Валерий Легасов: Высвечено Чернобылем - Валерий Легасов Страница 37

Каким конкретно образом физика, по выражению замминистра Шашарина, определила масштаб аварии? Что это были за ситуации, где эта физика проявлялась? Что это были за два случая на самой ЧАЭС, о которых напомнил глава правительства Рыжков, заявивший, что к этой аварии мы шли? Что это был за случай на Ленинградской АЭС в 1975 году, о котором упомянул директор ЧАЭС Брюханов? Чем было вызвано и в чем выражалось свойство разгона реактора, о котором говорил академик Александров, и действительно ли это свойство было устранено?

Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо вспомнить азы атомной и ядерной физики, основные понятия и определения, разобраться в процессах, которые протекают в ядерных реакторах.

* * *

В первой трети XIX в. стало окончательно ясно, что атомы – реально существующие материальные объекты, обладающие вполне определенными физическими свойствами: размерами и массой. Ясность эта наступила в значительной мере благодаря работам английского химика Джона Дальтона.

Вершиной химической атомистики стало открытие в 1869 году Дмитрием Ивановичем Менделеевым периодического закона, который установил соответствие между химическими свойствами элементов и массами образующих эти элементы атомов. Гениальность периодического закона выразилась не только в том, что она указала на ряд еще неизвестных человеку химических элементов, но и предвосхитила описание внутреннего состава атомных ядер: каждый порядковый номер, присвоенный элементам, означал величину электрического заряда атомных ядер или, что то же самое, на количество протонов в ядре – за полвека до открытия и ядра, протона. Номер 92 получил элемент, замыкавший таблицу – уран.

С открытием в 1896 году явления радиоактивности и с открытием в следующем году электрона, ставшего первой известной человеку элементарной частицей, наступает время атомистики физической, наступает время попыток описать внутреннее устройство атома. В 1899 году Эрнест Резерфорд обнаруживает, что радиоактивность, порождаемая естественными, обнаруживаемыми в природе элементами, является сложной, составной, складывается из трех видов излучений: положительно заряженных частиц (получивших название альфа-частиц), отрицательно заряженных частиц (названных бета-частицами и оказавшихся электронами), и электромагнитного излучения, не несущего электрического заряда, т. е. электрически нейтрального (получившего название гамма-излучения).

Открытие трех основных видов излучения увековечено в известном схематическом изображении: три исходящие из одной точки траектории – отклоняющийся в магнитном поле в одну сторону поток альфа-частиц, в противоположную сторону – поток бета-частиц и идущее по прямой гамма-излучение.

Альфа-частицы, испускаемые ураном, засветили у Анри Беккереля фотопластинку, завернутую в черную бумагу, и привели того к открытию радиоактивности. Альфа-частицы послужили Резерфорду инструментом в опыте, где было обнаружено ядро атома. При облучении листка металлической фольги пучком альфа-частиц оказалось, что часть их при прохождении через листок отклоняется на большие углы – в том числе близкие к 180°, то есть почти разворачивается назад. Такое могло быть объяснено только тем, что в веществе фольги имеются весьма малые и обладающие положительным зарядом материальные образования. Это и были ядра атомов, образующих вещество фольги.

Внутренняя структура атома была в первом приближении описана: атом состоит из положительно заряженного ядра и окружающих ядро орбит-оболочек с отрицательно заряженными электронами, причем практически вся масса атома сосредоточена в его ядре; масса электронов по сравнению с массой ядра ничтожно мала. Это напоминает Солнечную систему – в центре находится Солнце, вокруг которого вращаются планеты, причем масса планет много меньше массы Солнца. Поэтому предложенное Резерфордом описание структуры атома было названо планетарной моделью.

Эксперимент с рассеянием альфа-частиц на золотой фольге был проведен в 1909 году. Планетарная модель была обнародована в 1911 году.