Уильям Лоуренс - Люди и атомы

• Название: Люди и атомы
• Автор: Уильям Лоуренс
• Жанр: Прочая научная литература

Автор —физик, журналист и редактор по вопросам науки газеты «Нью-Йорк тайме» — Уильям Лоуренс рассказывает об открытии расщепления ядер урана, повествует о начале атомного века, описывает историю создания атомного оружия в США. Он останавливается и на перспективах мирного использования ядерной энергии.

Живо и интересно рассказывает Лоуренс о ядерно-физических исследованиях крупнейших ученых мира: итальянца Э. Ферми, датчанина Н. Бора, француженки И. Жолио-Кюри и других физиков, внесших значительный вклад в использование атомной энергии. Параллельно автор популярно излагает основные принципы экспериментальных физических исследований.

Книга интересна и полезна самому широкому кругу читателей.

---

Ирония заключается в том, что этот будущий великий потенциал, который человек сможет реализовать, только сохраняя мир со своими ближними соседями, является продуктом величайшей и самой разрушительной войны в истории. «Из идущего вышло ядомое и из сильного вышло сладкое»,— вот современное решение загадки Самсона.

Сами по себе 99,3% природного урана и все 100% природного тория не являются атомным топливом, но их можно превратить с помощью современной «алхимии» в высокоэффективное ядерное топливо, один килограмм которого содержит энергию, эквивалентную 3000 тонн угля, т. е. в отношении 3 000 000 : 1.

Бесполезная разновидность урана может быть превращена в плутоний, а «инертный» торий — в высокоактивный вид урана, известный как уран-233. Ни плутоний, ни уран-233 в природе не существуют. Оба превращения совершаются в ядерном реакторе, который выполняет эту функцию помимо своей роли энергетической установки. Еще более чудесно, что усовершенствованные модели ядерных реакторов, известные под названием реакторов-размножителей, возмещают топливо, которое сжигают, с процентами, при этом некоторые типы реакторов-размножителей производят до двух килограммов плутония на каждый сожженный килограмм.

Хотя атомная энергия не заменит угля, нефти или гидроэнергии в тех странах, где эти энергетические ресурсы имеются в большом количестве, она станет мощным источником энергии в тех странах, где обычных видов топлива недостаточно. Однако она найдет свое применение и в тех высокоразвитых странах, где обычные виды топлива слишком дороги, а также будет служить дополнительным источником энергии.

Огромные силы атома могут быть использованы для преобразования пустынь, т. е., образно выражаясь, могут увеличить поверхность Земли, превратив ныне необитаемые пустыни в цветущие сады. С помощью энергии атома можно обнаружить залежи полезных ископаемых, скрытые сейчас в недоступных-местах; кондиционировать воздух на обширных территориях тропических стран, полярных и субарктических земель, расширив таким образом жизненное пространство для все увеличивающегося населения земного шара.

Это не просто мечта современного Жюля Верна. Это реальность. Атомная революция уже началась; это видно из того, что наши ведущие компании вкладывают многие миллионы долларов в строительство атомных энергетических установок. Несколько таких установок уже работает у нас, в Англии и в Советском Союзе, и еще больше их строится. Атомные энергетические установки повели «Наутилус» — первую американскую подводную лодку с атомным двигателем,— а затем и «Скейт» в их исторические рейсы к Северному полюсу. Строятся огромные ядерные торговые корабли, а вслед за ними появятся самолеты с ядерными реакторами. Ядерные ракеты и космические корабли для полета на Луну и планеты, способные развивать скорость в полтора миллиона километров в час, могут стать реальностью в течение жизни одного поколения.

Так как у нас имеется изобилие обычных видов топлива и гидроресурсов, мы может использовать их для производства дешевой электроэнергии. Однако стоимость ядерной энергии постоянно снижается, и можно ожидать, что уже в следующем десятилетии, примерно в 1970 г., она будет успешно конкурировать с энергией обычных видов топлива.

Все говорит за то, что в течение следующей четверти века стоимость этого вида энергии станет настолько низкой, что лишь гидроэнергия — единственный вид энергии, который производится без расхода топлива,— сможет конкурировать с ядерной энергией.

Эта точка зрения была высказана Страуссом в 1954 г.

«Можно без преувеличения сказать,— заявил он,— что наши дети будут получать в дот настолько дешевое электричество, что его незачем будет измерять счетчиками. Они будут вспоминать о великих периодах голода в отдельных районах мира лишь как о далеком прошлом, будут свободно плавать по морям, под водой и летать по воздуху с минимальным риском и на больших скоростях и будут жить больше, чем мы, по мере того, как болезни будут отступать и человек поймет, что вызывает старость. Таков прогноз на век мира».

Означает ли это, что уголь и нефть станут бесполезными? Никоим образом. Например, каменноугольная смола — это неиссякаемый источник многих ценных веществ, таких, как нейлон, духи, пластмассы и целый ряд других важных химических соединений, в том числе сульфамидных препаратов, спасающих жизнь человеку. Аспирин также производится из каменноугольной смолы. А несмотря на изобилие атомного богатства и энергии, головная боль у человека останется. То же справедливо и в отношении производных нефти, в частности одного из основных ингредиентов синтетического каучука.

Какой бы дешевой ни стала атомная энергия, всегда будет нужен бензин, потому что массивные экраны, необходимые для защиты от излучения, делают ее применение в автомобилях непрактичным.

Кроме огромного количества энергии с помощью ядер- ных установок можно получать различные виды излучения, которые могут быть применены в целом ряде химических и промышленных процессов. Предполагают, что продукты деления, клинкеры атомной печи, могут произвести революцию в деле хранения и стерилизации пищи и лекарств. Исследования в этой области уже показали возможность сохранения свежими мяса, овощей и молочных продуктов с помощью облучения осколками деления атомов. Это может привести к большой экономии, сберечь от порчи огромное количество столь необходимых продуктов.

Применение атомной радиации для стерилизации лекарств также обещает ряд важных благ в области здравоохранения. Например, в процессе стерилизации высокими температурами снижаются сила и эффективность действия лекарств. С помощью же излучений стерилизацию можно осуществить при комнатной температуре.

Но излучения продуктов деления, как они ни важны сами по себе, представляют собой лишь небольшую часть благ, которые открывает радиация для будущего человечества. Ядерный реактор — это поистине философский камень, с помощью которого можно будет создавать по заказу новые радиоактивные элементы, каждый для определенной цели.

Эти искусственные радиоактивные элементы открывают практически неограниченные горизонты в отношении лечения и предупреждения болезней; они являютск как бы прожекторами, с помощью которых можно исследовать важнейшие процессы природы, в том числе основные процессы человеческого организма в здоровом состоянии и при болезни, в молодости и в старости.

Например, радиоактивный изотоп иода в силу его способности накапливаться в щитовидной железе применяют для обнаружения и лечения рака этой железы, при этом радиоактивный иод облучает только опухоль, не затрагивая здоровых тканей. Жизнь многих людей была продлена с помощью этого нового продукта «атомной печи».

В десятках научных учреждений ведутся исследования по разработке новых методов использования радиоактивных элементов для борьбы с раком других органов тела. Например, в Брукхэйвенской национальной лаборатории Комиссии по атомной энергии в Аптоне (штат Нью-Йорк) проводятся исследования по применению атомов радиоактивного бора в качестве управляемых снарядов против смертельного вида опухоли головного мозга.

В ядерном реакторе обычные элементы можно превращать в дешевые заменители радия, доступные для больниц. Один из них — радиоактивный кобальт, испускающий излучение в сотни раз более мощное, чем излучение радия. Этот «радий бедняка» оказался полезным при лечении раковых опухолей внутренних органов, которые слишком трудно лечить хирургическими средствами или обычными видами радиации.

Но самая заманчивая перспектива в использовании этих искусственных радиоэлементов открывается для исследования тайн природы и различных химических процессов, постоянно происходящих с огромными скоростями в растениях, животных и человеке, начиная с высших форм жизни и кончая самыми низкоорганизованными бактериями и вирусами.

Эти искусственные радиоэлементы могут служить разведчиками, если их вводить в растения вместе с удобрениями или в организм животных и людей вместе с пищей в качестве заменителей потребляемых элементов. Затем с помощью счетчиков Гейгера или других регистрирующих приборов определяют, где находятся радиоактивные вещества. Это впервые дало возможность точно определить механизм очень сложных процессов, происходящих в живом организме.

С помощью этого радиоактивного прожектора можно, например, узнать, какое удобрение и в каком количестве требуется данному растению на каждой стадии роста. Располагая такими данными, человек сможет выращивать богатые урожаи. Мы сможем обнаружить, какие отклонения в организме человека вызывают рак, повышение давления, сердечные заболевания, артрит, диабет и другие тяжелые болезни, и, таким образом, будем иметь возможность заранее устранить причины, вызывающие развитие этих заболеваний.