Физика на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям - читать онлайн книгу. Автор: Александр Никонов cтр.№ 21

Именно эти лучи нас и убивают. Они — самая главная опасность радиоактивности.

Гамма-лучи прошивают нас насквозь и разрушают наше тело, отчего человек умирает в страшных мучениях. Человечество даже придумало специальный значок, предупреждающий о радиации.

Внимание! Опасность радиации!

А что же другие виды радиации — бета и альфа?

Они неопасны или, точнее, малоопасны. Электроны и ядра гелия легко задерживаются листом бумаги, стеклом, да и просто слоем воздуха, так что укрыться от них не проблема. А вот гамма-лучи… Упаси нас боже попасть под гамма-излучение! Это реальный жесткач! От них тоже можно укрыться, только для этого требуется толстый слой брони или подземные бункеры. И что самое неприятное, человек во время облучения вообще ничего не чувствует. В окружающей нас природе нет таких мощных потоков гамма-лучей, какие научилось получать человечество искусственно, поэтому эволюция и не предусмотрела для животного мира никакой сигнальной системы о подобной опасности. От огня мы чувствуем боль, а вот излучение убивает неощутимо.

Люди взрослые прекрасно знают о лучевой болезни. Ваши мама и папа, быть может, изучали в школе плакаты о поражающем действии радиации во время атомной войны. Поэтому у взрослых людей страх перед радиацией весьма велик. Но они плохо помнят школьный курс и не знают, что радиация бывает разная. Опасно гамма-излучение. А вот, например, бета-излучение даже применяется в наручных часах — для подсветки стрелок и циферок ночью. Выглядит это свечение довольно красиво. Во всяком случае я бы на вашем месте серьезно задумался о том, чтобы попросить у родителей приобрести для вас такие часы. Правда, стоят они довольно дорого, но зато вещь отличная!

А стоят они дорого, потому что для подсветки используется тритий — сверхтяжелый водород, то есть водород-3, в атомном ядре которого не только одинокий протон, но и два нейтрона. Бывает еще дейтерий — просто тяжелый водород (протон и один нейтрон), но в часах с подсветкой используется именно тритий. Вещество это очень редкое и потому дорогое. 1 грамм трития стоит 30 тысяч долларов. В часах используют ничтожные доли миллиграмма этого вещества. Тритием наполняют стеклянную микроампулу, стенки которой изнутри покрыты люминофором — веществом, которое может светиться при облучении электронами. Эти микроампулы наклеивают на стрелки и цифры часов.

Что же происходит дальше?

Тритий радиоактивен. То есть этот изотоп нестабилен, он распадается. Формула распада написана ниже, она проста и понятна любому умному ребенку.

₁Н³ = ₂Не³ + е^- + ν

Слева тритий, обозначенный значком водорода из таблицы Менделеева (Н), он имеет один протон и атомную массу в три нуклона. После распада получается нейтрино (ν), электрон (е) и изотоп гелия — гелий-3, то есть второй химический элемент в таблице Менделеева. В нем, как видите, два протона и один нейтрон.

Электрончики, которые выстреливаются в момент распада, бомбардируют люминофор, вызывая его свечение. Светится слой люминофора круглосуточно, просто днем это свечение незаметно, а ночью очень даже! И светиться он будет годами, потому что период полураспада трития 12 лет. То есть через 12 лет светимость часов упадет вдвое. А сколько вам будет через 12 лет, друг мой юный? Страшно представить! Столько не живут, как говорится…

В общем, выдвинув родителям требование о часах с тритием, нужно провести среди них разъяснительную работу, объяснив:

— Ничего опасного в таких часах нет, это же бета-распад, то есть электронное излучение, а оно, как вам должно быть известно из школьного курса физики, задерживается чем угодно — листом бумаги, стеклом, а также быстро гасится в воздухе.

После чего необходимо рассказать о периоде полураспада трития и уйти в свою комнату, оставив маму или папу с открытыми ртами на кухне. Пусть придут в себя и хорошенечко подумают, не стоит ли и вправду купить такому умному ребенку часы с тритием? Подумаешь, половина зарплаты…

Каждый ребенок мечтает взорвать или сжечь школу. Потому что душа ребенка жаждет справедливости и взывает к отмщению.

А можно ли, вооружившись знаниями, изготовить дома небольшую атомную бомбу, чтобы окончательно решить школьный вопрос?

Вообще, проблема применения накопленных знаний в целях разрушения встает перед человечеством каждый раз, когда оно овладевает какой-то новой энергией. Овладели огнем — придумали, как использовать его в военном деле. Изобрели порох, стали воевать с его помощью. Изобрели аэропланы — начали на них воевать. Ну и, разумеется, когда в начале ХХ века люди открыли феномен радиоактивности и поняли, что перед ними источник энергии необычайной силы, тут же встал вопрос: а как его применить для убийства других людей? Ведь энергия распада атомных ядер огромна, и Эйнштейн вовсе не зря сравнивал ее с овладением огнем. Только Эйнштейн мечтал об атомных электростанциях, а военные — об оружии.

«А нельзя ли сделать атомную бомбу на основе явления распада?» — задумался в свое время Гитлер. Точнее, не сам Гитлер, конечно, он-то в физике не разбирался и вообще имел довольно специфические представления о реальности. Задумались немецкие физики. Им было о чем подумать…

Мария и Пьер Кюри работали над проблемой распада вещества еще до Первой мировой войны, которая прокатилась по Европе тяжелым бульдозером. Германия ту войну проиграла. В результате в Германии пришел к власти Гитлер, и через двадцать лет после Первой мировой началась Вторая мировая война. Но физики, принявшие у супругов Кюри эстафету исследований, не обращая внимания на политические бури и войны, увлеченно продолжали работу. И вот всего за год до начала Второй мировой войны немецкие физики обнаружили одно чертовски интересное явление.

Оказалось, что если в ядро изотопа урана-235 попадает случайный нейтрон, ядро может развалиться. Оно ведет себя, как капля жидкости — в эту «жидкость» ударяет прилетевший нейтрон, от удара «капля» деформируется, из круглой становясь продолговатой, то есть ее края разъезжаются. И в этот миг расстояние между протонами на дальних краях начинает превышать радиус действия ядерных сил, то есть того самого сильного взаимодействия, которое и держит нуклоны в ядре. Оно ведь очень короткодействующее! И тогда силы электростатического отталкивания между дальними протонами расталкивают куски ядра с огромной скоростью. Ядро урана разваливается на две части — барий и криптон (найдите эти вещества в таблице Менделеева). При этом еще получается уйма энергии в виде гамма-излучения и парочка лишних свободных нейтронов.

Распад урана под воздействием случайного протона