Cтраница 2
Тритий относится к числу искусственно-радиоактивных веществ; он распадается с периодом полураспада около 12 лет, испуская электроны. В результате распада трития образуется ядро с массовым числом 3 и зарядом 2 - легкий изотоп гелия ЦНе, состоящий из двух протонов и нейтрона. Этот изотоп устойчив и содержится в очень малой пропорции в природном гелии. Ядро основного изотопа гелия 2Не ( а-частица) образуется добавлением еще одного нейтрона, а-частица содержит, таким образом, два протона и два нейтрона. [16]
Гелиевым газовым термометром измеряют температуру в очень широком диапазоне, особенно в области крайне низких температур. Это лучший эталонный термометр, шкала которого дает минимальные отклонения от термодинамической шкалы Кельвина. Легким изотопом гелия наполняют конденсационные термометры, он единственно пригоден для измерения температур ниже 1 К. [17]
И это предел: мешает сверхтекучесть гелия. А вот легкий изотоп гелия - гелий - Ill не становится сверхтекучим до очень низких температур порядка 10 - 3 К. Гелий-Ill менее плотен, чем обычный гелий, кипит при более низкой температуре, и теплота испарения у него много меньше. Но когда физики изучили, что происходит, если смешать гелий - Ш и обычный гелий, то нашли способ понизить температуру еще ниже. Это позволило создать очень эффективную холодильную машину, называемую криостатом растворения, с помощью которой удается получить температуры порядка тысячных долей кельвина. Другой способ получения сверхнизких температур - магнитное охлаждение. Еще в 1926 г. ученые пришли к заключению, что температуры ниже 1 К могут быть достигнуты путем использования магнитных свойств парамагнитных солей. [18]
Формирование концепции квазичастиц связано с именем Л.Д. Ландау, который в конце 40 - х годов разработал специальный математический аппарат для описания явлений, обусловленных взаимодействием ферми-частиц друг с другом. Она вначале была создана для объяснения свойств легкого изотопа гелия ( 3Не) в области температур 0 01 - 0 1 К и позволяет свести сложную динамику сильновзаимодействующих частиц к более простой динамике совокупности квазичастиц. Потом теория ферми-жидкости была приспособлена для описания электронов проводимости в металлах. [19]
В 1938 г. было высказано предположение о возможном протекании термоядерных реакций на Солнце в форме так называемого протонио-протонного цикла. В одном из вариантов протонно - протонного цикла происходят, как считают, следующие реакции. Далее, дейтрон реагирует с протоном, образуя ядро легкого изотопа гелия Не, а избыток энергии выделяется в виде у-излучения: fD Jp-HJHe Y. Заметим, что позитрон, образовавшийся на первом этапе цикла, соединяясь с электроном плазмы, также дает у-излучение. [20]
В 1938 г. было высказано предположение о возможном протекании термоядерных реакций на Солнце в форме так называемого протонно-протонного цикла. В одном из вариантов протОнно - протон-ного цикла происходят, как считают, следующие реакции. Далее, дейтрон реагирует с протоном, образуя ядро легкого изотопа гелия Не, а избыток энергии выделяется в виде у-излучения: fD J / 7 - xjjHe Y-Заметим; что позитрон, образовавшийся на первом этапе цикла, соединяясь с электроном плазмы, также дает v-излучение. [21]
Искусственно получены еще два изотопа водорода Н и JH, но они весьма неустойчивы. Ядра протия и дейтерия стабильны. Тритий же радиоактивен: выбрасывая электрон, он превращается в легкий изотоп гелия Не с периодом полураспада 12 26 года. В естественной смеси изотопов преобладает протий ( 99 985 %), массовое содержание дейтерия меньше ( порядка 0 015 %), содержание трития ничтожно. [22]
Предположение Симона о том, что нуле пая энергия гелия препятствует затвердеванию под давленном насыщенных паров, подчеркивало исключительные свойства гелия и указывало, что эти свойства являются прямым следствием действия квантовых сил. Подстановка в этот закон того же квантового параметра, который входит в выражение правила Трутона, позволила де - Буру предсказать температурную зависимость упругости пара легкого изотопа гелия. [23]
Большое значение имеет также изучение свойств легкого изотопа гелия Не, к-рьш при темп - pax - 1 К не является сверхтекучим, но может обнаружить сверхтекучесть при теми - pax ниже 0 () 01 К. [24]
Симон нашел, что Ей составляет 64 кал / моль. Предположение Симона о том, что нулевая энергия гелия препятствует затвердеванию под давлением насыщенных паров, подчеркивало исключительные свойства гелия и указывало, что эти свойства являются прямым следствием действия квантовых сил. Подстановка в этот закон того же квантового параметра, который входит в выражение правила Трутона, позволила де - Буру предсказать температурную зависимость упругости пара легкого изотопа гелия. [25]