Получение энергии. Лиза Мейтнер. Расщепление ядра, Коллектив авторов

Получение энергии. Лиза Мейтнер. Расщепление ядра

на обложку

Коллектив авторов

Шрифт:

ДОКЛАД О ГАНЕ

Один из ответственных за записи в Фарм-холле составил несколько отчетов о находившихся там ученых — Максе фон Лауз, Вернере Гейзенберге, Карле Фридрихе фон Вайцзеккере. Оценивая Гана, один из высших чинов, проверявших записи, отметил:

«Это человек мира. Самый любезный из профессоров. Непопулярен среди молодых ученых группы, считающих его деспотом. Обладает острым чувством юмора и благоразумен. Демонстрирует уважительное отношение к Англии и США. Чувствовал себя ужасно после известия об использовании атомной бомбы, считает себя ответственным за жизни тех людей в силу

сделанного им открытия. Очень хорошо отнесся к факту, что пресса сочла автором открытия профессора Мейтнер, хотя уточняет, что она была одной из его помощниц и к тому же уехала из Берлина до того, как было сделано открытие».

В этом отчете констатируется: Ган переосмыслил процесс открытия расщепления ядра до той степени, что начал считать, будто Мейтнер не играла в открытии никакой важной роли. Однако письма и документы той эпохи убеждают нас в том, что роль Мейтнер была такой же фундаментальной, как и роль Гана.

Ган решил, что радоваться его награждению Мейтнер мешает исключительно уязвленное самолюбие, но для самой исследовательницы эта ситуация стала очередной несправедливостью, связанной с ее национальностью и полом. Кроме того, она считала, что такие ученые, как Ган и Гейзенберг, гораздо ближе, чем заявляли впоследствии, сотрудничали с нацистским режимом. После этого дружба Мейтнер с Ганом прекратилась навсегда. Однако несмотря на всю горечь, которую она испытывала, исследовательница присутствовала на нобелевском приеме и выслушала речь Гана, который несколько раз упомянул ее работу и работу Фриша. В свою очередь, Ган в знак уважения к Мейтнер разделил с ней денежную часть премии — средства исследовательница передала в комитет атомной энергии в Принстоне, созданный для наблюдения за возможными способами использования этого вида энергии.

ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ

После Второй мировой войны появилось много проектов, в которых предлагалось коммерческое использование военных технологий. Ядерная энергия рождала много надежд: считалось, что она поможет открыть новую эру. Первой атомной станцией, подключенной к единой энергетической сети, стала АЭС в Обнинске. Это был маленький экспериментальный реактор, запущенный в 1954 году. Через два года Елизавета II открыла в Соединенном Королевстве Колдер-холл, проработавший до 2003 года. Эта станция использовала необогащенный уран и, по сути, производила очень мало электричества, так как служила прикрытием для главной цели — производства плутония для военных проектов. Сегодняшние атомные станции, как правило, работают на обогащенном уране. Для создания поддерживаемой цепной реакции и производства энергии необходимо достичь пропорции обогащения в 3%. В качестве ядерного топлива можно использовать и плутоний, но подобный вариант представляется довольно спорным, так как этот элемент легко превращается в оружие. В настоящее время атомные станции работают в 29 странах мира, их общее количество не превышает полумиллиона, они производят около 20% всей электроэнергии. Энергия от цепной реакции используется для испарения воды и приведения в движение турбин, производящих электричество. Затем вода проходит через конденсатор, так что ее можно использовать в новом цикле. Обогащенный уран в виде плиток складывают внутрь труб или стержней четырехметровой длины. Плитки располагаются группами по 50 или 100 штук, в один реактор помещают примерно 200 групп. Ядерное топливо размещают в контейнере или на подносе из материалов, изолирующих радиоактивное излучение. Для контроля и регуляции цепной реакции используют стержни, которые могут поглощать нейтроны. Это позволяет избежать неконтролируемой реакции, которая приведет к взрыву.

В атомных станциях энергия от расщепления используется для получения водяного пара, который приводит в движение турбины. Так получается электричество.

Ядерная

станция с герметичным водяным реактором: 1) блок реактора; 2) охлаждающая башня; 3) реактор; 4) контрольные стрежни; 5) измеритель давления; 6) генератор пара; 7) топливо; 8) турбина; 9) генератор; 10) трансформатор; 11) конденсатор; 12) частицы газа; 13) вода; 14) воздух; 15) воздух (влажный); 16) ток воды; 17) контур охлаждения; 18) первичный контур; 19) вторичный контур.

После войны Общество кайзера Вильгельма было переименовано в Общество Макса Планка. Ган и Штрассман активно участвовали в восстановлении сети научных институтов. В 1947 году Штрассман и Ган связались с Мейтнер, чтобы сделать ей серьезное предложение — восстановить ее в прежней должности. Однако возврат к прошлому был невозможен. В ответном письме Штрассману исследовательница объясняла, что не может забыть ужасных событий, произошедших при нацистах. Она считала, что между ней и немецкими учеными — непримиримые разногласия. Ответила Мейтнер и Гану, объяснив ему, что моральные соображения не позволяют ей вернуться.

Несмотря на свое разочарование, она вернулась в Германию в 1949 году, чтобы получить медаль Макса Планка за работу по расщеплению ядра. Эту награду она разделила с Ганом и Штрассманом. В Германии медаль Планка была высшей наградой, которой мог удостоиться ученый. Также Мейтнер удалось изменить свое положение в Швеции: в 1947 году Королевский технологический институт Швеции заключил с исследовательницей договор и предоставил ей все необходимое оборудование, чтобы она наслаждалась работой в лаборатории с помощниками. Наконец, после многолетнего перерыва, Мейтнер могла продолжать научный труд. Несмотря на возраст, она активно участвовала в проекте создания первого ядерного реактора в Швеции. Наконец, в 1953 году Мейтнер ушла на пенсию в возрасте 75 лет.

Когда в конце 1950-х ее здоровье ухудшилось, она переехала жить в Кембридж, к Отто Роберту Фришу. Мейтнер не оставляла активную деятельность и читала лекции, особенно интересной была лекция в Вене, на которой она рассказала о всей своей жизни. В 1964 году Лиза даже отважилась на посещение Соединенных Штатов, чтобы в последний раз навестить некоторых своих родственников и друзей. Расщепление ядра принесло ей последнюю награду: в 1966 году она стала первой женщиной, получившей премию Энрико Ферми. Эту награду она вновь разделила с Ганом и Штрассманом. Ган и его жена умерли в 1968 году, через год ушла из жизни и Мейтнер. Похороны организовывал Фриш. Он беспокоился о том, чтобы его знаменитую тетку похоронили в Англии, и даже выбрал фразу для ее надгробного камня: «Физик Лиза Мейтнер, никогда не терявшая своей человечности».

Список рекомендуемой литературы

Aczel, A., Lasguerras del uranio, Barcelona, RBA, 2012.

Bodanis, D., E=mc2, Barcelona, Planeta, 2002.

Frisch, O.R., De la fision del atomo a la bomba de hidrogeno - Recuerdos de un ftsico nuclear, Madrid, Alianza, 1982.

Gamow, G., Biografta de la ftsica, Madrid, Alianza, 2007.

Gribbin, J., Historia de la ciencia, 1543-2001, Barcelona, Critica, 2003.

Hooft, G., Particulas elementales, Barcelona, Drakontos, 2008.

Kragh, H.S., Generaciones cuanticas: una historia de la ftsica en el siglo xx, Madrid, Akal, 2007.

Rife, R, Lise Meitner and the dawn of the nuclear age, Boston, Brikhauser, 2007.

Sanchez Ron, J.M., Historia de la ftsica cuantica, Barcelona, Critica, 2001.

Sime, R.L., Lise Meitner. A life in physics, California, University of California Press, 1996.

Teresi D. y Lederman L, La particula divina, Barcelona, Drakontos, 2007.