Девятый знак - Фиалков Юрий Яковлевич (читать книгу онлайн бесплатно полностью без регистрации .txt) 📗
Как видим, одна из основных трудностей, возникшая при работе с заурановыми элементами, — чрезвычайно ничтожное количество их — была успешно преодолена.
Но не так просто быть «алхимиком» в наши дни! Если бы необходимость прибегать к методам микрохимии составляла единственную сложность работы с заурановыми элементами, то это было бы еще полбеды или даже, выражаясь точнее (а химия — наука точная!), четверть беды. Ну, получили один раз 10 микрограмм, другой раз еще столько же, третий раз, четвертый, пятый… Глядишь — и есть уже одна десятитысячная грамма. А там и с десятую грамма набрать можно. А десятая грамма — это уже величина!
Сложность была в другом. Уже упоминалось, что все элементы Периодической системы, начиная с элемента полония, являются радиоактивными. И вот оказалось, что радиоактивность трансурановых элементов необычайно велика.
Один микрограмм плутония испускает в минуту сто сорок тысяч альфа-частиц. Это очень большое число. Если какую-либо соль плутония растворить в воде, то в ней сейчас же начинает образовываться перекись водорода: альфа-частицы, выделяющиеся при распаде плутония, вызывают в воде сложные химические процессы.
Радиоактивность америция — больше в десятки раз. Один микрограмм этого элемента испускает в минуту семьдесят миллионов альфа-частичек. Однако и это ничто в сравнении с радиоактивными свойствами соседа америция — элемента кюрия. Кюрий испускает за такое же время десять миллиардов альфа-частиц на один микрограмм.
А эти десять миллиардов означают вот что. При растворении в воде даже ничтожного количества соли кюрия раствор начинает интенсивно разогреваться. И вскоре закипает. Стоит этот стакан с раствором соли кюрия под стеклянным колпаком, а из стакана бурно валит пар, хотя поблизости нет никакого источника тепла. Таким источником является сам кюрий, или, вернее, испускаемые им радиоактивные частицы. Благодаря этому обстоятельству никогда не удастся изготовить более или менее заметный кусок металлического кюрия, так как такой кусок немедленно бы разлетелся из-за саморазогрева.
Сильная радиоактивность заурановых элементов неприятна еще и тем, что радиоактивное излучение чрезвычайно вредно влияет на человеческий организм. Не один из тех, кто работал с сильно-радиоактивными веществами, не соблюдая необходимых мер предосторожности, умер от тяжких заболеваний, вызываемых радиоактивными лучами. Еще сегодня в японских городах Хиросиме и Нагасаки, которые стали объектом атомного нападения в 1945 году, продолжают умирать люди, подвергшиеся во время взрыва атомной бомбы облучению.
Все эти обстоятельства заставляют исследователей, работающих с заурановыми элементами, прибегать к особым мерам предосторожности.
Обычно радиоактивные препараты заурановых элементов помещают за пластмассовым экраном. Этим самым исследователь защищает лицо и тело от действия радиоактивных лучей. На руки надевают специальные перчатки, которые также в значительной степени задерживают излучение.
Однако такие меры помогают, когда количество радиоактивного вещества небольшое либо интенсивность излучения данного элемента невелика. Если приходится работать с большими количествами, то «удлиняют» руки с помощью манипуляторов. Это разнообразные инструменты: пинцеты, щипцы, захваты, которые укреплены на длинной ручке. Таким образом, исследователь может держаться от радиоактивного вещества на почтительном расстоянии.
Но если имеешь дело с такими излучателями, как америций или кюрий, то и ручные манипуляторы не спасают. Тогда приходится конструировать дистанционные манипуляторы. Один из таких манипуляторов можно видеть на Выставке достижений народного хозяйства СССР. Я полагаю, что ловкости рук такого манипулятора мог бы позавидовать любой фокусник. Хотя, как видно из рисунка, каждая рука манипулятора имеет всего по два «пальца», эти руки способны выполнять самые тонкие операции. За манипулятор, который стоит на выставке, несколько раз в день садится оператор, и столпившиеся вокруг зрители с изумлением наблюдают, как металлические руки раскрывают коробок спичек, вынимают одну спичку, зажигают ее и преподносят прикурить кому-либо из посетителей выставки. Тот сначала испуганно отстраняется, а затем с довольным видом прикуривает. После этого «рука» аккуратно бросает в урну обгоревшую спичку.
Впрочем, при работе с заурановыми элементами приходится выполнять более сложные манипуляции, чем зажигание спичек. Ведь количеств, скажем, америция или кюрия, которые собирается исследовать химик, намного меньше спички по своим размерам да и по весу. Однако здесь уже дело только в опыте и мастерстве исследователя.
Как видим, и второе препятствие было успешно преодолено учеными. Но существует, оказывается, еще одно обстоятельство, которое затрудняет исследования заурановых элементов гораздо больше, чем те, о которых я уже рассказал.
Что прежде было основным в проблеме изучения свойств нового элемента? Выделить более или менее значительные количества соединений этого элемента. Мы уже знаем, сколь малым научились довольствоваться химики при определении абсолютной величины этих «более или менее значительных количеств».
Для заурановых элементов проблема выделения стоит на втором плане. Прежде чем выделить, надо эти элементы получить. Только для первых заурановых элементов процесс получения прошел сравнительно легко. Но чем дальше углублялись химики в «лес» заурановых элементов, тем с меньшими количествами «дров» приходилось им сталкиваться.
Здесь вступает в игру величина, называемая периодом полураспада. Мы уже имели случай прибегать к этому понятию: это то время, за которое распадается половина атомов данного радиоактивного элемента. Первые заурановые элементы довольно устойчивы. Так, период полураспада нептуния исчисляется миллионами лет, кюрия — десятками тысяч лет. Самая долгоживущая разновидность плутония имеет период полураспада даже в десятки миллионов лет. Но дальше эта величина быстро уменьшается. Берклий «умирает» наполовину за семь тысяч лет, калифорний — всего за четыреста. А потом счет идет уже на дни. Для эйнштейния эта величина составляет приблизительно 300 дней, для фермия — 20 часов, для менделевия — минуты.
Дни — это куда ни шло. Но минуты?.. Ведь операции получения и последующего выделения элемента довольно продолжительны. А тут надо за доли минуты выделить элемент, сконцентрировать его и изучить важнейшие химические и физические свойства. Ну конечно, в «минутном» элементе это сделать невозможно, с какой бы лихорадочной скоростью ни работал экспериментатор.
«Ну что ж, нельзя так нельзя, — скажете вы, — выше себя, как говорят, не подскочишь».
Да, раньше химики, пожалуй, так и поступали. Столкнувшись с подобным обстоятельством, например неустойчивостью какого-либо интересного для них соединения, они подавляли вздох разочарования и пеняли на природу.
Но когда идет речь о такой проблеме, как заурановые элементы, то разве могут современные химики «пенять на бога»? Вздохи сожаления, что греха таить, были, и в немалых количествах. Но это был тот самый случай, когда лирика в расчет не принимается.
Когда появилось первое сообщение об элементе 101 — менделевии, то почти все химики, с которыми я обсуждал в те дни статью об этом элементе, единодушно пришли к выводу, что в одном месте там вкралась опечатка. Да и как же иначе могло быть, если в статье значилось буквально следующее: элемент 101 был идентифицирован (определен, узнан) в количестве 17 атомов. Все единодушно сошлись на мысли, что рассеянный наборщик пропустил после цифры 17 десять в какой-либо степени. Там должно было быть написано, скажем, 17·108, ну, самое меньшее 17·106 атомов, хотя, по правде говоря, последнюю величину по причине малости тоже представить себе трудно. Почему? Да хотя бы потому, что в одном кубическом сантиметре воздуха содержится в три миллиарда раз атомов больше, чем 17·106. Итак, даже количество вещества в семнадцать миллионов атомов представить себе нелегко, но просто семнадцать атомов — это вначале даже не укладывалось в сознании. Но тем не менее в сообщении об элементе 101 все было правильно, и мы напрасно укоряли наборщика.
