Чистое, гибкое и легко доставляемое оружие всех размеров позволило бы использовать эти бомбы так, как мы хотим их использовать: как инструменты обороны. Останавливая агрессора, мы не высвобождали бы огромные количества радиоактивных атомов, которые несли бы смерть там, где мы хотели защитить свободу. Чистое ядерное оружие было бы тем же, что и удобно упакованные взрывчатые вещества большой мощности. Они были бы не более чем этим.
Возможность чистых взрывов открывает еще одно направление развития: использование ядерных взрывчатых веществ в мирных целях. Обычные взрывчатые вещества большой мощности использовались в мирное время так же широко, как и на войне. От добычи полезных ископаемых до строительства плотин — существует огромное разнообразие важных работ, которые выполнял динамит. Ядерные взрывчатые вещества не использовались подобным образом. Причина — опасность радиоактивности. Как только мы полностью овладеем искусством чистых взрывов, последуют мирные применения, и будет сделан еще один шаг в управлении силами природы.
Все это, конечно, лишь малая часть процесса возрастания могущества человека и возрастания ответственности человека. Поскольку невозможное вчера становится свершившимся фактом сегодня, мы должны все больше осознавать наших соседей на этой сжимающейся планете. Искусство мира может привести к конфликту интересов так же легко, как и к плодотворному сотрудничеству. Если мы когда-нибудь научимся контролировать климат мира, нация может оказаться в таком же отношении к другой нации, как два фермера, которые должны использовать воды одной и той же реки.
Соперники — это люди, которые борются за контроль над рекой. Когда то же самое слово «соперники» станет означать сотрудничество для наилучшего общего использования реки или любого другого ресурса — это будет время закона и мира. Конечно, это звучит как утопия, и никто не видит пути. Но общее направление, в котором мы должны идти, — не считать атомные взрывчатые вещества и радиоактивность изобретениями дьявола. Напротив, мы должны более полно исследовать все последствия и возможности, которые заложены в природе, даже когда эти возможности поначалу кажутся пугающими. В конечном счете, это путь к лучшей жизни. Это может звучать необычно оптимистично в атомный век, но мы верим, что человеческая раса вынослива и в конечном итоге человеческая раса разумна.
ГЛОССАРИЙ
Активность: Сокращение от радиоактивности. Также сила радиоактивного источника, измеряемая в распадах в секунду.
Воздушный взрыв: Ядерный взрыв на такой высоте, что огненный шар не касается поверхности Земли. Воздушный взрыв производит очень мало локальных радиоактивных осадков.
Альфа-излучение (частица): Энергичное, но не обладающее проникающей способностью излучение, испускаемое тяжелыми радиоактивными ядрами. Альфа-частица состоит из двух нейтронов и двух протонов и идентична ядру обычного атома гелия.
Атом: Положительно заряженное ядро, окруженное отрицательно заряженными электронами.
Атомная бомба: Бомба, основанная на делении ядер.
Атомное облако: Облако, остающееся после того, как энергия взрыва была унесена ударной волной и тепловым излучением. Оно состоит из конденсированного водяного пара, материала грунта и обломков бомбы, включая радиоактивные вещества.
Атомная энергия: Энергия, высвобождаемая в ядерных реакциях, например, при делении ядер. Атомная энергия и ядерная энергия означают одно и то же, но последнее название более уместно.
Атомный реактор: То же, что и ядерный реактор.
Фоновая радиация: Естественная радиация, обусловленная космическими лучами, а также радиоактивными веществами в земле, в атмосфере и в наших собственных телах.
Бета-излучение (частица): Энергичный электрон или позитрон, испускаемый некоторыми радиоактивными ядрами. Практически все продукты деления являются бета-излучателями (электронов).
Взрывная волна: То же, что и ударная волна.
Цезий-137: Радиоактивный продукт деления. Испускает бета-частицу с энергией 0,5 миллиона вольт и гамма-квант с энергией 0,7 миллиона вольт с периодом полураспада 30 лет. Дочернее ядро — стабильный барий-137.
Цепная реакция: Самоподдерживающаяся последовательность делений. Нейтроны, высвобождаемые при делении одного ядра, используются для вызова деления в другом ядре.
Хромосома: Малое тело неправильной формы, обнаруженное в клетках. Хромосомы несут гены, которые отвечают за наследственность.
Чистая бомба: Ядерная бомба, которая производит тепло и ударную волну, но лишь незначительное количество радиоактивности. Энергия такой бомбы почти полностью получается в результате процесса термоядерного синтеза.
Кобальт-60: Радиоизотоп — распадается в никель-60 с испусканием слабой бета-частицы. Период полураспада для этого распада составляет 5,3 года. Никель-60 немедленно испускает два гамма-кванта с общей энергией 2,5 миллиона электрон-вольт.
Кобальтовая бомба: Радиологическая бомба, которая производит большое количество кобальта-60.
Регулирующий стержень: Стержень из материала, поглощающего нейтроны, используемый для управления уровнем мощности ядерного реактора.
Космические лучи: Энергичные частицы из космического пространства. Они вызывают ядерные реакции в атмосфере Земли и, таким образом, вносят вклад в фоновую радиацию. Это космическое излучение более интенсивно на больших высотах, чем на уровне моря.
Счетчик: Устройство, которое обнаруживает ядерное излучение.
Критическая масса: Количество делящегося материала, необходимое для поддержания устойчивой цепной реакции. При меньшем, чем критическое, количестве реакция прекращается, так как теряется слишком много нейтронов.
Циклотрон: Машина, которая ускоряет заряженные частицы до высокой энергии. Энергичные заряженные частицы могут быть использованы для вызова ядерных реакций.
Дочернее ядро: Ядро, которое остается после распада радиоизотопа.
Распад: Спонтанный процесс, при котором радиоактивное ядро испускает альфа-, бета- или гамма-частицу.
Запаздывающие нейтроны: Те, которые высвобождаются через долю секунды или до половины минуты продуктами деления. Они составляют менее одного процента от общего числа нейтронов, высвобождаемых в процессе деления, но полезны для целей управления в реакторах.
Дейтерий: Стабильный изотоп водорода. Его ядро (называемое дейтроном) состоит из одного протона и одного нейтрона.
Распад: То же, что и распад.
Доза: Количество радиации — обычно измеряется в рентгенах.
E = mc²: Уравнение Эйнштейна, связывающее массу (m) и энергию (E). Скорость света (c) входит как коэффициент пропорциональности. Уравнение утверждает, что один фунт массы эквивалентен десяти мегатоннам энергии. В процессе деления преобразуется только одна десятая одного процента массы. Поэтому для производства десяти мегатонн энергии путем деления потребовалось бы 1000 фунтов урана.
Электромагнитное излучение: Включает радиоволны, видимые, инфракрасные и ультрафиолетовые волны; также рентгеновские и гамма-лучи. Последние два являются энергичными, проникающими формами излучения.
Электрон: Частица, имеющая единичный отрицательный заряд и вес, равный 1/1840 веса самого легкого атома (водорода).
Электронный захват: Процесс, при котором атомный электрон соединяется с протоном в ядре, образуя нейтрон и нейтрино.
Электрон-вольт: Количество энергии, приобретаемое электроном, который ускоряется через электрический потенциал в один вольт. Как правило, энергия, необходимая для того, чтобы «выбить» электрон из атома, составляет несколько электрон-вольт; частицы, выбрасываемые из радиоактивных ядер, имеют энергию от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов электрон-вольт.
Элемент: Совокупность атомов, ядра которых имеют одинаковый заряд. Элемент может состоять из многих изотопов.
Обогащенный материал: Уран, который содержит большую долю 235-го изотопа, чем содержится в природной руде.
Возбужденное состояние: Состояние атома, молекулы или ядра, имеющее избыточную энергию. Как только возможно, эта избыточная энергия высвобождается, и система переходит в основное состояние.
Радиоактивные осадки: Радиоактивные частицы от атомного взрыва. Они могут переноситься в атомном облаке на большие расстояния от эпицентра, а затем «выпадать дождем» на поверхность Земли.
Огненный шар: Светящийся шар горячего воздуха и материала бомбы, который расширяется и остывает по мере того, как ударная волна уносится прочь.
Деление: Распад тяжелого ядра на два или более фрагмента. В этом процессе высвобождается большое количество энергии и некоторые свободные нейтроны.
Делящийся материал: Изотопы, которые подвергаются делению при бомбардировке медленными нейтронами: уран-235 и плутоний-239.
Продукты деления: Осколки деления и их дочерние ядра, включая сотни различных радиоактивных видов, среди них стронций-90 и цезий-137.
Синтез: Объединение легких ядер в более тяжелые с высвобождением энергии. Например, дейтрон + тритон → альфа + нейтрон. В этом процессе высвобождается около 18 миллионов электрон-вольт.
Гамма-излучение: Энергичное, проникающее электромагнитное излучение, испускаемое некоторыми радиоактивными ядрами, часто после бета-излучения.
Гены: Части хромосом. Это большие молекулы, которые определяют наследственность.
Основное состояние: Состояние наименьшей энергии и наибольшей стабильности атомов, молекул и ядер.
Эпицентр: Точка на поверхности Земли непосредственно над или под ядерным взрывом.
Период полураспада: Время, необходимое для распада половины большого числа идентичных радиоактивных ядер.
Водородная бомба: То же, что и водородная бомба.
Тяжелый водород: То же, что и дейтерий.
Тяжелая вода: Вода, в которой тяжелый водород заменен на обычный водород.
Водородная бомба: Термоядерная бомба большой мощности.
Иод-131: Радиоактивный продукт деления с периодом полураспада 8 дней. Испускает электрон со средней энергией 0,2 миллиона электрон-вольт и гамма-квант с энергией 0,4 миллиона электрон-вольт.
Ион: Заряженный атом или молекула. Ионы образуются в изобилии, когда энергичные заряженные частицы проходят через вещество.
Ионизация: Процесс удаления электронов из нейтральных атомов или молекул. Нейтроны и гамма-лучи, а также энергичные заряженные частицы очень эффективны в производстве ионизации.
Иридий-192: Радиоизотоп с периодом полураспада 75 дней. Испускает электрон со средней энергией 0,2 миллиона вольт и гамма-квант с энергией 0,3 миллиона вольт.
Изотопы: Атомы, ядра которых имеют одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов. Такие атомы имеют одинаковое химическое поведение.
Килотонна: Количество энергии, высвобождаемое тысячей тонн тротила.
Криптон-85: Радиоактивный продукт деления. Имеет десятилетний период полураспада и испускает электрон со средней энергией 0,2 миллиона вольт и гамма-квант с энергией 0,5 миллиона вольт.
Лейкемия: Обычно смертельное заболевание, при котором белые кровяные тельца вырабатываются в избытке.
Локальные радиоактивные осадки: Радиоактивные осадки в окрестностях ядерного взрыва.
Мегатонна: Количество энергии, высвобождаемое миллионом тонн тротила.
Мезон: Частица, промежуточная по весу между электроном и протоном. На самом деле существует два вида мезонов, называемых пи- и мю-мезонами. Пи-мезон весит в 276 раз больше электрона и связан с силами, которые удерживают ядро вместе. Мю-мезон весит в 212 раз больше электрона и вносит заметный вклад в космическое излучение.
Микросекунда: Одна миллионная доля секунды. Свету требуется 5 микросекунд, чтобы пройти милю.
Миллион-вольтовая частица: Сокращение от частицы с энергией в миллион электрон-вольт.
Замедлитель: Материал, используемый в ядерных реакторах для уменьшения скорости нейтронов.
Молекула: Комбинация атомов, удерживаемых вместе химически.
Мутация: Генетическое изменение, которое передается потомству и влияет на наследственные характеристики. Такие изменения в генах могут быть вызваны радиацией, а также химическими и термическими агентами.
Нейтрино: Невесомая, незаряженная частица, которая уносит энергию в процессе бета-распада.
Нейтрон: Нейтральная частица, одна из основных составляющих ядра. Нейтрон весит немного больше протона, и в свободном состоянии распадается на протон плюс электрон и нейтрино.
Благородные газы: Гелий, неон, аргон, криптон и ксенон. Они не соединяются химически ни с какими элементами, включая самих себя.
Ядерная бомба: Бомба, которая получает свою энергию от ядерного деления или синтеза.
Ядерный реактор: Машина для поддержания контролируемой цепной реакции.
Ядро: Сердцевина атома, состоящая из нейтронов и протонов. Его заряд равен количеству протонов. Его вес равен количеству протонов плюс количество нейтронов.
Периодическая система: Химические элементы, расположенные в порядке возрастания атомного заряда. Элементы с похожими химическими свойствами встречаются периодически.
Плутоний: Элемент с зарядом 94, полученный путем захвата нейтрона в уране-238 с последующими двумя бета-излучениями. Как и уран-235, плутоний ценен как атомное топливо.
Позитрон: Положительный аналог электрона.
Калий-40: Естественный радиоактивный изотоп. Имеет период полураспада один миллиард лет и испускает бета- и гамма-лучи.
Протон: Составляющая ядра. Имеет единицу положительного заряда и весит немного меньше нейтрона.
Радиация: Энергичные заряженные частицы, нейтроны и гамма-лучи, которые вызывают ионизацию в веществе. Радиация производится при ядерных взрывах, но также встречается естественно от космических лучей и от распада радиоактивных веществ в нашем окружении.
Радиоактивность: Спонтанный ядерный распад, высвобождающий альфа-, бета- или гамма-частицу.
Радиоизотоп: Сокращение от радиоактивного изотопа.
Радиологическая бомба: Бомба, предназначенная для создания радиоактивного загрязнения.
Радий: Элемент с зарядом 88. Основной изотоп имеет вес 226 и испускает альфа-частицу с периодом полураспада 1620 лет.
Пробег: Расстояние, пройденное энергичной заряженной частицей в веществе до остановки. Тяжелые заряженные частицы движутся по прямой линии внутри вещества, но электроны часто меняют свой курс. По этой причине пробег электронов составляет лишь около половины общего пройденного расстояния.
Реактор: То же, что и ядерный реактор.
Рентген: Мера дозы радиации — определяется в терминах количества энергии, поглощенной на единицу веса облученного материала. Доза в 400 000 рентген в живой ткани поглощает достаточно энергии, чтобы повысить температуру на 1°C. Доза всего в 400 рентген для человека вызывает смерть в пятидесяти процентах случаев.
Ударная волна: Расширяющийся фронт высокого давления и сильных ветров, создаваемый взрывом.
Спонтанное деление: Естественное деление, не вызванное нейтроном. Период полураспада для этого процесса в уране-238 составляет 8 × 10¹⁵ лет.
Стратосфера: Атмосфера над зоной погоды. Высота стратосферы варьируется от тридцати до пятидесяти тысяч футов в зависимости от широты и сезона.
Стратосферные радиоактивные осадки: Всемирные осадки от больших бомб, облака которых поднимаются в стратосферу. В среднем радиоактивность остается в стратосфере около десяти лет, а затем оседает более или менее равномерно по поверхности Земли.
Стронций-90: Радиоактивный продукт деления. Имеет период полураспада 28 лет и испускает два электрона со средней общей энергией 1,2 миллиона электрон-вольт. Стронций химически похож на кальций и откладывается в костях.
Тепловое излучение: Электромагнитное излучение, в основном видимое, но также ультрафиолетовое и инфракрасное, испускаемое из огненного шара ядерного взрыва и передаваемое на большие расстояния в окружающем холодном воздухе.
Термоядерная бомба: Бомба, которая получает значительную часть своей энергии от синтеза изотопов водорода.
Термоядерная реакция: Реакция синтеза, вызванная высокой температурой.
Торий: Элемент с зарядом 90. Основной изотоп имеет вес 232 и испускает альфа-частицу с периодом полураспада 14 миллиардов лет.
Триггерный процесс: Малая причина, которая приводит к большому эффекту.
Тритий: Изотоп водорода. Его ядро (называемое тритоном) состоит из одного протона и двух нейтронов. Тритоны являются радиоактивными бета-излучателями с периодом полураспада 12,25 года.
Тропосфера: Погодная часть атмосферы, от уровня моря до примерно сорока тысяч футов.
Тропосферные радиоактивные осадки: Всемирные осадки, в основном от небольших бомб (менее мегатонны), облака которых остаются в тропосфере. Эти осадки происходят в среднем через две недели — месяц после взрыва и остаются на широте, близкой к широте взрыва.
Уран: Элемент с зарядом 92. Природный уран содержит 1 часть U-235 на 139 частей U-238. U-235 является делящимся материалом, а U-238 может быть преобразован в плутоний, который является делящимся.
Рентгеновские лучи: Проникающее электромагнитное излучение, обычно создаваемое путем бомбардировки металлической мишени энергичными электронами. Рентгеновские и гамма-лучи — это, по сути, одно и то же.
СНОСКИ
[1]The word “noble” is perhaps a misnomer—these atoms do not even seek the company of each other.
[2]Quotes are put around the word atom because, having lost one of its electrons, it is no longer an ordinary neutral atom in its ground state.
[3]Yet.
[4]Actually the same state may be occupied by two neutrons and two protons. The reason is that neutrons and protons are magnetic particles with a north and a south pole. Consequently the demand for a difference can be satisfied by having one neutron (or proton) with its north pole pointing up and another with its north pole pointing down.
[5]It seems that neutrinos emitted in the company of electrons have the symmetry of a right screw; those emitted together with a positron have the symmetry of a left screw.
[6]Actually the weights rarely add up to the original 238 because, as a rule, one or more neutrons are emitted which carry off some of the original mass.
[7]Only a very few unlucky ones are overtaken by beta decay first.
[8]She and her husband were the discoverers of two elements, rhenium and masurium. One of these exists.
[9]A great portion of the energy might be lost if the neutron is quite fast. In this case the neutron can cause internal excitation of the nucleus.
[10]There seems to be a good possibility that he died from a hepatitis entirely unrelated to the initial radiation exposure.
[11]Half-lives of radioactive nuclei are uninfluenced by the extreme temperatures or pressures of the explosion, or by the state of motion of the particles or where they happen to be.
[12]A small amount may drift down to the ground in the winds. This may get deposited on leaves and grass.
[13]The last line of the table is based on our own estimates.
[14]Recent evidence suggests this number is sometimes twenty-three.
[15]Dubbed by its friends “Committee for Reactor Prevention.”
[16]One of the authors.
[17]This difference is not surprising. When we sterilize, we have to kill all germs, even those which are most resistant to radiation. Furthermore small organisms may escape the radiation effects by mere chance. On the other hand a big and complicated organism will cease to function when the most sensitive among its essential tissues have been destroyed.
Примечания транскрибера
Молчаливо исправлено несколько опечаток.
Сохранена информация о публикации из печатного издания: эта электронная книга является общественным достоянием в стране публикации.
Только в текстовых версиях текст курсивом выделен _нижними подчеркиваниями_.