Только для мира

1961 год

Промышленный эксперимент

1961 год — третий год семилетки. Вся наша необъятная страна в лесах новостроек. Советский народ под руководством партии строит коммунизм. Но коммунистическое общество немыслимо без изобилия энергии. «Коммунизм — это есть советская власть плюс электрификация всей страны»,— говорил В. И. Ленин. Поэтому, выполняя заветы великого Ленина, наша партия уделяет чрезвычайно большое внимание энергетике, рассматривает ее как основу основ народного хозяйства, как основной стержень всего коммунистического строительства.

Рассказывая о первой в мире атомной электростанции, мы уже говорили о том, какую основную задачу должны выполнять советские специалисты по ядерной энергетике. А задача такая: хорошо подготовиться к тому времени, когда ядерная энергетика должна будет взять на себя обеспечение значительной доли потребности страны в электроэнергии. Задача чрезвычайно важная и ответственная, и она требует, чтобы к этому времени (а это время не за горами) советский народ имел в своем распоряжении экономичные и надежные атомные электростанции, на которые можно было бы положиться.

Именно эта задача — по выявлению наилучших типов реакторов путем их постройки и сравнительной эксплуатации в промышленном масштабе — и выполняется сейчас в Советском Союзе. И называется эта задача — полномасштабный промышленный эксперимент. Но почему мы говорим о типах реакторов? И что определяет тип реактора?

Почему так много?

Мы уже знаем устройство реактора первой в мире атомной электростанции. Успешная работа ее позволила приступить к сооружению на Урале гораздо более мощной атомной электростанции, основанной на типе реактора, в котором замедлителем нейтронов служит графит, теплоносителем — вода под давлением, горючим — обогащенный уран. Строительство этой станции заканчивается.

Совсем иной тип реактора используется в другой, не менее мощной атомной электростанции, сооружаемой под Воронежем. Здесь реактор так называемого водо-водяного типа, т. е. замедлителем нейтронов и одновременно теплоносителем служит вода под давлением. Такой тип реактора установлен на ледоколе «Ленин».

В США работает небольшая атомная электростанция, в реакторе которой замедлителем служит графит, а теплоносителем — расплавленный металл (натрий).

В Англии широкое распространение получили реакторы с графитовым замедлителем и теплоносителем в виде углекислого газа под давлением.

Примеров разнообразного применения видов теплоносителя, замедлителя, горючего, способов его размещения и прочих характеристик реактора можно привести множество.

Почему же такое разнообразие?

Составим несложную таблицу, в которой перечислим виды ядерного горючего, используемого в реакторах, замедлителя, теплоносителя, энергии нейтронов, под действием которых делятся ядра атомов урана, и способы размещения горючего (см. стр. 198).

Пользуясь алгебраическими правилами, можно было бы легко подсчитать число возможных комбинаций из перечисленных в таблице характеристик реакторов. Столько, казалось бы, должно быть и типов реакторов. На самом деле это не так. Некоторые комбинации невозможно осуществить, поскольку входящие в них характеристики взаимно исключают друг друга. Например, в реакторе, работаю щем на быстрых нейтронах, не нужен замедлитель нейтронов, а вода в таком реакторе не может быть использована в качестве теплоносителя, так как она замедляет нейтроны. В таком реакторе замедлителем могут быть только расплавленные металлы (натрий, калий, ртуть), так как они плохо замедляют нейтроны.

Однако даже если исключить из алгебраически возможного числа комбинаций число комбинаций, невозможных по физическим причинам, то и тогда число возможных типов реакторов будет довольно велико — от двух до трех десятков. И, к сожалению, об экономичности и надежности в работе большинства из них нельзя судить до тех пор, пока они не будут построены и испытаны. Кроме того, в разных странах у ученых существуют свои взгляды на перспективность того или иного реактора. Поэтому и наблюдается в настоящее время такое большое разнообразие в типах реакторов.

Время покажет, какие из типов реакторов окажутся наиболее жизнеспособными. Тогда на них и будут ориентироваться при широком развитии ядерной энергетики.

Заманчивая цель

Вспомним принципиальную схему современной атомной электростанции. В ядер ном реакторе в результате цепной реакции выделяется тепло. Это тепло отводится теплоносителем от реактора и в турбине превращается в механическую энергию ротора турбины. Ротор турбины вращает ротор генератора, который и вырабатывает электрический ток.

Три вида электростанций — гидростанция, атомная и тепловая.

Все-таки это сложно. Много промежуточных ступеней превращения энергии: атомная в тепловую, тепловая в механическую, механическая в электрическую.

А нельзя ли проще? Прямо из атомной энергии получить электрическую? Тогда не будет громоздких и сложных агрегатов, дорогостоящего оборудования. Из реактора будут прямо идти провода. Вот так:

Просто, не правда ли? И такая принципиальная возможность непосредственного превращения атомной энергии в электрическую имеется.

Например, установлено, что некоторые химические соединения урана, как карбид урана, при нагревании начинают испускать электроны. Но ведь уран является ядерным горючим, и если в нем протекает цепная реакция, он сильно нагревается. Таким образом, если карбид урана поместить в электрически изолированную металлическую капсулу с откачанным из нее воздухом, а также капсулу расположить в реакторе, то испускаемые нагревающимся карбидом урана электроны будут собираться металлической капсулой. Если соединить карбид урана (катод) и стенки капсулы (анод) внешней электрической цепью, то в ней появится электрический ток. Вот и все.

Конечно, осуществить такое превращение чрезвычайно трудно, но все-таки легче, чем осуществить управляемую термоядерную реакцию. Этому способу получения электроэнергии учеными уделяется сейчас большое внимание. Проведены уже первые обнадеживающие опыты. Имеются и другие способы непосредственного преобразования атомной энергии в электрическую. И надо думать, что создание атомных электростанций, работающих по такому принципу, явится делом недалекого будущего.

Все дальше в глубь атома

В марте 1961 г. произошло одно очень знаменательное событие: исполнилось пять лет работы Объединенного института ядерных исследований.

В небольшом подмосковном городке Дубне расположился этот крупнейший научный ядерно-физический центр. Там среди сосен векового леса высятся здания лабораторий и уникальных установок, уютные коттеджи и жилые дома ученых. Здесь живет и работает значительный отряд выдающихся ученых-физиков всего мира. В прекрасно оборудованных лабораториях рука об руку трудятся ученые стран демократического лагеря.

Задачи, стоящие перед институтом, сложны и многообразны. Но основной девиз работ института — дальше в глубь атома! Центр тяжести научной работы института сосредоточен на изучении элементарных частиц и физических процессов, происходящих с элементарными частицами высоких энергий. Сейчас это передний фронт исследований тайн атома.

Ученым института приходится иметь дело с совершенно новыми явлениями и закономерностями и с необычайно малыми масштабами измерений. Невообразимо мал атом. А ученым приходится иметь дело с размерами в сто тысяч раз меньшими! Сколько же ухищрений, изобретательности и скрупулезной точности требуется при проведении подобных измерений.

Чрезвычайно интересна работа института по получению новых элементов. Мы знаем, что в природе 92 элемента. Последний в таблице элементов Менделеева—уран. Мы рассказывали уже о том, что задачу получить искусственно элементы, имеющие больший атомный номер, чем уран, ставил перед собой Энрико Ферми. Правда, тогда он не добился этого и его работы привели к неожиданному открытию деления ядер урана и в конечном итоге к практическому использованию атомной энергии. Но в дальнейшем физики добились своего. Они получили новые, не встречающиеся в природе элементы, так называемые трансурановые элементы. Для того чтобы увеличить атомный номер элемента, нужно «вогнать» в ядро атома этого элемента нуклоны. Этот метод является основным в получении трансурановых элементов. Получены следующие элементы: 93-й — нептуний, 94-й — плутоний, 95-й — америций, 96-й — кюрий, 97-й — берклий, 98-й — калифорний, 99-й — эйнштейний, 100-й— фермий, 101-й — менделевий.

Чем больше атомный номер элемента, тем труднее его получать, потому что все эти элементы радиоактивные и чрезвычайно быстро распадаются. Например, элемент менделевий «живет» всего лишь несколько часов, и за это время нужно определить его физические и химические свойства. Задача трудная.

Но еще труднее получить 102-й элемент, который пока не имеет названия. Большая группа ученых Объединенного института ядерных исследований, возглавляемая членом- корреспондентом АН СССР Г. Н. Флёровым, в 1957 г. получила один из изотопов этого элемента. Несколько позднее в США было опубликовано сообщение о получении другого изотопа этого элемента. Хотя имеющиеся данные о получении этого «ускользающего» от наблюдений элемента требуют уточнений, можно считать, что десятый искусственный элемент создан!

Примеров захватывающе интересных работ Объединенного института можно привести много. И все эти работы преследуют одну цель — проникнуть в тайны атомного ядра, увеличить власть человека над природой.

Только для мира

Итак, наша книга заканчивается. Но биография атома, конечно, не кончилась. Эстафета открытий продолжается. «Раскованный Прометей науки», как назвал атомную энергию французский физик Поль Ланжевен, друг и учитель Жолио-Кюри, теперь уже служит человеку. Труд одиночек- ученых, скромных и преданных энтузиастов науки, постепенно сменился трудом больших коллективов специалистов. Атомная энергия стала настолько широкой отраслью знаний, настолько большое место она заняла в жизни человечества, что для решения связанных с ней задач требуется труд многих и многих людей.

А эти задачи ширятся и растут. Но теперь уже на «дорожке исследований» уверенно лидируют советские ученые. И можно не сомневаться — ими будет вписана не одна блестящая страница в биографию атома.

Не будем гадать, какие новые даты появятся в календаре атомных открытий. Может быть, это будет дата пуска первой термоядерной электростанции или дата первого полета атомной ракеты. Может быть, это будут даты новых удивительных открытий тайн микромира, которые приведут к окончательной победе человека над природой. Но эта победа будет тем быстрее, чем быстрее человечество забудет слова «военный атом». Поэтому вместе с советским народом все передовое и прогрессивное человечество решительно требует:

Атом только для мира!

Содержание

Почему мы так говорим? 3

Однажды в доисторическое время 6

V век до нашей эры

Атом получает имя 7

Он так считал... и был прав 9

Средние века

Шаг назад 12

Помогли ли заклинания? 14

XVIIвек

Пришлось выдумать флогистон 17

Что легче невесомого? 18

XVIIIвек

У истоков русской науки 20

Все ближе к истине 22

1802 год

Учитель математики 24

Правильный вывод 25

Но все-таки он ошибался 26

В чем же дело? —

1869 год. 6 марта

Был или не был порядок? 28

Мартовская сенсация 29

Можно ли случайно сделатьвеликое открытие? —

Первые результаты 31

Мысли Менделеева о структуреатома 33

На пороге XX века

Подведем итог 34

1895 год. 28 декабря

Сообщение Рентгена 35

Лучший экспериментатор вГермании 36

Неизвестное «ничто» 37

Приоритет 38

...И практика 39

1890 год. Февраль

Что интереснее: строить мосты или изучать физику? 42

Ошибочное сообщение 43

Если бы не пасмурный день 44

Внутриатомный процесс 46

1897год. 29 апреля

Лондонское королевское общество аплодирует 47

Снова разрядная трубка 48

1898год. Июль. Декабрь

Докторская диссертация 51

Рождение всем известного термина 52

Излучающий незнакомец 54

Находка в заброшенном сарае 55

Первые данные о великой силе 57

1899год

Чего не заметил Беккерель 59

Первая разгадка тайны —

1900год

Вот так штука! 61

Если бы знали алхимики 62

1901год. 3 июля

«Радий я люблю, но сердит на него!» 63

«Его величество радий» 64

«Это противно духу науки...» 65

Трагический конец 67

Записная книжка —

1903 год

Пудинг с изюмом 69

1905 год. 30 сентября

Референт патентного бюро 72

Основная формула атомного века 75

Жизнь, достойная подражания 77

1909 год. Май

Заблуждение науки 82

Пророческие слова 83

1911 год

Что волновало ученых? 85

Важнейшая дата 86

Студент делает важное предположение —

Незадачливый преподаватель —

Ученик опровергает учителя 87

Планетарная модель 89

Загадка положительных зарядов 90

Тяжелый карлик 92

1919 год

Триумф Резерфорда 93

Учитель и ученики 94

1932 год

Почему была пауза? 97

Расчеты не сходятся 98

Первые предположения —

Странное поведение бериллия 99

Великое открытие

Теперь расчеты сошлись 100

1934 год. 15 января

Удивительный магазин 102

Почему не целые числа? 104

Радиоактивность можно создать! 105

Что случилось с алюминием? 106

Вот в чем дело —

Изотопный ассортимент 109

Невидимки-помощники 110

1939год

18 дней 114

Наблюдения «мальчуганов» —

Совершенно непонятно! 115

Ирен Жолио-Кюри права! 116

Догадка Лизы Мейтнер —

Фредерик Жолио-Кюри опережает Лизу Мейтнер 117

Это и есть атомная энергия 118

Но где взять нейтроны? 120

Природа помогает ученым —

1940год. Январь. Май

«ЖЭТФ» 122

Советская школа физиков —

Два условия 125

1940 год. Сентябрь

Как вызвать пожар? 128

На станции метро «Динамо» —

1942 год. 2 декабря

Опыт в бассейне с золотыми рыбками 132

Эмигранты 134

Историческое письмо 136

Манхеттенский проект —

Под трибунами чикагского стадиона 138

«Итальянский мореплаватель добрался до Нового Света...» 140

Как же он работает? 141

1945 год. 6 августа

Преступление свершилось 145

«Охотники за головами» 147

Тщетные усилия 149

Зачем они это сделали? 151

1946 год

В трудные годы 154

Первый в СССР и в Европе 156

Два финала 158

1950 год. 19 марта

Четыре фразы 160

Требование миллионов 162

1954 год. 27 июня

Начало атомной эры 164

А нужна ли она? 165

Четыре года творческих исканий 167

Значение первой в мире 173

1956 год. 25 апреля

Сенсация в Харуэлле 175

Ядерная и термоядерная энергия 176

Нужна спичка 178

Чудовищные требования 179

Снова разряд —

Солнце на Земле 181

1959 год. 12 сентября

Необычный корабль 184

Что лучше: атомное или обычное топливо? ....185

Они его создатели 187

Пройдемся по чудо-кораблю 188

Что же дальше? 194

1961 год

Промышленный эксперимент 196

Почему так много? 197

Заманчивая цель 198

Все дальше в глубь атома 201

Только для мира 203

Юрий Иванович Корякин

БИОГРАФИЯ АТОМА

Научный редактор В. Н. Артамкин Редактор А. Ф. Алябьев Художник М. К. Шевцов Худож. редактор А. С. Александров Техн. редактор С. М. Попова Корректоры Т. А. Галахова, М. В. Пословская

Сдано в набор 19/VII 1961 г. Подписано в печать 27/IX 1961 г. Бумага 84х 108/32> Физич. печ. л. 6,5. Привед. п. л. 10,66. Уч.-изд. л. 9,42. Заказ изд. 436. Тираж 60 000 экз. Т-08780. Цена 43 коп. Заказ тип. 1146 Госатомиздат, Москва, В-180, Старомонетный пер., 26а.

Московская типография № 5 Мосгорсовнархоза. Москва, Трехпрудный пер., 9.