Физические основы получения атомной энергии | страница 44

Освобождаемая в этой реакции ядерная энергия переходит в кинетическую энергию быстро движущихся альфа-частиц. Величина ее оказывается большой и составляет около 17,2 Мэв на каждое ядро лития. Если бы можно было таким способом расщепить 1 г лития, то выделившаяся энергия составила бы около 56 млн. ккал.

Расщепление лития быстрыми протонами было первой искусственной ядерной реакцией, в которой освобождалось большое количество ядерной энергии. Это указывало на принципиальную возможность получения ядерной энергии с помощью искусственно вызываемых превращений атомных ядер.

Важную роль в развитии ядерной физики сыграл циклический ускоритель заряженных частиц — циклотрон, предложенный и построенный американским физиком Э. Лоуренсом в 1932 г. В этом ускорителе разгоняемые частицы движутся по круговой траектории с постепенно увеличивающимся радиусом, делая определенное, строго постоянное число оборотов, или циклов, в каждую секунду (отсюда и само название циклический ускоритель, или циклотрон). При помощи циклотрона протоны можно разогнать до скоростей, соответствующих энергии в 10 Мэв, имея переменное электрическое напряжение, измеряемое всего лишь тысячами вольт. Именно с циклотрона начинается фактически история современных ускорителей.

Позже были созданы ускорители, с помощью которых можно получать заряженные частицы с энергией в сотни и даже тысячи миллионов электрон-вольт. Это удалось осуществить, используя методы, разработанные советским физиком членом-корреспондентом Академии наук СССР В. И. Векслером в 1944 г. и независимо от него американским физиком Мак-Миланом в 1945 г. Ускоритель, в котором используется один из методов Векслера, называется синхроциклотроном, или фазотроном. Крупнейшим в мире ускорителем этого типа является синхроциклотрон, построенный в 1949 г. в Институте ядерных проблем Академии наук СССР. Это — крупное инженерное сооружение, внешний вид которого дан на рис. 21. Синхроциклотрон позволяет ускорять протоны до энергий 680 Мэв.

Эта установка вместе с другим оборудованием передана Советским государством в 1956 г. Объединенному институту ядерных исследований в г. Дубна.

Еще более мощными являются американские ускорители, также основанные на идеях Векслера и Мак-Милана. Это, во-первых, так называемый космотрон в Брукхейвене, рассчитанный на получение протонов с энергией в 3 млрд. эв, и, во-вторых, беватрон Калифорнийского университета в Беркли, с помощью которого удается разгонять протоны до энергии в 6,3 млрд.