Если бы для извлечения энергии топлива приходилось «поджигать» каждую молекулу его, то уголь, нефть и другие виды топлива не получили бы практического применения. К счастью, химическая реакция горения протекает совсем иначе. Если поджечь уголь в каком-либо месте, то при надлежащем доступе кислорода горение идет дальше самостоятельно, само себя поддерживая и охватывая все большую и большую массу угля. Молекулы углерода, из которых состоит уголь, сами «зажигаются» одна от другой, по цепочке. Такие самоподдерживающиеся химические реакции, которые, будучи начаты, поддерживают себя дальше сами, называются цепными. Теорию цепных химических реакций разработал еще в 1928 г. советский ученый Н. Н. Семенов.
Среди многочисленных ядерных реакций, о которых говорилось выше, не было ни одной, которая, будучи начата, развивалась бы дальше сама собой, по цепочке. В этих ядерных реакциях расщепление одного ядра не вызывает подобного же превращения других соседних ядер.
Положение коренным образом изменилось в 1939 г. благодаря открытию ядерной реакции нового типа, названной реакцией деления тяжелых ядер, которая при определенных условиях может протекать, как цепная. Эта реакция была открыта при обстреле нейтронами урана — самого тяжелого из существующих на Земле элементов.
Используя цепную реакцию деления тяжелых ядер, ученым удалось осуществить тепловую ядерную реакцию с водородом, протекающую в форме взрыва. Эта реакция, называемая иначе термоядерной реакцией, происходит под действием весьма высокой температуры, измеряемой миллионами и десятками миллионов градусов.
Деление тяжелых ядер и термоядерная реакция с водородом практически используются в настоящее время для получения ядерной энергии.
Как протекают эти ядерные реакции, каковы их особенности и рассказывается ниже.
2. Деление тяжелых ядер
Как известно из вышеизложенного, путем обстрела быстрыми частицами можно сделать радиоактивными большое число химических элементов. Итальянский физик Э. Ферми в 1934 г. показал, что чрезвычайно эффективными возбудителями искусственной радиоактивности являются нейтроны. Изучая воздействие нейтронов на ядра атомов урана, ученые ряда стран открыли много интересных и на первых порах загадочных явлений. Одним из таких открытий, явившимся, без сомнения, выдающимся достижением физики, было открытие в 1939 г. вызываемого нейтронами деления урана. Как установили немецкие физики О. Ган и Ф. Штрассман, после бомбардировки урана нейтронами в нем обнаруживаются ядра атомов элементов, стоящих в середине периодической таблицы Менделеева. Усилиями многих физиков было доказано, что эти
