Главная страница
qrcode

Гладков К.А. Атом от А до Я (1974)_распознан. Заслуженный работник культуры рсфср кирилл Александрович гладков (1903 1973 гг.) известен советскому к зарубежному читателю как замечательный популяризатор науки и техники. Им написано более десяти книг


Скачать 78.95 Mb.
НазваниеЗаслуженный работник культуры рсфср кирилл Александрович гладков (1903 1973 гг.) известен советскому к зарубежному читателю как замечательный популяризатор науки и техники. Им написано более десяти книг
Дата10.09.2019
Размер78.95 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаГладков К.А. Атом от А до Я (1974)_распознан.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипКнига
#64819
страница7 из 16
Каталог
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   16

ЛЕГКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
ЛИТИЯ
ЛЕГКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ — условное название группы химических элементов от водорода до кислорода включительно, в ядрах атомов которых количество нейтронов не превышает число протонов.
ЛИТИЙ — химический элемент первой группы периодической системы Менделеева. Порядковый номер 3, атомная масса 6,94. Щелочной одновалентный, очень легкий металл с температурой плавления около С, серебристо-белого цвета, очень мягкий. Встречается в природе в составе многих минералов. При нагревании на воздухе загорается при С. Состоит из природной смеси устойчивых изотопова лития (7,52%) и лития (ИВ ядерной физике реакцию jLi + н —►
Не + Не -Ь энергия используют для получения альфа-частиц разных энергий. При облучении же лития нейтронами происходит реакция fb i +
q
T
i
—►
I
t -f- в результате которой получается радиоактивный изотоп сверхтяжелого водорода — тритий.
Гидрид лития LiH служит для получения водорода Но если в этом соединении обычный водород заменить дейтерием, то полученный дейтерид лития
LiD может служить в качестве ядерного взрывчатого вещества в водородной бомбе.
Л А ЗЕР. Преобразование любого вида энергии, в частности электрической, в энергию световых волн (электромагнитных колебаний) отличается крайне низким коэффициентом полезного действия. Даже у самых высокоэкономичных специальных осветительных ламп он едва достигает 3—5%, ау газосветных источников света 20—25%. При этом лучи света от каждой точки нагретого до высокой температуры тела распространяются вовсе стороны, их колебания складываются и вычитаются друг из друга — интерферируют, и даже если все эти лучи сконцентрировать при помощи зеркальных рефлекторов в параллельный луч, яркость луча, вследствие несовпадения электромагнитных колебаний (так называемой некогерентности волн, оказывается относительно слабой. Это и ограничивало долгое время возможности использования луча света для целей дальней оптической связи, ибо луч света даже от самого мощного прожектора распространяется лишь на 20—30 км.
Однако разработанная в последние годы техника усиления света путем стимулирования излучения и основанные на этом явлении устройства, так называемые лазеры, открыли захватывающие дух перспективы их применения буквально во всех областях современной науки и техники. Лазерные устройства излучают когерентный свет — свет, лучи которого могут распространяться на огромные расстояния. Атак Как эти устройства позволяют получать вспышки света, хотя и длящиеся миллионные и миллиардные доли секунды, но баснословно огромной мощности — до 8 млрд, вт в импульсе, — то такой строго параллельный и узконаправленный луч света может распространяться на поистине космические расстояния. Например, направленный на Луну луч, отразившись от ее поверхности, возвращается на Землю и может быть зафиксирован особо чувствительными приемни­
ками.
Сосредоточенный на очень малом объеме какого-либо вещества, лазерный луч способен мгновенно его расплавить — например прожечь отверстие в стальном изделии или ал­
мазе.
Основой прибора служит прозрачный стержень из материала типа рубина. Торцы стержня строго параллельны и хорошо отполированы. Эти плоскости отражают внутрь возбуждаемый определенным образом в кристалле света часть его пропускают наружу. Вокруг кристалла располагают очень мощный источник белого света. Вспышки света в нем получают с помощью разряда высоковольтного конденсатора большой емкости в лампу с ионизированным газом. Порожденный этими вспышками в кристалле луч красного света излучается через один из торцов в виде пучка строго
параллельных, когерентных лучей ив этом отношении аналогичен электромагнитной волне, излучаемой антенной ра­
диопередатчика.
Существуют также газовые лазеры, в которых специально подобранный газ, помещенный в трубке, заменяет кристалл рубина. Эту же роль могут выполнять и растворы некоторых химических веществ.
ЛАМБДА-ГИПЕРОН (Л) — короткоживущая нейтральная элементарная частица с массой, равной 2182 массам электрона, и временем жизни около 2,62 ЛО
- 1 0
сек.
ЛЕПТОНЫ — группа элементарных частиц, отличающихся слабым взаимодействием с другими элементарными частицами. В эту группу входят электроны, мю-мезоны и нейтрино двух видов (см. Взаимодействие част иц).

ЛИНЕЙНЫ Й УСКОРИТЕЛЬ — установка, предназначенная для ускорения заряженных частиц Отличается от других типов ускорителей тем, что разгоняемые в нем частицы движутся по прямой линии в отличие от кругового движения в циклических ускорителях.
Линейные ускорители бывают двух видов электростатические, в которых частицы ускоряются постоянным электрическим полем создаваемым высоковольтными генераторами постоянного напряжения сразу в один прием, и резонансные, в которых частицы разгоняются полем, создаваемым относительно слабыми последовательными импульсами переменного высокочастотного электрического поля (см Ускорит ели).

ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ заболевание, вызываемое внешним действием на организм ионизирующих альфа, бета, гамма-излучений или потока нейтронов, а также при попадании радиоактивных веществ внутрь организма (внутре- нее облучение) В первую очередь при этом страдают кроветворные органы, слизистые оболочки и железы внутренней секреции.
«ЛЮДМИЛА» — одна из самых больших в мире пузырьковых жидководородных камер для исследования частиц очень высоких энергий Построена в Объединенном институте ядерных исследований в г. Дубне при участии ученых социалистических стран для экспериментов с пучками частиц, получаемых от Серпуховского ускорителя
Камера длиной 2 м заполнена ожиженным водородом при температуре —247° Си весит совсем вспомогательным оборудованием около 100 иг, включая магнит весом 650 т создающий магнитное поле напряженностью 26 тыс. эрстед. Камера может сработать трижды в 1 сек Сложная установка
для автоматического фотографирования следов частиц и ядерных реакций состоит из четырех фотокамер, фиксирующих события в камере на разных уровнях. Камера вступила встрой января 1972 г. (см. Пузырьковая камера).
м
МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ (СИЛЬНЫЕ И СВЕРХСИЛЬНЫЕ МЕДЛЕННЫЕ (ТЕПЛОВЫЕ) НЕЙТРОНЫ
МЕЗОНЫ
МЕЧЕНЫЕ АТОМЫ
МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ (СИЛЬНЫЕ И СВЕРХСИЛЬНЫЕ. Увеличение энергии частиц, получаемых на современных ускорителях, связано с ростом площадей, занимаемых вакуумными каналами таких устройства установка и настройка каналов требует буквально астрономической точности. В ускорителях используются мощные магнитные поля, для получения которых строятся дорогостоящие сооружения. А темпы развития науки обгоняют темпы сооружения таких гигантов. Мощность Серпуховского ускорителя, разгоняющего частицы до энергии 70—76 млрд, эв, в ряде случаев уже не удовлетворяет пожеланиям ученых — требуются энергии уже в сотни и даже тысячи миллиардов электрон­
вольт. Ускоритель в г. Беркли (США, ускоряющий частицы до 6,2 млрд, эв, имеет диаметр 34 м ускоритель в г. Дубне на 10 млрд, эв — уже 60 лг, ускоритель
ЦЕРНа в г. Женеве — 200 м Диаметр Серпуховского гигантам Чтобы достичь энергии частиц в 1000 млрд, эва проекты таких сверхгигантов уже разрабатываются, диаметр его кольца должен быть порядка 10 км и, наконец, ускоритель на
300 тыс. млрд, эв должен был бы иметь 4 тыс. км в окружности. Поэтому ученые ищут новые пути и методы ускорения частиц (см. Встречные пучки Однако размеры обычных ускорителей можно значительно уменьшить, увеличивая напряженность магнитного поля. Чем мощнее поле, тем меньше диаметр ускорителя. При температуре, близкой к абсолютному нулю К, электрическое сопротивление некоторых металлов и сплавов исчезает, и они становятся сверхпроводниками (см. Сверхпроводимость Так как напряженность магнитного поля зависит от мощности тока, питающего обмотки электромагнитов, то уже сейчас можно конструировать электромагниты со сверхпроводящими обмотками (охлаждаемыми сжиженными газами — гелием, водородом и пр, создающими магнитные поля напряженностью от 60 до 100 тыс. э, а в ряде случаев (при ударных или взрывных нагрузках) ив миллионы эрстед. Это, в свою очередь, дает возможность в 5—10 и более раз уменьшить диаметр и размеры ускорите­
лей.
М ЕДЛЕН Н Ы Е ТЕПЛОВЫЕ) НЕЙТРОНЫ- Так называют нейтроны, кинетическая энергия д ви -ИЛ жения которых сравнима с тепловой энергией молекул окружающего вещества при комнатной температуре (С, что соответствует энергии 0,03 эв.
Благодаря способности легко делить ядра атомов урана и плутония, тепловые нейтроны играют основную роль в процессе возбуждения и развития цепной ядерной реакции деления, осуществляемой в ядерных реакторах (см. Управляемая цепная реакция деления).
Медленные нейтроны получают искусственным путем в результате многократных упругих столкновений с ядрами атомов, масса которых близка к массе самих нейтронов, например, с ядрами атомов водорода, гелия, дейтерия, углерода, очень мало или совсем не поглощающих нейтроны. При каждом таком столкновении нейтрон отдает атому этого вещества часть своей кинетической энергии, вследствие чего скорость его движения уменьшается, пока не будет достигнута энергия, особо благоприятная для деления ядер урана-235.
МЕЗОНЫ — элементарные частицы, масса которых лежит между массами электронов и протонов. Их обнаруживают в космических лучах и получают искусственно при взаимодействиях частиц больших энергий. Существуют положительно и отрицательно заряженные, а также нейтральные мезоны По абсолютной величине заряд положительных и отрицательных мезонов в точности равен элементарному электрическому заряду электрона Мезоны крайне неустойчивы время их жизни меняется в пределах от 10
-6
до 10"
16
сек
Известны следующие разновидности мезонов положительные и отрицательные мю-мезоны с массой, равной 206,7 электронной массы положительные, отрицательные и нейтральные пи-мезоны с массой в 273,2 раза больше массы электрона У нейтральных пи-мезонов несколько меньшая масса (264,2) Положительные, отрицательные и нейтральные мезоны имеют массу в 966,5 и 974 раза больше массы электрона.
Считается, что нуклоны удерживаются в ядре атома благодаря непрерывному обмену пи-мезонами. Этот обмен и обусловливает существовани так называемых внутриядерных сил, придающих столь удивительную прочность ядру атома.
М ЕЧЕНЫ Е АТОМЫ В практике на каждом шагу встречаются сотни, тысячи случаев, когда успех решения какой-либо научной или технической проблемы целиком зависит оттого, знаем мы или не знаем, где находится, откуда и как попадает или куда исчезает то или иное вещество. Металлургу, например, важно знать, почему даже небольшие примеси серы делают металл хрупким, непрочным. Но вот к металлу добавили небольшое количество радиоактивного изотопа серы. Изучение фотографии ческих отпечатков, полученных под действием бета- частиц, испускаемых такими мечеными атомами, показывает, что примеси серы располагаются, главным образом, по границам кристаллов металла, что и ведет к резкому уменьшению его прочности.
Биологу крайне важно проследить путь в живом организме тех или иных питательных веществ, тончайшие процессы их усвоения, действие на организм тех или иных лекарственных и других препаратов. Картина изучаемых явлений становится много яснее, когда к атомам, входящим в состав этих веществ, примешивается небольшое количество точно таких же, но радиоактивных атомов. Путь их по организму непрерывно улавливают извне с помощью самых разнообразных счетчиков и других следящих устройств.
Добавление радиоактивных изотопов к сплавам, из которых изготовляют режущие инструменты или работающие под большими нагрузками ответственные детали машин, позволяет сравнительно легко установить степень и характер их износа, зависимость износа от различных добавок к сплавам, из которых делают эти детали и инструмент, от качества отдельных видов смазок, температурных, скоростных и других режимов работы.
Химику очень важно знать точную картину поведения тех или иных веществ даже в хорошо изученных химических реакциях, не говоря уже о самых сложных или недоступных для обычных методов наблюдения. Интенсивность излучения меняется в зависимости от толщины, плотности, количества или поглощающих свойств веществ, находящихся между
источником излучения и счетчиком. Отсюда несложно сконструировать самые разнообразные приборы и аппараты, определяющие толщину листовых изделий, например стали, цветных металлов, бумаги и чего угодно другого, по сравнению с заранее установленными образцами. Более того, соединив, например, выход счетчика радиоактивности с устройством, регулирующим расстояние между валками, от которых зависит толщина листа или ленты, можно сделать так, что машина будет автоматически поддерживать нужную толщину выпускаемого ею листа. Стем же успехом можно контролировать качество или размеры штучных изделий, плотность растворов, скорость протекания жидкостей и сыпучих веществ по трубами множество других сходных операций.
Радиоактивные изотопы способны (и с большим эффектом) заменить рентгеновские установки, особенно мощные, применяемые в машиностроении и металлургии, где стало уже повседневной практикой просвечивать с помощью гамма-излучения огромные слитки металлов и готовые изделия для обнаружения скрытого (внутреннего) брака раковин, трещин, инородных вкраплений и других дефектов. Они много проще, удобнее и дешевле громоздких рентгеновских аппаратов соответствующей мощности и способны просвечивать сталь толщиной до
250 мм.
Приведенных примеров (а их можно продолжить до бесконечности) более чем достаточно, чтобы представить, какова роль радиоактивных изотопов или, каких называют иначе, меченых атомов.
МАНИПУЛЯТОР — сложное устройство, позволяющее осуществлять на расстоянии любые манипуляции с радиоактивными веществами, окруженными надежным слоем биологической защиты. Манипуляторы бывают простые (ручные
механические с гидравлическим или электрическим приводом, автоматизированные Они устроены таким образом, что захваты, соприкасающиеся непосредственно с горячими, радиоактивными, веществами, в точности повторяют движения руки пальцев оператора — управляющего манипулято-
?юм человека. Манипуляторы позволяют держать предметы пробирки, инструменты, даже крупинки, перемещать их с места на место, переливать жидкости, взвешивать различные вещества, смешивать их и выполнять другие опера­
ции.
МАСС-СПЕКТРОГРАФ — прибор для определения массы заряженных частиц, в котором используют свойство частиц изменять траекторию (линию) своего движения под действием сильного магнитного поля чем больше масса частицы, тем меньше она отклоняется. Если в конце пути таких ускоренных и пролетающих через магнитное поле частиц поставить мишень, то они будут попадать не в одну точку, а распределяться полоской в соответствии со своими массами — к одному концу самые легкие частицы, к другому — самые тяжелые.
Прибор применяют для разделения изотопов одних и тех же химических элементов (см. Разделение изотопов и для других исследований.
МАССА ДВИЖЕНИЯ. Сточки зрения классической механики масса тела не зависит от его движения и остается ц а | точно такой же, как и при покое. Согласно же теории ПЛ относительности, масса движущегося тела больше массы | V | этого тела, находящегося в покое (массы покоя, и непрерывно увеличивается со скоростью. Для обычных тел, движущихся даже с космической скоростью, такой прирост массы столь незначителен, что не может быть измерен никакими существующими средствами. Однако для атомных частиц, движущихся со скоростями, соизмеримыми со скоростью света, этот прирост становится уже заметным. Например, масса электрона, обладающего энергией 1000
эв
и движущегося со скоростью 18 720 км сек ,
увеличивается в 1,002 раза. При энергии, равной 1 М эв
и скорости 282 100 км сек масса увеличивается в 2,957 раза, при энергии 10 М эв
и скорости, близкой к 299 400 км сек масса возрастает уже в 20,58 раза!
При скорости, равной скорости света, масса тела становится бесконечной, а действующая па тело ускоряющая сила также должна быть бесконечно большой.
Из этого следует, что никакой материальный объект никогда не может достичь скорости света или превзойти ее
Поэтому со скоростью света могут двигаться только объекты, у которых масса покоя равна нулю. Это означает, что тело с такой массой вообще не может покоиться, а должно всегда двигаться со скоростью света с Объект с нулевой массой покоя — свет, точнее, кванты света — фотоны МАССА ПОКОЯ (собственная масса) — масса атомной частицы, скорость которой равна, или принимается равной, нулю.
МАССОВОЕ ЧИСЛО — число нуклонов (протонов иней тронов, из которых состоит ядро атома
МЁССБАУЭРА ЭФФЕКТ. Известно, что, поглотив поступившую извне строго определенную порцию энергии, ядро атома приходит в возбужденное состояние — деформируется, пульсирует. Через какое-то время оно испускает гамма- кванты — фотоны большой энергии с высокой частотой электромагнитных колебаний (см. Кванты, Теория квантов Фотон так как фотоны одновременно обладают свойствами и частицы, и волны. Эти колебания давно стремились использовать для измерения времени, ибо постоянство частоты такого излучения настолько велико, что значительно превосходит все, с чем встречаются физики в других колебательных процессах. Нельзя даже представить себе иной механизм часов, обеспечивающий изменение хода насек за 100 000 лет.
Из теории ядерных процессов следует, что приемником, отзывающимся на гамма-кванты определенной частоты, могут быть только ядра таких же атомов. Поглотив гамма-кванты, ядра атомов приемников должны прийти в возбужденное состояние ив свою очередь через долю секунды испустить гамма-кванты опять-таки той же самой час­
тоты.
Короче говоря, когда одно ядро атома излучает фотоны
(гамма-кванты), а другое их поглощает, то те и другие ядерные часы (ядро-излучатель и ядро-поглотитель) дают одина новые показания, так каких частоты в точности совпадают. Но как только эти частоты расходятся, явление совпадения частот (резонанса) исчезает. Это свидетельствует о различном ходе времени в двух местах там, где излучатель, и там, где приемник.
Однако по ряду причин обнаружить такое (резонансное) поглощение долгое время не удавалось — слишком велика частота колебаний гамма-излучения и слишком мало время излучения. И только в 1958 г. немецкому физику Р. Мёссбауэ­
ру удалось обнаружить существование резонанса между атомами радиоактивного и нерадиоактивного изотопов — железа, а затем применить данный эффект для измерения ничтожно малых отрезков времени. До открытия Мёссбауэ­
ра это явление не удалось наблюдать только потому, что испускаемые ядром атома излучателя гамма-кванты в большинстве случаев небыли в состоянии возбудить ядра атомов поглотителя в процессе излучения они теряли часть своей энергии, вследствие чего их частота уменьшалась. По­
чему?
Воспользуемся некоторой аналогией. Когда снаряд вылетает из пушки, последняя испытывает отдачу, те. ей передается определенная часть энергии, полученная снарядом при выстреле Аналогично этому вылетающий из ядра атома гам­
ма-квант сообщает испустившему его ядру импульс отдачи, теряя при этом некоторую часть полученной кинетической энергии, в результате чего его частота уменьшается, и ядро атома приемника (вследствие нарушения условий резонанса) оказывается уже не в состоянии поглотить такой гамма- квант.
Дело можно поправить, если заставить излучатель и приемник излучения двигаться навстречу друг другу с такой скоростью, при которой частота гамма-кванта (а следовательно, и его энергия) повысилась бы до резонансной частоты Это так называемый эффект Доплера, наблюдаемый, например, при прохождении поезда. Когда поезд приближается к наблюдателю, частота колебаний (высота звука) его гудка заметно увеличивается, а при удалении поезда, наоборот, звучание гудка понижается (частота уменьшается. В случае с гамма-квантами частота меняется на долю, равную отношению скорости движения кванта к скорости света
(300 000 км/сек). Поэтому требуется очень большая скорость движения, чтобы можно было получить нужное повышение частоты кванта.
Потеря энергии снарядом может быть, однако, значительно уменьшена, если пушка при выстреле жестко закреплена на основании, имеющем большую массу.
Открытие, названное эффектом Мёссбауэра, и заключается в том, что энергию отдачи, которую получает ядро атома излучателя при испускании гамма-кванта, можно резко уменьшить, если ядро связать с какой-либо большой массой, например встроив его в кристалл. Тогда энергия отдачи распределится между большим количеством атомов кристалла и не вызовет существенного их перемещения, вследствие чего частота испускаемого гамма-кванта будет соответствовать резонансной частоте ядра атома поглотителя. Аналогичным образом можно закрепить и само ядро поглотителя
Тогда излученный им гамма-квант может быть поглощен каким-то другим ядром или первоначальным излучате­
лем.
Самое же важное в открытии резонансного поглощения без отдачи состоит в том, что оно позволяет обнаруживать изменение частоты за счет указанного выше встречного движения (эффекта Доплера) уже при скорости в тысячные доли миллиметра в секунду Это открывает возможности для совершенно неожиданных применений и позволяет наблюдать явления, которые ранее казались недоступными для экспе риментов.
МЕЗОАТОМ (МЕЗОННЫЙ АТОМ. Как известно, обычный атом состоит из положительно заряженного ядра, окруженного оболочкой из отрицательно заряженных электронов, удерживаемых на орбитах электромагнитными силами при­
тяжения.
В принципе вместо электрона вокруг ядра с таким же успехом может вращаться любая иная частица, несущая на себе, также как и электрон, отрицательный электрический заряд.
Возможными кандидатами на эту роль могут быть и трудноуправляемые и неустойчивые отрицательные мезоны и гипероны (см. Мезон, Г и перо н).
Главная трудность в создании такого атома заключается лишь в том, чтобы заставить такую частицу приблизиться к ядру атома на такое расстояние, при котором она может быть им захвачена и удержана на соответствующей орбите, образуя необычную разновидность атомам е з о атом. Однако в отличие от электрона частица-дублер выполняет несвойственную ей роль не слишком долго ив конце концов — спустя стомиллионную долю секунды — поглощается ядром, успев за столь короткое время совершить вокруг него миллионы миллионов оборотов. Тем не менее такие экзотические системы были получены искусственным путем с помощью мощных ускорителей частиц и достаточно полно изучены ядро атома с пи-мезоном на орбите вместо электрона в 1952 гс мю-ме­
зоном — в 1953 гс К-мезоном — в 1967 г, и наконец, в
1968 г. впервые был создан атом, на орбите которого вращался отрицательный сигма-гиперон — частица с массой, почти равной массе самого ядра атома, а в 1970 г. был получен атом с антипротоном на орбите.
Все эти частицы значительно тяжелее электрона мю- мезон — враз, сигма-гиперон — в 2331 раза, поэтому они вращаются на орбитах соответственно в 206,7 и 2331 раза ближе к ядру, чем подмененные ими электроны. В последнем случае трудно даже говорить об орбите, ибо самые тяжелые частицы вращаются уже в пределах самого ядра Мы знаем, что ядро атома — исключительно плотное тело. Однако плотность еще не означает обязательно непроницаемость. И совершенно не исключается возможность, что мезон может свободно путешествовать внутри ядра, не встречая препятствий своему движению со стороны нуклонов ядра.
По мере сближения с ядром атома такая частица последовательно теряет свою первоначально высокую энергию в виде квантов рентгеновского излучения, переходя с одного уровня на другой, и поглощается ядром атома.
В свою очередь, вместе с уменьшением расстояний между орбитами таких атомов, собственно, сокращается и длина волны, излучаемой при перескоке отрицательной частицы с одной орбиты на другую. Если на месте электрона оказывается мю-мезон, то все орбиты и соответственно длины волн излучения возбужденного атома сокращаются тоже в 206,7 раза. Поэтому вместо спектра видимого света, мезоатом излучает очень мягкие рентгеновские лучи.
Изучение таких атомов вследствие необычных форм взаимодействия тяжелых орбитальных частиц с частицами (нуклонами, из которых слагается ядро атома, дает в руки исследователей новое средство для изучения взаимодействия элементарных частиц и их структуры.
«МИРАБЕЛЬ» — одна из самых больших в мире пузырьковых жидководородных камер, служащих для исследования частиц особо высоких энергий. Разработана и изготовлена во французском центре атомных исследований в Сакле для совместных исследований на самом мощном в мире ускорителе частиц в Серпухове по плану советско-французского науч­
но-технического сотрудничества. Вес всей установки достигает 3000 т Один только электромагнит, окружающий сердце прибора — саму камеру, весит около 1000 т .
Емкость камеры длиной 4,5 и диаметром 1,6 м —
около 10 тыс. л ожижен­
ного до температуры —247° С водорода.
Ускоренные до 70 млрд,
эв
частицы направляют в камеру через специальный канал длиной в полкилометра, который сам по себе представляет сложную конструкцию. Назначение камеры — исследования взаимодействия элементарных частиц высоких энергий с протонами ядер атомов водорода, заполняющих Мирабель. Такие столкновения вызовут рождение новых частиц, путь которых благодаря исключительным размерам камеры достаточно велик, чтобы обнаружить возможные повторные столкновения их с протонами, какие
йе удается зафиксировать при использований камер меньших размеров.
«Мирабель» введена в эксплуатацию 15 октября 1971 г см. Камеры регистрационные, Пузырьковая камера).
МИШЕНЬ — материал, подвергаемый исследованию путем облучения его потоком ускоренных частиц.
МНОГОЗАРЯДНЫЕ ИОНЫ. Долгое время до скорости близкой к скорости света, помимо электронов удавалось разогнать только протоны — лишенные своего электрона ядра самого легкого изотопа водорода. Однако работы по синтезу искусственных сверхтяжелых (трансурановых) элементов, особенно элементов с порядковыми номерами 110—
114, которые, по предсказаниям теоретиков, не должны распадаться столь быстро, как уже открытые элементы 101—
105, требовали создания ускорителей, способных разгонять до максимально возможной энергии частицы, лишенные всех своих электронов и более тяжелые, чем протоны. Ранее применявшиеся для этой цели ускорители, хотя и позволили в свое время получить положительно заряженные многозарядные ионы (ядра атомов углерода, азота, неона, аргона, кальция и даже цинка, однако энергия и интенсивность потока таких частиц (сила тока) не обеспечивали большинства экспериментов по синтезу новых трансурановых сверхтяжелых изотопов.
В августе 1970 г на синхротроне Объединенного института ядерных исследований в г. Дубне впервые в мире был получен пучок дейтронов — ядер атомов тяжелого водорода, состоящих из протона и нейтрона, большой интенсивности с энергией до И млрд,
эв (И Гэв).
Благодаря этому появилась возможность получать не только релятивистские (разогнанные почти до скорости спета) дейтроны, но и альфа-части­
цы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов, а также исследовать свойства новых частиц — резонансов (см. Резонансы, Элементарные частицы В конце 1971 г. на ускорителе, составленном из двух соединенных между собой ускорителей, был получен пучок ядер атомов ксенона с энергией 850 млн.
эв.
МОЩНОСТЬ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА. Интенсивность, с которой выделяется энергия в ядерном реакторе, зависит от количества делений ядер атомов урана или плутония в секунду.
Теоретически мощность реактора может быть любой, однако практически она самым жестким образом ограничивается сравнительно невысокой температурой, какую могут выдерживать конструкционные материалы, из которых строится реактор, способностью теплоносителя поглощать, переносить и отдавать тепло, допустимой скоростью его перекачки, свойствами замедлителя нейтронов и другими факто­
рами.
Количество тепла выделяющегося в ядерном реакторе за одну секунду при номинальном режиме его работы безотносительно к тому, как оно используется в дальнейшем, и называют тепловой мощностью реактора.
Даже у самых современных тепловых электрических станций коэффициент полезного действия не превышает 38—43% теплотворной способности расходуемого ими топлива, ау атомных электростанций лежит в пределах от 25 дои только у самых совершенных установок, вводимых в действие в последнее время, от 38 до 41%. Поэтому во всех энергетических расчетах при применении ядерных реакторов для выработки электрической энергии принято различать электрическую мощность (отдачу) станции в киловаттах или мегаваттах) и тепловую мощность собственно реактора, обычно в 3—4 раза превышающую электрическую мощность станции. Так, при мощности атомной электрической станции
1 млн. кет (1000 Мет) тепловая мощность его ядерного реактора (или реакторов) должна быть ет 3,5 до 4 млн. кет.
МЮ-МЕЗОН (fz) — неустойчивая элементарная частица с массой, равной 206,7 массы электрона. Существует два вида мю-мезонов: с положительными отрицательным электрическими зарядами, равными по абсолютной величине заряду электрона (fz
+
,p.
_
). Время жизни мю-мезона около 2,2- 10


в
сек, после чего он распадается на электрон (или позитрон) и два нейтрино (или антинейтрино. Образуются мю-мезоны в основном в результате распада более тяжелых пи-мезо­
нов.
В отличие от других мезонов мю-мезоны слабо взаимодействуют с ядерным веществом и испытывают в основном лишь рассеяние при столкновении с одинаково заряженными частицами.
МЕЖДУНАРОДНОЕ АГЕНТСТВО ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ (МАГАТЭ) — автономная межправительственная организация, связанная с Организацией Объединенных Наций ООН) и несущая ответственность за международные действия, относящиеся к применению атомной энергии в мирных целях.
Членами Агентства являются более 100 государств — членов ООН, в том числе СССР, УССР, БССР и другие социалистические страны. Центральные учреждения МАГАТЭ находятся в Вене (Австрия

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   16

перейти в каталог файлов


связь с админом