Игорь Курчатов. Секрет Бороды полностью

В итоге Резерфорд сформулировал планетарную модель атома (рис. 4). В центре атома находится массивное ядро, его положительный заряд по величине равен суммарному заряду всех электронов. Электроны вращаются вокруг ядра, как планеты вокруг Солнца (рис. 6). Разные атомы отличаются числом электронов (и зарядом ядра), и это определяет их химические свойства и возможности объединяться с другими атомами.

За множество важнейших экспериментальных результатов нобелевского лауреата Эрнеста Резерфорда называют «отцом ядерной физики».

Как пэр Англии, он получил герб с изображением птицы киви (символ его родной Новой Зеландии): края герба-щита выгнуты, как кривые спада интенсивности радиоактивности со временем – закон, открытый Резерфордом.

Рис. 6. Солнечная система и планетарная модель атома для сравнения

Ядра атомов тоже оказались сложными, состоящими из двух сортов частиц.

Первые из них – протоны – обозначаются латинской буквой p. Их заряд по величине такой же, как у электронов, но положительный. Масса протона почти в две тысячи раз больше массы электрона. Поэтому практически вся масса атома сосредоточена в ядре (вспомните опыт Резерфорда). Число протонов в ядре равно числу электронов в атоме. Поэтому атом в целом заряда не имеет. Протон открыл Резерфорд в 1919 г. Шестнадцатилетний Игорь Курчатов тогда учился в гимназии и о работах Резерфорда еще ничего не знал.

Рис. 7. Ядро атома гелия

Но ведь положительно заряженные протоны отталкиваются друг от друга, ядро должно «развалиться». Дело в том, что, кроме протонов, в ядре содержатся нейтральные частицы примерно той же массы – нейтроны (обозначение – n). Их в ядре примерно столько же, сколько и протонов. В целом ядро оказывается очень устойчивым за счет особых ядерных сил, действующих между его частицами. Протон и нейтрон объединяются термином нуклон, от латинского nucleus – ядро.

Нейтрон открыл Джеймс Чедвик (1891–1974) в 1932 г. (за что получил Нобелевскую премию). Именно в этом году Игорь Васильевич Курчатов, заинтересовавшись работами самых известных мировых ученых в области атомной физики, решил изменить область своих научных исследований.

Вы знаете газ гелий: им наполняют воздушные шарики, если хотят, чтобы они летали. Ядро атома гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов (рис. 7); α-частицы – это ядра атома гелия, имеющие двойной положительный электрический заряд.

Иногда в ядрах атомов содержится одинаковое число протонов, но различное число нейтронов. Такие элементы называются изотопами. Их химические свойства одинаковы, но по физическим свойствам они могут сильно отличаться, особенно по склонности к радиоактивному распаду. Например, в ядре урана-238 (U-238) содержится 238 нуклонов, из них 92 протона и 146 нейтронов, а в изотопе U-235 – такое же количество протонов, но 143 нейтрона. В природе еще встречается (очень редко) изотоп U-234. Радиоактивные свойства изотопов урана очень различаются, мы познакомимся с этим позже.

У водорода ядро самого распространенного изотопа состоит лишь из одного протона. Но существуют еще изотопы водорода – дейтерий и тритий (рис. 8).

Рис. 8. Изотопы водорода

Ядра водорода возникли раньше ядер других элементов, сразу после рождения нашей Вселенной. Водород и сейчас составляет основную часть ее вещества (звезд, туманностей) – 88,6 процента. На втором месте по распространенности во Вселенной стоит гелий – 11,3 процента.

Наверное, вы слышали такое словосочетание – «место силы». Чаще всего местами силы называют географические зоны на нашей планете, где есть особая энергетика. А еще мы называем так любимые места, куда хочется возвращаться на протяжении всей жизни.

Для Игоря Курчатова таким любимым местом навсегда останется Крым. Сюда он будет приезжать в отпуск из Москвы, когда станет известным ученым, здесь построит себе дом, двери которого будут открыты для гостей круглые сутки, здесь разведет сад и своими руками посадит виноград, сливы, яблони, черешни и даже ливанский кедр!