Oamenii de știință indieni străini și greci antice au presupus că materia constă din cele mai mici particule indivizibile, în tratatele pe care le-au scris despre acest lucru cu mult înainte de începutul erei noastre. În secolul V. BC. e. omul de știință grec Leucippus din Mi-let și elevul său Democritus au formulat conceptul de atom (atomi greci "indivizibili"). Timp de mai multe secole, această teorie a rămas mai mult filosofică, iar până în 1803 chemistul englez John Dalton a propus teoria științifică a atomului, lucru confirmat de experimente.
La sfârșitul secolului al XIX-lea al secolului XX. această teorie a fost dezvoltată în scrierile sale de Joseph Thomson și apoi de Ernest Rutherford, numit tatăl fizicii nucleare. Sa constatat că atomul, contrar numelui său, nu este o particulă finală indivizibilă, așa cum am spus mai devreme. În 1911, fizicienii au adoptat sistemul "planetar" al Rutherford-lui Bohr, conform căruia atomul constă dintr-un nucleu încărcat pozitiv și un electron încărcat negativ care se rotește în jurul acestuia. Mai târziu, sa constatat că nucleul nu este, de asemenea, indivizibil, constă din protoni încărcați pozitiv și fără încărcătură de neutroni, care la rândul lor constau din particule elementare.
Ciupercă a unei explozii nucleare.
În 1938, chimiștii germani Otto Hahn si Fritz Strassmann a efectuat experimente similare pentru a experimenta Joliot-Curie, cu toate acestea, în loc de a lua uraniu de aluminiu, au de așteptat pentru a obține un nou element de super-grele. Cu toate acestea, rezultatul a fost neașteptat: în loc de elementele de supraaglomerare, elementele luminoase au ieșit din partea de mijloc a mesei periodice. După ceva timp, fizician Lisa Meitner a sugerat că neutron bombardament de uraniu conduce la o divizare (împărțirea) a nucleului, rezultând într-un miez obținut elemente ușoare și este un număr de neutroni liberi.
Studii ulterioare au arătat că uraniul natural constă dintr-un amestec de trei izotopi, cel mai puțin stabil din care este uraniul-235. Din când în când nucleele atomilor săi se împart în mod spontan în părți, acest proces este însoțit de eliberarea a două sau trei neutroni liberi, care se grăbesc cu o viteză de aproximativ 10 mii km. Nucleul celui mai comun izotop - pa - 238 în majoritatea cazurilor pur și simplu captează aceste neutroni, mai puțin adesea transformarea uraniului în neptuniu și mai departe în plutoniu - 239. Când un neutron atinge nucleul uraniului-2 3 5, o nouă diviziune are loc imediat.
Era evident: dacă luați o bucată suficientă de uraniu-235 pur (îmbogățit), reacția de fisiune a nucleelor din el va deveni avalanșă, această reacție a fost numită reacție în lanț. Atunci când se împarte fiecare nucleu, se eliberează o cantitate imensă de energie. Se calculează că, odată cu divizarea completă a 1 kg de uraniu-235, se eliberează cantitatea de căldură ca atunci când arde 3 mii tone de cărbune. Această eliberare colosală de energie, eliberată în câteva momente, trebuia să se dovedească a fi o explozie de putere monstruoasă, care, desigur, era imediat interesată de departamentele militare.
Soții Joliot-Curie. Anii 1940.
L. Meitner și O. Gan. 1925
Sarcina principală a fost de a obține o cantitate suficientă de uraniu-235. Sa constatat că plutoniul-2 39 poate servi și ca încărcătură pentru bomba, astfel încât lucrările s-au desfășurat în două direcții simultan. Acumularea de uraniu 235 a fost realizată prin separarea sa de cea mai mare parte a uraniului natural și plutoniu pot fi preparate numai prin reacția nucleară controlată atunci când este iradiat cu neutroni uraniu-238. Îmbogățirea uraniului natural a fost efectuată la uzinele Westinghouse și un reactor nuclear a fost necesar pentru a produce plutoniu.
În reactor sa produs procesul de iradiere a barelor de uraniu cu neutroni, ca urmare a unei părți a uraniului-238 care trebuia să se transforme în plutoniu. Sursele de neutroni au fost atomi de uraniu-235 fisionabili, însă captarea neutronilor de uraniu-238 nu a permis reacția în lanț să înceapă. Soluția a fost ajutată de descoperirea lui Enrico Fermi, care a descoperit că neutronii au încetinit până la 22 ms, provocând o reacție în lanț a uraniului-235, dar nu sunt capturați de uraniul-238. Ca retarder, Fermi a propus un strat de 40 de centimetri de grafit sau apă grea, care include deuteriul izotopic de hidrogen.
R. Oppenheimer și locotenentul general L. Groves. 1945
Kalutron în Oak Ridge.
Hiroshima după bombardamentul atomic.
Explozia dispozitivului "George" în testele nucleare americane "Hotbed". 9 mai 1951
La sfârșitul anilor 1970, au fost realizate cercetări privind dezvoltarea de arme neutronice ale unei variante a unei bombe nucleare cu randament scăzut. Bomba neutronică diferă de cea nucleară convențională prin faptul că a mărit artificial acea fracțiune din energia exploziei, care este eliberată sub formă de radiații neutronice. Această radiație afectează forța vrăjmașului, afectează armamentul și creează o contaminare radioactivă a terenului, în timp ce impactul undelor de șoc și radiației luminoase este limitat. Cu toate acestea, nici o armată a lumii nu a folosit arme neutronice.
Panoul de control al centralei nucleare din Obninsk.
