Чтение онлайн

Цюрихский физик Грейнахер на том же принципе сконструировал радиоактивное «перпетуум мобиле». Этот небольшой аппарат, подробности конструкции которого не представляют особого интереса, может действовать, пока радий не истощится, что, разумеется, продолжится несколько тысячелетий.

В высшей технической школе в Карлсруэ уже 70 лет находится аналогичное электрическое «перпетуум мобиле», которое состоит из Замбониева столба, у которого листы из медных и оловянных листочков играют роль металлов, а влажная бумага заменяет: жидкость гальванического элемента. Между полюсами столба качается золотая пластинка. Как только эта пластинка приходит в соприкосновение со столбом, заряженным положительным электричеством, она заряжается одноименным электричеством и отталкивается к отрицательному полюсу. Здесь она отдает положительное электричество и заряжается отрицательно, и процесс возобновляется.

Далее заслуживает упоминания лейпцигский инженер Пастор, сконструировавший аппарат для отыскания минеральных богатств, опирающийся на теорию квант и атомную теорию. С помощью этого аппарата можно искать вполне определенные минералы, как например, руду уголь, воду, нефть, и устанавливать их залегание с достаточной точностью.

В номере журнала «Сила и материя» от 14 сентября 1924 г. П. Граф сообщает об этом аппарате следующее:

Чтобы понять действие аппарата, необходимо знание современной атомной теории и теории квант. Согласно этим теориям, все атомы состоят из элементарных электрических зарядов. Химия различает 92 элемента, из которых известны уже 80. По внутреннему строению атом состоит из ядра и электронов; каждый атом имеет ядро, вокруг которого кружатся электроны, подобно планетам вокруг солнца. Различное число электронов определяет различия в химической природе вещества, иначе говоря, различия элементов. При этом электроны связаны с ядром в вполне определенные кольца. Если во. внутреннем строении атома происходит какое-либо сотрясение, то оно обнаруживается вовне в форме излучения. Радиоактивность, например, объясняется как результат внутреннего сотрясения атомов. При этом происходит выбрасывание электронов, которые, в виду их чудовищной скорости, налетая на другие атомы, могут вызвать новые сотрясения в составе этих атомов. Подобные сотрясения атомного состава служат причиной испускания энергии. Лучи-бета радия, например, представляют собою не что иное, как выброшенные электроны; лучи-гамма — лучистую энергию, подобную рентгеновским лучам.

Аналогичные излучения энергии получает в своем аппарате Пастор. В когерере у него находится то же вещество, какое он ищет в земле; с помощью потока катодных лучей вызывается разрушение атомов вещества, в связи с чем порождаются волны энергии, которые свойственны только этому веществу. Эти волны проникают в пространство, и если они в земле наталкиваются на то же вещество, то наблюдаются явления резонанса. Между аппаратом и местом почвы, где находится такое же вещество, возникает электромагнитное поле, влияющее на аппарат. В грозовой атмосфере аппарат не может действовать.

Аппарат работает следующим образом: переносная батарея дает катодный ток высокого напряжения, который аккумулируется соответствующим приспособлением и затем поступает в когерер. Если, например, в трубке содержатся молекулы какого-либо углеродистого соединения и их подвергнуть действию катодных лучей, то возникнут волны, свойственные только углю. Путем смены вещества в когерере можно таким образом заставить испускать волны любое минеральное вещество. В виду того что волны энергии распространяются со скоростью света, действие аппарата проявляется мгновенно.

Открытие существования элементов, которые путем распада медленно превращаются в другое вещество и при этом развивают сравнительно огромное количество энергии, пробило первую брешь в толстой стене, скрывавшей тайну строения атомов и элементов. Широкие перспективы открыли опыты, проделанные английским физиком Резерфордом в 1919 г. Ученый делал разнообразнейшие попытки использования испускаемых радием лучей для своих опытов по разрушению атомов. Исследователь пользовался сосудом, наполненным водородным газом, который он бомбардировал лучами радия. Обнаружилось, что атомы водорода поражались этими лучами. В виду того, что атом водорода, как известно, значительно легче атома радия, он с тем большей быстротой продолжал свой полет. Опыты Резерфорда шли еще дальше. Он бомбардировал упомянутыми лучами газообразный азот, причем наступали такие же явления, какие свойственны только атомам водорода. Затем были произведены еще следующие опыты. Резерфорд пользовался маленькой стеклянной трубкой, в один конец которой был введен препарат радия, тогда как на другом находилась стеклянная пластинка с кристалликом цинкового блеска, причем опыт производился в тщательно затемненной комнате. Как известно, под влиянием лучей радия цинковый блеск начинает светиться. На расстоянии 7 лучи еще способны заставить засветиться стеклянную стенку, но на большем расстоянии световые явления прекращаются. Если на расстоянии 7 см поставить очень тонкую пластинку алюминия, то нужно было бы предположить, что лучи погаснут еще раньше. В действительности же обнаруживается, что на стеклянной стенке остается небольшой след световых эффектов, который можно наблюдать даже на расстоянии 90 см. На основе этого наблюдения Резерфорд пришел к следующему выводу: если при этом последнем опыте позади алюминия появляются лучи, действующие далее, чем лучи самого радия, то они обязаны своим происхождением исключительно самому алюминию, так как вследствие бомбардировки алюминиевого листка лучами радия было разрушено некоторое количество атомов алюминия, и таким образом его лучи исходили из его внутреннего ядра. В виду того, что, как смогли установить Резерфорд и исследователи Венского радиевого института, удавалось с помощью магнита и электричества отклонить эти лучи с их пути, атомы их могут быть лишь легкими атомами водорода; иными словами, из алюминия благодаря атомному превращению получился водород — процесс, который, конечно, должен был бы продолжаться миллион лет, прежде чем удалось бы получить этим путем хотя бы один кубический сантиметр водорода.

Вскоре после опытов Резерфорда двум венским физикам Киршу и Петерсону удалось добиться разрушения атомов и, в частности, в первую очередь элементов магния, лития я силиция. Два английских исследователя Бетс и Роджерс также пытались аналогичным способом произвести разрушение атомов. Впоследствии Резерфорд добился разрушения и других элементов, как неон, сера, хлор, аргон и калий. В виду того что венским ученым удалось разрушить бериллий и углерод, была доказана возможность разложения всех «легких» элементов. В качестве продукта разрушения во всех опытах получался водород, а по данным венских ученых — гелий. Таким образом удалось разложить элементы на водород и гелий.

Т. Ф. Уолл, проф. Шеффильдского университета, делал опыты в другом направлении. Он пользовался при своих опытах сильными электрическими и магнитными полями. По существующим воззрениям, каждый атом состоит из ядра, заряженного положительно и представляющего как бы малое солнце, вокруг которого, подобно планетам, движутся частицы, заряженные отрицательно. Уолл утверждает, что положительное электричество ядра и отрицательное — электронов — создают сильное магнитное поле, которое может быть разрушено другим более сильным магнитным полем, причем электроны были бы выброшены при этом из своих орбит.

Физика в настоящее время уже имеет возможность установить, что с помощью полей силою от трех до пяти миллионов гаус (гаус характеризует магнитное поле, в котором одна силовая линия приходится на квадратный сантиметр) материя может быть разрушена, иначе говоря, атомы могут быть выбиты из их орбиты. Но до получения магнитного поля такой колоссальной силы еще очень далеко. Технике в настоящее время известны магнитные поля самое большее в 40 000 гаус.

Доминик описывает вышеупомянутые опыты Уолла следующим образом: «Уолл оперирует с помощью установки, состоящей из конденсатора, заряжаемого от динамомашины высокого напряжения током в 10 000 вольт и затем в течение долей одной тысячной секунды разряжаемого через катушку, намотанную на стальной стержень. Вся установка так сконструирована, что в течение, правда, весьма краткого промежутка времени в катушке и в пространстве нескольких кубических сантиметров образуется электрический ураган, мощностью около 200 л. с. При этом однако создаются переменные магнитные поля в полмиллиона гаус; подвергаемый этому магнитизированию стальной стержень обнаруживает изменение своих физических свойств, из чего и можно заключить о легком изменении самих атомов». Доминик приходит к выводу, что если бы Уоллу удалось увеличить силу тока в десять раз, он, несомненно, добился бы массового разрушения атомов. Во всяком случае ему удался опыт, идущий наиболее далеко по пути разрушения материи.

Разрушение атомов однако далеко не столь простой процесс, как это излагает Доминик, в виду того, что здесь действуют чудовищные силы. Отто Каппельмейер иллюстрирует эту мысль наглядным примером: «В Берлине имеется приблизительно 100 000 домов. Вообразим теперь, что один какой-либо дом в центре города является атомным ядром. Вокруг этого дома мчатся с невероятной быстротой в 2 240 км в секунду 80 гранат таких же размеров, как само ядро. Но расстояние между ними и ядром в сто тысяч раз больше диаметра одной гранаты. Задача, стоящая перед физиком, такова: снарядами — размером в наши гранаты — бомбардировать ядро, в то время как вокруг него беспрерывно вращаются 80 электронов. Этот эксперимент предполагает, что наши снаряды обладают такой громадной силой и скоростью, что в состоянии пронизать пути движения электронов. Более слабые снаряды были бы попросту отклонены в сторону мчащимися по своим орбитам хранителями ядра — электронами. Пробив все 80 электронных орбит, снаряд должен был бы еще иметь силу для того, чтобы пролететь в тысячу раз более длинный путь, прежде чем ему удалось бы вообще только достигнуть атомного ядра. Но здесь он сталкивается с новой преградой: атомное ядро окружено силовым полем, отклоняющим наши снаряды. Лишь в том случае, если у них хватит силы пробить и этот защитный вал, они смогут проникнуть к ядру. Если от последнего отколется хотя бы ничтожнейшая частица, элемент превращается в другой с меньшим атомным числом, — иначе говоря, ртуть с зарядом ядра 80 и 80-ю электронами превращается в золото с зарядом ядра 79 и 79-ю электронами (опыты Мите над превращением ртути в золото). Если бы удалось метко попасть нашим снарядом в атомное ядро ртути, снаряд в то же мгновенье привлек бы к себе один электрон, и осталось бы всего лишь 79 электронов. Подвергшийся бомбардировке элемент уже был бы не ртутью, а золотом».

Однако для дальнейшего успешного производства подобных экспериментов радий еще на долгое время останется слишком дорогим материалом. Один грамм его в настоящее время стоит свыше 100 000 марок. Даже тот факт, что в последние годы в Америке были открыты крупные залежи карнотита, благодаря чему за короткое время цена радия снизилась с 160 000 долларов до 110 000 долларов за грамм, не оправдывает затраты высокоценного радия на подобные эксперименты. Во всем мире в месяц добывается едва ли 5 г радия, несмотря на то, что в Конго за последние годы открыты большие залежи радия, и заводы Оолен в течение операционного года 1922/1923 добыли 23 г радия.

Наука поэтому должна будет позаботиться о других методах работы, чтобы совершенно отказаться от пользования радием и применять для разрушения атомов другой равноценный прежним способам метод. Это стало возможным лишь в 1926 г. благодаря опытам, произведенным американцем Вильямом Кулиджем в исследовательской лаборатории «Дженераль Электрик Компени» в Шенектеди. Он применил усовершенствованную трубку Кука, которая обладает якобы силой излучения тонны радия. Изобретение Кулиджа является комбинацией трубки Кука и знакомой всем радиослушателям катодной трубки. Не вдаваясь в дальнейшие подробности изобретения Кулиджа, отметим, что ряд опытов по освещению этими лучами дал поразительнейшие результаты. Например, мраморная глыба под влиянием лучей его трубки вспыхивала оранжевым светом и сохраняла этот оттенок даже после того, как действие лучей прекращалось. Ухо кролика под влиянием этих лучей в течение доли секунды было насквозь прожжено и впоследствии на нем вырастали белые волосы. Несомненно в будущем можно ожидать, что это новое открытие будет усовершенствовано далее, и радий все более и более будет вытесняться, физикам же будут открываться новые пути в области исследования атомного мира.