Резерфорд «разбил» первый атом, превратив азот в кислород, тем самым получив новый элемент. За последующие годы многие лаборатории мира продолжали эксперименты с трансмутацией элементов.
Почему считалось, что деление атома невозможно
Существовал устоявшийся принцип: при бомбардировке образуются лишь те элементы, масса которых почти не отличается от исходного. Учёные полагали, что ядро нельзя разрезать пополам, поэтому возможность высвобождения огромных энергий казалась недостижимой.
Первое реальное деление
Опытные исследователи – от Энрико Ферми в Риме до Лизе Мейтнер и Отто Ганна в Берлине – годы безуспешно искали объяснение этим противоречиям. В ноябре 1938 года Ганн обсудил с Нильсом Бором гипотезу о превращении урана в радий; Бору казалась разница в массе слишком велика.
В декабре того же года Ганн и Штраßман вновь облучили уран нейтронами в Кайзер-Вильгельм‑институте. Вместо ожидаемого радия они обнаружили барий – элемент, вдвое легче урана. Это и стало первым доказательством ядерного деления.
Лиза Мейтнер правильно интерпретировала событие
Через несколько дней Ганн написал своему бывшему коллеге Лизе Мейтнер, которая уже уехала из Германии. Вместе с племянником Отто Робертом Фришем они первой дали физическое объяснение процесса: уран распадается на более лёгкие ядра, освобождая энергию и несколько нейтронов.
6 января 1939 года результаты были опубликованы в статье «О выявлении и поведении щелочных земельных металлов, образующихся при облучении урана нейтронами». За открытие Ганн получил Нобелевскую премию по химии в 1944 году.
Ядерная энергия и ядерное оружие
Открытие ядерного деления ознаменовало начало эпохи атомной энергии. В отличие от естественной радиоактивности, деление позволяет запустить цепную реакцию: каждый распад высвобождает несколько нейтронов, способных вызвать новые распады, что приводит к быстрому росту энергии.
США активно развивали как мирные, так и военные приложения. 2 декабря 1942 года в Чикаго под руководством Энрико Ферми был запущен первый ядерный реактор – часть проекта «Манхэттен», целью которого было создание атомной бомбы. В 1945 году США впервые применили её в боевых действиях.
Гражданские реакторы
После войны атомная энергия нашла мирные применения – в медицине, промышленности и электроэнергетике. Однако авария на Чернобыльской АЭС в апреле 1986 года вновь поставила под вопрос безопасность гражданских реакторов, и дискуссии об их будущем продолжаются до сих пор.
Радиоактивность и ядерное деление
Радиоактивность присутствует в природе: космические лучи, земные горные породы и даже вулканические извержения. Термин «радиоактивность» описывает способность некоторых веществ спонтанно распадаться, испуская ионизирующее излучение. При искусственном возбуждении, например при облучении нейтронами, ядро может расколоться на более лёгкие ядра, высвобождая энергию и несколько нейтронов, способных вызвать новые распады. Такой процесс лежит в основе как ядерных электростанций, так и ядерного оружия.
