— Я попытаюсь объяснять как можно более просто и доходчиво, однако сразу предупреждаю вас, что тема сложная. Все вокруг нас представляет собой некую материю, — он стукнул костяшками пальцев по деревянной раме доски. — Материя образуется из химических веществ. Те, в свою очередь, состоят из невидимых частиц, которые мы называем атомами. На данный момент нам известно, что и атомы состоят из еще меньших частиц, которые несут отрицательный электрический заряд и которые мы называем электронами. Профессор Бор расскажет вам о модели, которую мы разработали, опираясь на имеющиеся у нас на сегодняшний день знания.
Профессор Нильс Бор поднялся со стула и, рисуя на доске концентрические круги, стал объяснять:
— Посмотрите вот сюда. Проще говоря, атом состоит из ядра и электронной оболочки. В электронной оболочке находятся электроны. Они движутся вокруг ядра по кольцевидным орбитам, и орбита каждого из них определяется уровнем энергии, которой он обладает. Согласно принесенному вами документу, ядро, которое мы считали неделимым, в действительности состоит из еще более мелких частиц двух типов. Частицы первого типа здесь называются «протоны» (так как они обладают положительным электрическим зарядом), а частицы второго типа — «нейтроны» (так как они не обладают электрическим зарядом). Количество и протонов и нейтронов в атоме зависит от его типа — или, иными словами, от того, какой химический элемент образуют атомы данного типа. Начинается счет от самого простого химического элемента — водорода, в котором имеется только один протон, а заканчивается — самым сложным химическим элементом, который еще только предстоит открыть, но о существовании которого можно, в принципе, догадаться.
— Каким образом? — поинтересовалась я.
— Если мы открыли химический элемент, скажем, с пятьюдесятью тремя электронами и еще один элемент с пятьюдесятью пятью электронами, то, получается, обязательно должен существовать и элемент с пятьюдесятью четырьмя электронами, пусть даже он еще и не был открыт.
— Вы сейчас имели в виду электроны или же протоны? — спросил Карл.
— Это очень интересный вопрос. Согласно данному документу, каждый атом одного и того же химического элемента имеет одинаковое количество электронов и протонов. А вот количество нейтронов может быть различным.
— Даже у одного и того же химического элемента?
— Да. В данном документе фигурирует понятие «изотопы[75] химического элемента». Это — атомы с одними и теми же химическими свойствами, но с разной атомной массой, то есть с разным общим количеством нейтронов и протонов.
Видя, что мы с Карлом больше не задаем вопросов (хотя, по правде говоря, мы далеко не все поняли), профессор Резерфорд снова вступил в разговор.
— Самым удивительным во всем этом является то, что люди, которые составили данный документ, утверждают, что им удалось разделить атом на части — или же, что одно и то же, заставить один химический элемент превратиться в другой… Это, господа, алхимия.
— Алхимия? Философский камень? Они могут превратить любой предмет в золото? — несколько скептическим тоном поинтересовался Карл.
— Да, что-то вроде того. Эти господа открыли способ превращения одного химического элемента в другой путем отделения нейтронов и использования их определенным образом. Если ударить нейтроном — частицей п — по атому какого-нибудь химического элемента, тот в некоторых случаях делится на части, превращаясь в другие химические элементы. В частности, эти люди провели опыты с ураном — химическим элементом, состоящим из 92 электронов и 92 протонов. Они ударили нейтроном по атому урана, и, как ни странно, тот разделился на два других химических элемента — барий, имеющий 56 электронов, и криптон, имеющий 36 электронов. В сумме у этих двух химических элементов имеется 92 электрона — то есть столько, сколько у урана.
Профессор Резерфорд писал на доске различные символы, цифры, формулы и буквы… Наконец он остановился и посмотрел на нас.
— Однако самое невероятное — и тут уже вам, нашему правительству и всем миролюбивым людям есть из-за чего забеспокоиться — заключается в том, чего можно достичь, по утверждению авторов данного документа, используя этот волшебный нейтрон.
Профессор повернулся к доске и снова начал писать на ней какие-то символы.
— Согласно данному документу, уран имеет три изотопа — это, как вы наверняка помните, атомы одного и того же химического элемента, но с различным числом нейтронов, — однако только один из них — уран-235 — сравнительно легко делится на части в результате реакции, которую они описали следующим образом…
75
Хотя термины «нейтрон», «протон» и «изотоп» в 1914 году еще не использовались, я взяла на себя смелость вложить их в уста профессоров Резерфорда и Бора, чтобы было проще изложить соответствующие объяснения