Охотники за частицами
Шрифт:
И вылет нейтрона здесь уже ничего не менял. Алюминий превратился в фосфор. Но ненадолго. Получившееся фосфорное ядро, уже спустя считанные минуты, само распадалось, выбрасывая позитрон и превращаясь при этом в ядро кремния.
Итак, алюминий превращался в фосфор. Но фосфор не обычный, а никому до тех пор не ведомый — радиоактивный. Шутка сказать! А проверить как-то надо.
Даже при сильном облучении алюминия альфа-частицами этого радиоактивного фосфора образовывалось одно ядро на миллиарды ядер алюминия. Да и к тому же ядра фосфора распадались очень быстро. Половина ядер фосфора терялась уже за три минуты.
Как быть?
Придуманный ими метод анализа оказался не только весьма остроумным, но и весьма долговечным. Он без особых изменений используется и поныне. Это метод «носителя».
В химическом отношении радиоактивный и обыкновенный фосфор ничем практически не отличаются. Но если к алюминию добавить обыкновенный фосфор, а затем выделить его, то фосфор уведет с собой и часть атомов радиоактивного фосфора. Отделить обычные от радиоактивных атомов, конечно, не удастся, да это и не нужно. Если к такой смеси поднести счетчик Гейгера, то он защелкает.
Если же в облученном веществе окажется радиоактивным не фосфор, а какой-то другой элемент, то сколько ни добавляй к веществу и ни выводи из него фосфор, он не поведет за собой ни одного радиоактивного атома.
Счетчик, поднесенный к смеси, которую выделили супруги Жолио-Кюри, защелкал. Это была победа, полная и ошеломляющая.
Через несколько дней после доклада в Париже супруги Жолио-Кюри получили письмо от Резерфорда. Великий ученый горячо поздравлял своих молодых последователей. Он писал: «Вы открыли то, что я искал в течение всей своей научной жизни!»
Германия, Франция, Англия, снова Франция… Затем наступает очередь Италии.
Сенсационное сообщение супругов Жолио-Кюри с быстротой степного пожара облетает весь мир. В Советском Союзе, Соединенных Штатах Америки, Англии, Италии возбужденные ученые бомбардируют ядра альфа-частицами, протонами, разогнанными до высоких скоростей в первых ускорителях, получают нейтроны и с ними новые радиоактивные элементы. Список этих элементов растет с устрашающей быстротой. К началу сороковых годов их насчитывается уже несколько сотен, и этому списку конца не видно…
Тем временем к исследованию искусственной радиоактивности приступил молодой итальянский физик Энрико Ферми. В таком захолустном, с точки зрения физики, городе, каким в начале тридцатых годов был Рим, это оказалось совсем не просто. В распоряжении Ферми не было ни радиоактивных источников, ни счетчиков и прочей электронной аппаратуры. Ни, наконец, даже достаточно чистых химических элементов, которые надо было облучать нейтронами.
Но в его распоряжении была умнейшая голова, которая уже успела доказать свои способности, и не меньшее по своей силе чутье экспериментатора, которому еще предстояло раскрыться в полной мере. И, может быть, Ферми никогда бы не занялся нейтронами, если бы не разочарование…
За год до описываемого времени Ферми разработал теорию, в которой пытался объяснить испускание бета-частиц радиоактивными ядрами. Вас не насторожило упоминание о том, что ядра фосфора испускают позитроны? Собственно
Как же они испускают то, чего в них нет и не может быть? Над этими и другими удивительными вопросами долго ломал голову Ферми. И, независимо от него, уже известный нам швейцарец Паули. Обо всем этом нам предстоит еще особый разговор. Впоследствии замечательная теория Ферми блестяще подтвердится. А пока что широко известный английский журнал, куда Ферми послал свою статью, вернул ее обратно с вежливым ответом: «Материал не подходит для журнала».
И Ферми обратился от разочаровавшей его теоретической деятельности к подававшей надежды экспериментальной. Охоте за нейтронами предшествовала настоящая охота за нужным оборудованием. Ферми сам начал мастерить счетчики Гейгера, его друг и сотрудник Эмилио Сегре целыми днями мотался по Риму, обеспечивая «химическую базу» опытов. Ферми решил бомбардировать нейтронами подряд все 92 известных к тому времени химических элемента!
Наконец, маленькая группа, пополнившаяся еще тремя членами, могла приступить к опытам. Первым в списке был водород — и никакого эффекта! Сколько ни облучали водород, он не становился радиоактивным, не активировался, как говорят физики.
Затем пошли литий, бериллий, бор, углерод, азот. По-прежнему никакого результата. Кислород облучать нейтронами не имело смысла; то, что он не активируется, Ферми уже знал: первый опыт был проведен с водородом в воде. Группа начала уже было колебаться: не прекратить ли опыты? И только невероятное упорство Ферми заставляло продолжать их работать.
Это упорство было вознаграждено. Первый же за кислородом элемент фтор обнаружил сильную радиоактивность. Радиоактивными становились и следующие за фтором элементы. Теперь дело пошло быстрее.
Полученные радиоактивные атомы отделялись от основного вещества тем самым методом, который использовали супруги Жолио-Кюри. А после этого обычный химический анализ позволял определить, какому химическому элементу принадлежат выделенные атомы.
В общем, оказывалось, что заряд ядер при бомбардировке их нейтронами повышается на единицу и соответствующий химический элемент сдвигается на одну клеточку вправо в периодической системе элементов. Так дошли до урана. И сообщение, появившееся в итальянском научном журнале «Ричерка шентифика» («Научные исследования»), известило мир о том, что впервые получен химический элемент, не существующий в природе под номером 93.
Ферми описал это открытие с присущей ему осторожностью. Но, что ни говори, оно было сенсационным. Фашистское правительство Муссолини, весьма и весьма нуждавшееся в повышении своего пошатнувшегося престижа, конечно, немедленно ухватилось за это открытие. За границей пишут, что в Италии наука в годы режима Муссолини предана забвению. Так вот вам, пожалуйста, открытие Ферми, которое говорит о совершенно противоположном!
А зарубежные физики перенесли свое недоверие к тираническому режиму Муссолини на открытие Ферми, о котором звонила в колокола итальянская печать. Элемент 93 то открывался, то снова закрывался, пока, наконец, пять лет спустя, его существование не было окончательно подтверждено двумя крупнейшими немецкими учеными Луизой Майтнер и Отто Ганом.