Явление радиоактивности, с которым мы познакомились в предыдущей главе, впервые ясно показало, что ядра атомов имеют сложное строение и что в природе происходят превращения ядер одних химических элементов в ядра других элементов.
Явление радиоактивности интересно также и в другом отношении. Альфа-частицы, испускаемые ядрами атомов некоторых радиоактивных элементов, движутся с огромной скоростью, достигающей 20–25 тыс. км в секунду, и обладают в силу этого большой кинетической энергией. Поэтому естественно возникла мысль: используя альфа-частицы радиоактивных веществ в качестве «снарядов» и обстреливая ими атомы, проникнуть внутрь атомных ядер и разрушить их. Такую попытку предпринял Резерфорд, подвергнувший обстрелу альфа-частицами атомы азота. Это была «неприцельная стрельба» вслепую. Попасть в этих условиях в невидимое ядро атома азота — это все равно, что, стреляя из орудия, поразить невидимую мишень, расположенную где-то на площади в 1 км>2. Продолжая методически обстрел в течение длительного времени, Резерфорду удалось в 1919 г. впервые в истории физики искусственно расщепить ядро. Оказалось, что ядро азота при попадании в него альфа-частицы превращается в ядра кислорода и водорода.
Обстреливая альфа-частицами атомы нерадиоактивных элементов, супруги Фредерик и Ирен Жолио-Кюри открыли в 1934 г. искусственную радиоактивность. Жолио-Кюри установили, что в результате проникновения альфа-частиц в ядра алюминия, бора, магния и других веществ образуются радиоактивные ядра, отсутствующие в природе.
«Ядерная» артиллерия сыграла решающую роль в изучении состава атомного ядра.
Обстреливая атомы различных элементов быстрыми частицами, удалось установить, что в ядрах всех атомов имеются протоны, то есть ядра атомов водорода с массой, приблизительно равной атомной единице, и с единичным положительным зарядом. Точнее, масса протона по современным данным равна 1,00759 а.е.м.
Первоначально предполагалось, что, помимо протонов, в состав ядра входят еще и электроны и что ядра всех атомов построены из протонов и электронов. Однако позже выяснилось, что такое предположение неправильно и противоречит ряду опытных фактов. Современное учение о строении атомного ядра зародилось в 1932 г. Непосредственным толчком к его возникновению послужило открытие в 1932 г. английским физиком Чадвиком новой, неизвестной до того времени «элементарной» частица — нейтрона.
Нейтрон — нейтральная, то есть не имеющая электрического заряда, частица с массой, равной приблизительно массе протона. Точное значение массы нейтрона равно 1,00898
