Атомы одного элемента похожи друг на друга, как близнецы. Но и тут имеется разница. Опять-таки встречается несколько сортов этих близнецов. Называются они изотопами. Для химика все они одинаковы, в химических реакциях их не различить никаким способом.
А вот физики говорят — близнецы, да не совсем. Вес у них различный. Возьмем водород. У него есть целых три изотопа.
Называются они — обычным или легким водородом, тяжелым и сверхтяжелым.
Тяжелый водород — дейтерий — в два раза тяжелее легкого, а сверхтяжелый — в три. Что такое вода? Два атома водорода и один кислорода — вот и получается молекула воды. Если вместо водорода в молекуле поселится дейтерий, тогда вода станет тяжелой.
Правда, не такая уж тяжелая. Если дать вам в руки стакан простой и тяжелой воды, то вы не отличите их по весу. Молекула тяжелой воды в 10/9 раза тяжелее обычной молекулы. Зато по многим свойствам тяжелая вода отличается от обычной — от той, которую мы пьем, которой умываемся. Говорят иногда, что тяжелая вода вроде мертвой воды наших сказок.
В любом водоеме вместе с обычной водой есть и тяжелая. Всего лишь 0,02 %. 0,2 грамма в каждом литре. А спрос на нее очень велик.
Тяжелая вода нужна атомной физике, атомной технике.
В чем разница? Атомная физика — наука, которая занимается исследованиями самых тонких свойств вещества, проникает в глубь молекул и атомов, изучает их строение. Вы думаете, меньше атома ничего нет? Ошибаетесь. Атом совсем не такой простой и неделимый. В нем есть частички еще меньших размеров. Бывает даже много этих частичек. До двух-трех сотен! Исследовать все частички, изучить их, проникнуть в глубь атома — нелегкая задача. И тяжелая вода помогает ученым в этой работе. Но еще чаще тяжелую воду мы встретим в атомных котлах. Их называют ядерными реакторами.
При обычных взрывах, скажем, пороха или динамита, выделяется мгновенно тепловая энергия. Она хранилась до этих пор внутри молекул. И запас этой скрытой энергии в момент взрыва стремительно вырывается наружу.
Гораздо больший запас энергии хранится внутри атомов. Но зато до него и труднее добраться. Лишь двадцать лет назад ученые добились этого. Человек начал осваивать энергию атомных ядер — атомную энергию. Сначала она появилась тоже при взрыве — атомном взрыве.
Атом напоминает нашу солнечную систему. Внутри — солнце, а вокруг него вращаются планеты. В атоме подобием солнца служит ядро. Это и есть самая сокровенная кладовая природы. Здесь скрываются бессчетные запасы энергии. Надо только уметь ее оттуда изъять. Первыми «раскошелились» ядра тяжелого темного металла урана. Ученые нашли способ освобождать энергию ядер урана. Происходит это в атомном котле. Кроме «топлива» — длинных урановых стержней урана, в таком котле есть одна весьма существенная часть — замедлитель.