Тайны разделения изотопов

количество энергии, теряемое 1 г радия в течение 1 часа, равно
примерно 134,4 кал. Это соответствует потере энергии за год,
6
6
равной 1,18
⋅ 10 кал или 4,94
⋅10
Дж. Период полураспада
распада радия составляет 1620 лет. Таким образом, полное
количество энергии, выделяющееся при превращении одного
9
грамма радия в радон, превышает 8 ⋅10
Дж. Для того чтобы
почувствовать, как велико это значение, заметим, что при сгорании
одного грамма водорода (одна из самых энергичных химических
5
реакций) выделяется энергия, равная 1,4
⋅10
Дж, т.е. в десятки
тысяч раз меньшая. Естественным было предположить, что такой
большой и непрерывный расход энергии связан именно с
превращениями ядер атомов. При этом энергия, выделяемая при
распаде радия, перераспределяется между образующимся ядром
атома радона и испускаемыми ядром α - частицами, которые, как
показали измерения, уносят основную часть (до 98 %)
выделяющейся энергии. Торможение этих высокоэнергетических
частиц в среде и приводит к выделению в ней тепла, наблюдаемого
на опыте.
Проблема происхождения ядерной энергии была решена лишь
тогда, когда появились методы достаточно точного измерения
масс изотопов и были использованы выводы специальной теории
относительности Альберта Эйнштейна. Рассмотрим вопрос о
количественном определении энергии, выделяемой при ядерных
превращениях, на некоторых конкретных примерах.
Со времен Ф.Астона, который к 1937 году довел точность
измерения масс изотопов до одной тысячной процента, технику
измерений улучшили по крайней мере еще в 100 раз. В настоящее
время массы изотопов можно определять с относительной
7
погрешностью 10 − или 0 , 00001% . Как уже отмечалось (см главу
1), атомные массы элементов удобно выражать в так называемых
атомных единицах массы (а.е.м.). Эта единица, равная одной
шестнадцатой массы изотопа углерода 12 C , при современной
точности измерений определяется как 1 а.е.м.= 1,66054 ⋅ 10 г. .
Напомним, что в ядерной физике энергию принято измерять в
53
−24