книги из ГПНТБ / Гольдман И.Л. Атом - врач

И. ГОЛЬДМАН

, . и, I ----

I #нз. чит./заяа \

\НЕ ВЫДАЕТСЯ J

АТ О М - В Р А Ч

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЗНАНИЕ»

«Ум человеческий открыл мною диковинного в природе и откроет еще больше, увеличи­ вая тем свою власть над ней*.

В. И. Ленин.

ЛУЧИ, РОЖДЕННЫЕ АТОМОМ

Д

томы так малы, что трудно представить се­ бе их размеры. Если бы мы, например, положи­ ли в один ряд 100 миллионов атомов водорода, то длина такого ряда была бы равна всего лишь одному сантиметру. А масса атома водорода во столько раз меньше массы маленькой дробинки, во сколько раз масса человека меньше массы земного шара. Вместе с тем заключенная в ато­ ме энергия чрезвычайно велика. На первой в мире советской атомной электростанции она за­ ставляет вращаться турбогенератор мощностью в 5 тысяч киловатт. В далеком арктическом рей­ се прокладывает путь кораблям атомный ледо­ кол «Ленин». Атом помогает врачам успешно бороться против рака, и уже недалек день, когда на межпланетном атомном корабле человек от­ правится для исследования еще неизведанных тайн Вселенной по пути, проложенному совет­ скими космическими ракетами и первыми в исто­

3

рии человечества космонавтами — советскими летчиками Ю. А. Гагариным и Г. С. Титовым.

Атомы так малы...

Что же такое атом? Откуда в нем такая ог­

ромная энергия? Как она освобождается и как ее использует человек?

4

Имеется определенное сходство между устройством атома и солнечной системой. Поло­ жительно заряженное ядро, подобно солнцу, расположено в центре атома, а отрицательно заряженные электроны, подобно планетам, дви­ жутся вокруг него по замкнутым орбитам. Ато­ мы образуют 103 химических элемента, располо­ женных в периодической системе Менделеева в определенной последовательности. Некоторые из них обладают способностью самопроиз­ вольно распадаться, испуская при этом лу­ чи. Из огромного количества атомов, на­

Однако число распавшихся атомов составляет столь ничтожную величину, что уменьшение ве­ са урана за счет самопроизвольного распада нельзя обнаружить в течение целой человеческой жизни.

Сопровождающийся излучением распад атомных ядер получил название р а д и о а к т и в ­ ности. Частицы, которые выбрасываются из ядра атома при его распаде, обладают огромной скоростью. У наиболее быстрых из них она достигает 20 тысяч километров в секунду. С та­ кой скоростью можно долететь от Земли до Лу­ ны за 20 секунд. Сталкиваясь с другими атома­ ми, частицы отдают им свою энергию, и при этом

5

выделяется тепло. При горении угля или нефти развивается высокая температура — до 2000°, а температура, соответствующая скоростям раз­ лета осколков ядра урана, составляет миллионы градусов. Один килограмм урана или другого распадающегося элемента — плутония может дать около 20 миллиардов килокалорий энер­ гии, что примерно в три миллиона раз превы­ шает количество энергии, освобождаемой при сгорании килограмма лучшего каменного угля. Даже одного грамма урана достаточно для то­ го, чтобы вскипятить 100 тонн воды.

Вспомним сказку о Золушке, в которой злая мачеха требовала от бедной девушки непосиль­ ную работу — за одну ночь разделить смешан­ ные в мешке зерна коричневой и белой фасоли. И если бы не голуби, которые пришли на по­ мощь Золушке, ей, конечно, ни за что бы не уда­ лось за такой короткий срок справиться с этой задачей. Природа поставила человека в еще бо­ лее затруднительное положение: количество ра­ диоактивных веществ в земной коре столь нич­ тожно и они так перемешаны с породой, что со­ временной «атомной Золушке» -— выдающейся ученой Марии Складовской-Кюри — потребо­ валось несколько лет настойчивого и упорного труда, чтобы из тонны урановой руды добыть крупинки чистого радия.

Однако в дальнейшем ученые искусственно

6

расщепили атомное ядро и научились управ* лять термоядерными процессами.

В настоящее время даже на маломощном атомном реакторе всего лишь за одну неделю можно произвести такое количество искусствен* ных радиоактивных веществ, что их активность будет равна приблизительно 45 килограммам ра* дия (во всем мире его добыто на сегодня всего лишь несколько килограммов). Искусственно

щие одинаковым зарядом ядра, но разными мас­ сами. Большинство элементов состоит из смеси изотопов, например, углерод содержит в себе два изотопа, с массами 12 и 13, обычный кислород является смесью трех изотопов с массами 16, 17 и 18, а олово — целых десяти. Относительное содержание изотопов в природных элементах остается постоянным, чем и объясняется посто­ янство их атомных весов. Следовательно, атом­ ный вес элемента является средним весом масс всех изотопов данного элемента. На основе изу­ чения массы элементов открыто и классифици­ ровано более 300 изотопов. Получены искусст­ венным путем и такие изотопы, которые обыч­ но не встречаются на земле. Так, например, эле­ мент № 99 эйнштейний, названный так в честь

7

Альберта Эйнштейна — творца теории относи­ тельности, элемент № 101 менделеевий — в честь гениального русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева, открывшего периодиче­ скую систему элементов, и другие.

Искусственные радиоактивные изотопы по прошествии определенного для каждого элемен­ та времени теряют способность излучения и превращаются в обычные элементы. Все превра­ щения радиоактивных изотопов происходят с выделением некоторого количества энергии, так называемого ионизирующего излучения, обозна­ чаемого первыми тремя буквами греческого ал­ фавита — альфа- и бета-частиц и гамма-лу­ чей, которые подобны рентгеновским лучам.

Активность любого изотопа оценивается чис­ лом атомов, распадающихся за одну секунду.

В медицине радиоактивные изотопы исполь­ зуются не как источники энергии, которая мо­ жет быть превращена в тепловуіб или электри­ ческую, а находят себе другое применение бла­ годаря различным свойствам своих излучений. Они отличаются друг от друга по характеру радиации, способности проникновения в глубь тканей, по продолжительности действия, кото­ рая может быть от нескольких долей секунды до миллионов лет. У радиоактивного железа с атомным весом 53 период полураспада равен 9 минутам, т. е. по прошествии этого времени по-

8