Взрыв и взрывчатые вещества - страница 40

Взрывным способом быстро роют канавы для орошения полей и осушки болот. Осушку болот можно производить также путем пробивания взрывом водонепроницаемого слоя, задерживающего сток грунтовых вод.

Интересно применение взрывчатых веществ в борьбе с лесными пожарами. Быстрая прокладка широкой просеки лучше всего преграждает путь огню.

При сплаве леса взрывным способом ускоряют задержавшийся в верховьях реки ледоход. Теперь даже не верится, что раньше в таких случаях лед пилили пилами.

С помощью взрывчатых веществ расчищают ледяные заторы и заторы леса при сплаве, а также очищают русла рек от камней, мешающих сплаву.

Взрывчатые вещества оказывают советским людям значительную помощь в освоении Арктики. Они используются там для преодоления ледяных полей, преграждающих путь судну, для дробления больших льдин при сжатии затертого во льдах корабля; подушка из мелкого льда вокруг корпуса корабля, образованная взрывами, смягчает напор льдов, делая его более равномерным и поэтому менее опасным для судна.

Так широко могут быть использованы и используются в народном хозяйстве взрывчатые вещества.

Взрывы, которые мы рассматривали в предыдущих разделах, основаны на различных химических реакциях, идущих с выделением тепла, главным образом на реакциях горения.

Однако количество тепла, выделяющегося при этих химических реакциях, относительно невелико — наибольшая теплота взрыва современных взрывчатых веществ не превосходит 2000 больших калорий на килограмм.

В последние десятилетия учеными была открыта возможность осуществления реакций совершенно иного типа, чем обычные химические реакции, так называемых ядерных реакций.

Некоторые из этих реакций выделяют огромную энергию, в миллионы раз превосходящую наибольшее выделение тепла при химических реакциях.

Были найдены условия, при которых ядерные реакции могут протекать очень быстро. На этой основе и был осуществлен атомный взрыв. По количеству выделенной энергии, а следовательно, и по разрушительному действию такой взрыв в огромное число раз превосходит обычный взрыв.

Чтобы понять сущность ядерных реакций и отличие их от химических реакций, необходимо коротко рассмотреть современные представления о строении атома.

Рис. 30. Схематическое строение атома гелия.

Атом по своему строению имеет некоторое сходство с солнечной системой (рис. 30): он состоит из центрального ядра, чрезвычайно малого по сравнению с размерами атома, но имеющего большую массу; она составляет более 99,9 проц. всей массы атома. Ядро имеет положительный электрический заряд. Вокруг ядра на различных от него расстояниях движутся по определенным орбитам отрицательно заряженные частицы — электроны. Заряд электрона является наименьшим известным электрическим зарядом и принимается за единицу. Число электронов в любом атоме в нормальном состоянии равно численно заряду ядра; поэтому атом электрически нейтрален.

Простейший атом — атом водорода — имеет заряд ядра, равный единице, вокруг этого ядра вращается соответственно один электрон; заряд ядра атома гелия равен двум единицам и вокруг него вращается два электрона.

Если атому сообщить тем или иным путем энергию, например, подвергая вещество действию света, то электрон перескакивает на орбиту, более далекую от ядра. Если количество поглощенной энергии достаточно велико, то электрон совсем отрывается от атома, который после этою уже имеет электрический заряд. Такой атом, потерявший электрон (или приобретший лишний электрон), называют ионом.

Когда два атома соединяются в молекулу, то часто это сводится к тому, что два электрона, расположенных на внешних орбитах, каждый из которых вращался вокруг своего ядра, теперь начинают вращаться вокруг обоих ядер, находящихся на некотором расстоянии друг от друга. При этом обычно выделяется энергия. Эта энергия относительно невелика. Так, при соединении двух атомов водорода в молекулу на один грамм водорода выделяется 52 больших калории. Десятками больших калорий на грамм вещества измеряется также энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома или иные превращения, связанные с изменением движения одного или нескольких наиболее удаленных от ядра электронов. Так, энергия, выделяемая при соединении одного грамма водорода с кислородом с образованием воды, равна 34 большим калориям.