Циклотрон. Напряжение в миллион вольт в тридцатые годы было редкостью

Напряжение в миллион вольт в тридцатые годы было редкостью. Поэтому американский физик Эрнест Лоуренс (1901-1960) достиг ускорения заряженных частиц другим способом, воспользовавшись результатом немецкого физика Видроэ, который ускорял частицы импульсным методом. Первая такая установка была сконструирована Лоуренсом с помощником в 1930 г. и имела 10 см в диаметре. Она была собрана из стекла и сургуча. Затем была создана металлическая установка, которая при напряжении 2000 В могла ускорять протоны до 80000 эВ. Затем - до 1,25 МэВ при диаметре 28см.

1932 год - год рождения циклотрона. Принцип действия резонансный. Электроны движутся по спирали, получая импульсное питание, в сильном магнитном поле между дуантами электромагнита. Диаметр дуантов определяет размеры циклотрона и энергию ускоренной частицы. Протоны с энергией в несколько МэВ проходят в воздухе 1,5 м. Для ускорения электронов были разработаны фазотрон, синхротрон и бетатрон. Первые два были созданы Владимиром Иосифовичем Векслером (1907-1966) и Мак-Милланом.

1932г. был годом великих открытий: открытие позитрона, превращения материи в энергию, открытие нейтрона и дейтерия. Нейтрон открыл английский физик Джеймс Чадвик, используя наблюдение супругов Жолио-Кюри, заключавшееся в том, что при ядерных исследованиях парафин многократно увеличивает ионизацию.

Дмитрий Дмитриевич Иваненко (1904 - 1994) высказал предположение, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. До этого ведь считали, что ядро состоит, из протонов и электронов или из групп “полугелия” (Ж. Перрен и др.). Вскоре В. Гейзенберг сделал расчет устойчивости такого ядра.

В 1934 г. Ирэн и Фредерик Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность. Они же годом раньше открыли испускание позитронов при бомбардировке альфа-частицами легких элементов.

Узнав об опытах супругов Жолио-Кюри, Энрико Ферми (1901-1954) решил получить радиоактивные элементы бомбардировкой нейтронами. Парадоксальным казался факт, что медленные нейтроны лучше быстрых вызывают ядерные превращения. Почти все химические элементы при бомбардировке медленными нейтронами давали радиоактивные изотопы. Искусственная радиоактивность заключалась в испускании позитронов при бомбардировке альфа-частицами ряда химических элементов[33]. В 1935 г. супруги Жолио-Кюри получили Нобелевскую премию по химии.