Перша «атомна бомба», скинута вранці 5 серп-ста 1945 року на японську військово-морську базу Хіро-сіма, за повідомленнями преси, полягала саме з ура-на з вагою 235.
Дія цієї бомби полягає в тому, що в ній в певний момент починає йти ланцюгова реакція поділу урану, яка протікає так швидко, що носить характер вибуху. Зауважимо, до речі, що таку бомбу правильніше називати «ядерної», а не «атомної бом-бій», але це остання назва вже вкоренилося і навряд чи варто його змінювати.
Виділяється під час вибуху величезна кількість гепла призводить до таких же наслідків, як і під час вибуху звичайних вибухових речовин. В силу колос-сального нагріву, поблизу від бомби утворюється дуже високий тиск повітря, і з цієї області починає йти вибухова хвиля, яка веде до руйнування зда-ний і інших об'єктів. Під час вибуху повинна виходити дуже висока температура, очевидно, що перевершує мільйон градусів (нагадаємо, що температура поверх-ності Сонця дорівнює 6 000 градусів). При такій темпе-ратурі все тіла випаровуються. Тому в області, поблизу * кой до місця вибуху, можуть відбутися додаткові руйнування. Далі, як ми вже говорили, оскільки ядер урану дуже радіоактивні. Тому, якщо все ядра в одному кілограмі урану розділяться, радіоактивність продуктів поділу буде такою ж, як радіоактивність, приблизно, мільйони кілограмів ра-Дія. Отримувані ж при радіоактивному розпаді альфа - і бета-частинки дуже шкідливо діють на ор-організми.
У повідомленні президента Сполучених Штатів Аме-рики Трумена зазначено, що перша «атомна бомба», скинута на Хіросіму, за своєю дією еквівалент-лентна вибуху 20 ТОВ тонн тринітротолуолу.
В результаті вибуху цієї бомби місто Хіросіма був дуже сильно зруйнований, і з 250 тисяч його жителів понад 100 000 чоловік було вбито і поранено. Вибух з-супроводжуючих сліпучим спалахом, видимої на рас-стоянні в 200 км, а стовп диму і пилу після вибуху піднявся до 10-15 кілометрів у висоту.
«Атомна бомба» безсумнівно є грізним кричу-жиємо, але все-таки переоцінювати її дія не слід. Не потрібно, зокрема, думати, що під час вибуху знищити-жаются все люди, які живуть на відстані в кілька кілометрів (повідомлення такого роду з'являлися в іно-дивною друку). Для того щоб показати, наскільки таке твердження перебільшене, досить привести єдиний приклад. У Нагасакі «атомна бомба» вибухнула на відстані 800 метрів від в'язниці, де перебували полонені англійські і американські солдати; при цьому в результаті вибуху з 211 полонених загинув лише
Ще до початку бойового застосування «атомних бомб» одна така бомба була в досвідчених умовах підірвана
Ланцюгова реакція поділу урану є складним явищем, де не все заздалегідь може бути враховано вже тому, що під час вибуху виходять такі високі тим-ператури і тиску, з якими на Землі раніше справи ніколи не мали.
Для того щоб дати відчути, які зовсім незвичайні обставини істотні для ланцюгової реакції розподілу урану, наведемо один приклад. Ця реакція, як виявляється, не може йти, якщо розмір шматка урану 41 менше певного розміру, називаються ваемого критичним. Пояснюється це тим, що нейтрони, досягаючи країв шматка урану, виходять з нього і таким чином не виробляють подальшого поділу ядер; отже, якщо шматок урану занадто малий, го ланцюгова реакція йти не буде.
Візьмемо тепер шматок урану з розміром, більшим критичного розміру. У цьому випадку досить од-ному нейтрону потрапити на уран, щоб реакція почала бурхливо розвиватися. Один же нейтрон в урані завжди знайдеться - для цього є багато причин; досить нагадати, що нейтрони виходять в результаті ряду ядерних перетворень, що викликаються альфа-ча - стіцамі, що випускаються ураном. Тому зберігати уран 21 в кількості, більшій критичного, не можна - він вибухне.
До сих пір ми розповіли лише про те, як вико-зуется ядерна енергія ізотопу урану з вагою 235. З тонни урану виходить лише сім кілограмів
Урана 92, і відділення цього ізотопу представляє собою задачу, хоча і вирішене, але вкрай важку. Кілограм урану 292 обходиться, очевидно, значи-тельно дорожче 2 ТОВ тонн вугілля, яким він дорівнює по ^ кількості запасеної енергії. Виникає питання - чи потрібно обов'язково розділяти ізотопи і чи немає більш простих способів використання енергії атом-ного ядра?
Встановлено, що вивільнити ядерну енергію урану можливо і без поділу ізотопів. На перший погляд взагалі може здатися, що ланцюгова реакція просто повинна йти в природному урані. Вище було пояснено, чому реакція не йде в урані 292. Але чому ж в природному урані не ділиться весь знаходячи-щійся в ньому уран 292?
Справа виявляється в тому, що уран 2Ц, складаю-щий 99,3 відсотка природного урану, може захвати-вать нейтрони відносно невеликий енергії, в не-скільки вольт або десятків вольт. При такому захопленні
Поділ ядер урану 92 не відбувається, а утворюється ізотоп урану з вагою 239, який потім радіоактивне-ним шляхом перетворюється спочатку в нептуній, а потім - в плутоній; про цю ланцюга перетворень ми вже гово-рили раніше. В результаті енергійного захоплення нейтро-нів ураном 292 вони не можуть викликати розподіл ура-на 292 і, таким чином, ланцюгова реакція не йде. Але цю біду все ж можна допомогти.
Уран 92 захоплює нейтрони з енергією від кількох вольт до декількох десятків вольт; повільніші нейтрони, що можуть викликати розподіл урану 292 ізотопом урану з вагою 238 енергійно захоплює. Тому, для того щоб ланцюгова реак-ція в природному урані все ж відбувалася, достатній-але домогтися дуже швидкого уповільнення нейтронів
У урані. Якщо нейтрони вдасться дуже швидко замед-лити, то вони будуть лише зовсім недовго володіти енер-гією в кілька вольт або десятків вольт і блешні-ство з них не буде захоплено ураном 292 • Уповільнивши-шись же, ці нейтрони можуть викликати розподіл урану 292. при цьому розподілі вийде по два-три б-стрих нейтрона на кожне поділене ядро; ці нейтрони, в свою чергу, будуть швидко уповільнені і викличуть розподіл нових ядер і т. д. Звичайно, Незнач-раю частина нейтронів все ж буде захоплена ура-ном Ц, що призведе в кінцевому рахунку до утворення плутонію.
Для того щоб досягти швидкого уповільнення нейтронів в урані, потрібно змішати уран з великою кількістю будь-якого легкого речовини, точніше, речовини з невеликим атомним вагою. Уповільнення нейтронів відбувається просто тому, що, стикаючись з ядром, нейтрон віддає йому частину своєї енергії. При цьому нейтрон віддає тим більшу частину енергії, ніж легше ядро, з яким він стикається.
Для того щоб це зрозуміти, достатньо згадати, що сталева кулька, зіткнувшись зі значно більш важким кулькою, відскочить від нього, майже не втративши енергії. Еслн ж стикаються два однакових ша-ріка, то при лобовому ударі рухається кулька осту-новится, а кулька, спочатку покоївся, почне дві-гаться.
Кращим сповільнювачем нейтронів з цієї точки зо-ня повинен бути найлегший елемент - водень. Однак, водень для наших цілей не підходить, тому що нею-трони в водні не тільки сповільнюються, а й поглинутої частішають, - нейтрон, з'єднавшись з протоном, може утворити ядро важкого водню, т. Е. Дейтон. По-цьому потрібно брати не водень, а важкий водень та інші можливо більш легкі елементи. За практиче-ським міркувань кращими сповільнювачами нейтронів є важкий водень у вигляді важкої води і вуглець у вигляді графіту (графіт - це чистий вуглець; застосовується, наприклад, для виготовлення олівців); інші легкі елементи більш рідкісні і тому 58 дороги. Втім, важка вода також дорога, і тому в Америці в суміші з ураном для уповільнення нейтронів використовується, головним чином, графіт. Для того щоб нейтрони сильно не поглиналися графітом, він повинен бути дуже чистим.
Отже, змішавши природний уран з достатнім коли-кість графіту, можна викликати ланцюгову ядерну реак-
Мал. 20. Ланцюгова реакція в суміші природного урану з сповільніть-лем. Осколки поділу не показані.