В) Процеси ядерного перетворення

Таке питання, що підвівся перед фізиками після виявлення структури атомного ядра, стосувався сил, що скріплюють нуклоны в ядрі. У зв'язку з його розширенням з'ясувалося, що взаємовідносини між нейтроном і протоном не настільки прості, як здавалося спочатку. Виявилося, що точніше говорити про структуру атомного ядра, що складає з протонів, нейтронів і мезонов. Мезоны, існування яких було в 1935 році предсказано Г.Юкавой і вікрито Ч.Андерсоном і С.Неддермейером, і виявилися силами тяжіння, що по розмірі перевершують електричні сили, що діють між одноименно зарядженими протонами. Ядерні сили - це вид основних фізичних сил, що діють у природі, поряд із гравітаційними й електромагнітними.

З усіх названих часток нейтрон виявився найбільше придатним для здійснення процесу ядерного перетворення, оскільки через відсутність у нього заряду він спроможний глибше проникнути в речовину, входити в позитивно заряджені ядра атомів, що відштовхуються позитивно заряджені протони й альфа-частинки. Завдяк цьому в стислий термін була вивчена дія нейтронів на різноманітні ядра, що призвело до відкриття штучної радіоактивності. Вирішальне досягнення в цій області належить Ф.Жоліо Кюр і И.Кюрі, що установили, що майже всі піддані бомбардуванню атоми стають радіоактивними. Це означало, що природна радіоактивність є лише залишковою активністю атомів, що ще не встигнули досягти стійких станів. Знання атомних перетворень могло допомогти пояснити, яким уявою виникнули елементи.

Розпочате з 30-х рр. ХХ сторіччя створення пришвидшувачів дало можливість підвищити ефективність досліджень у цій області. Х.А.Бете і Г.А.Гамов сприяли встановленню ймовірних циклів термоядерних реакцій, що є джерелами внутризіркової енергії. Стало ясно, що джерелом більшої частини енергії Всесвітом є ядерні процеси. Підвелася задача з'ясовування механізму звільнення цієї енергії. Э.Ферми, піддавши бомбардуванню нейтронами важкі елементи, виявив величезну ефективність повільних нейтронів. О.Ган і Ф.Штрасман відкрили розподіл ядер урану під дією нейтронів. О.Ган і Л.Мейтнер досліджували продукти розпаду опроміненого урану і відшукали серед них елементи до атомного номера 96. Розподіл ядер стало установленим фактом.

Важкі ядра можуть мати більше нейтронів стосовно числа протонів у порівнянні з легкими ядрами. При розщипленні атома урану звільняється декілька нейтронів. Так відчинилася можливість ланцюгової реакції. Якщо в ході ядерного процесу можна було домогтися одержання більше чим одного ефективного нейтрона на кожний спочатку витрачений нейтрон, реакція ставала швидшою. І якщо цим процесом не управляти, а дати можливість розвиватися, те він призводив до вибуху. У випадку ж керування ми маємо справу з ядерним реактором. Все це призвело до створення Ферми ядерного реактора, здійсненню ланцюговий реакцій розподілу ядер, атомного і термоядерної зброї, атомних електростанцій. У історії людства почалася нова атомна ера, відкрита атомною фізикою.

Ввважається, що реалізація концепції атомного ядерної фізики стала прикладом найшвидшого практичного застосування науки. Оцінюючи це, Д.Бернал писав: "Якби це відкриття було зроблено в більш спокійні часи XIX сторіччя, воно розроблялося б у кінцевому рахунку для практичного застосування і, бути може, років через 50 або біля того знайшло би своє втілення в нових машинах для виробітки енергії. Відсутність матеріальної зацікавленості і той факт, що капітали були вкладені в джерела енергії, що існували вже, могли б, проте, ще на нескінченно довгий час затримати розвиток виробництва атомної енергії. Але, як відомо, відкриття ядерного розподілу відбулося в переддень нової світової війни. По щастю для уряду Англії й Америки, деякі з тих, хто був вигнаний із своєї батьківщини нацистами і фашистами, віддавали собі ясний звіт у військових можливостях зробленого відкриття. Проте більш надзвичайним було, бути може, то обставина, що їм удалося переконати військові і цивільні влади в необхідності вкрай енергійної розробки проекту, головним чином тому, що якби вони цього не зробили, то супротивник, безсумнівно, першим створив би свою бомбу“.

Так чи інакше, поява подібних наукових концепцій не тільки визначає характер сучасної епохи, але і майбутнє суспільство. Поява концепцій, невміння розпорядиться якими може погрожувати знищенням людства, активно впливає на характер і форми і форми соціального устрою. Людство, звільнивши колосальні сили, тепер приречено постійно думати над тим, як розпорядитися ними. Ця проблема людства в практично доступне для огляду час - вічна. Тому людство повинне навчитися жити з цією проблемою.