Путешествие в страну РАИ - Дмитрий Николаевич Трифонов

Но нужно пояснить, что следует понимать под «большими количествами».

Перенесемся к началу XX века, ко времени открытия первых радиоактивных элементов. Как много сил и труда вложили супруги Кюри, чтобы из тонн руды получить препарат радия весом в 0,1 грамма и, работая с этим мизерным количеством, изучить его свойства! Для тех времен это было действительно случаем беспрецедентным, настоящим подвигом ума, таланта и воли. Но дайте такое количество какого-нибудь трансуранового элемента современному химику и попросите его изучить свойства элемента. Не сомневайтесь, химик придет в восторг. Еще бы! Держать в руках целую десятую часть грамма вещества, да ведь это же громадное количество! С ним можно быстро и просто определить любые свойства. Видите, как меняются времена! Пионерам изучения нептуния и плутония пришлось работать с такими количествами препаратов, перед которыми оказались бы бессильными фантастическое трудолюбие и неистощимая энергия супругов Кюри!

Знаете ли вы, что такое микрограмм? Это одна миллионная часть грамма, или 10–6 грамма, — величина, в сто тысяч раз меньшая, чем одна десятая грамма.

Вот краткая справка: первое чистое соединение плутония весило 2,77 микрограмма, а нептуния — чуть больше, 10 микрограммов.

Изволь с таким количеством изучать свойства первых трансурановых элементов!

Но химики решили и эту задачу. Была разработана и сконструирована специальная ультрамикрохимическая аппаратура.

Вместо обычных пробирок применили так называемые микроконусы — буквально микроскопические пробирки, по форме напоминавшие конус. Были сконструированы весы, на которых оказалось возможным взвешивать почти невесомые количества — до 10–9 грамма.

Так были исследованы свойства нептуния и плутония, причем плутоний получил настолько детальную характеристику, что на основании этих данных удалось спроектировать большой завод для получения элемента.

В наши дни свойства первых трансурановых элементов изучены так хорошо, как свойства немногих из встречающихся в природе элементов.

К 1957 году было получено 15 радиоизотопов плутония и 11 нептуния. Эти успехи возродили прежние попытки обнаружить трансурановые элементы в природе. Различные урановые руды исследовались на содержание в них нептуния и плутония.

Ученым удалось показать, что первые трансурановые элементы действительно встречаются в природе в исключительно малых концентрациях. Так, отношение плутония к урану составляет 1:1014, а нептуния к урану 1:1012. Интересно, что периоды полураспада природных изотопов нептуния и плутония невелики по сравнению со временем существования Земли. Вероятно, эти изотопы постоянно образуются из урана путем захвата последним нейтронов.

В конце 1944 года группа Сиборга заявила об открытии очередных трансурановых элементов — № 95 и № 96. Первый получил имя «америций» (Am) в честь Америки. Кюрием (Cm), в честь Пьера и Марии Кюри, был назван девяносто шестой элемент.

Спустя несколько лет список трансурановых элементов пополнился двумя новыми членами. На сей раз в качестве бомбардирующих частиц выступали не нейтроны, а ядра атомов гелия — альфа-частицы. Эти «снаряды» ускорялись до высоких скоростей в мощном циклотроне. «Мишенями» служили два изотопа трансурановых элементов америция и кюрия — Am241 и Cm242. Вновь полученные элементы № 97 и № 98 были названы «берклием» (Bk) и «калифорнием» (Cf) в честь их «места рождения» — города Беркли и штата Калифорния.

Таким образом, к началу второй половины XX столетия периодическая система Д. И. Менделеева расширила свои рамки на целых шесть новых элементов тяжелее урана.

Очередные трансурановые элементы № 99 и № 100 имели несколько своеобразную историю получения.

В ноябре 1952 года США проводили испытания водородной бомбы на одном из атоллов Тихого океана. Исследовали продукты распада вследствие термоядерного взрыва. Отбирали пробы атмосферных осадков на соседних атоллах. На бумажных фильтрах были собраны частицы, содержащиеся в облаке взрыва.

Первые анализы показали, что в исследуемых материалах содержатся тяжелые изотопы плутония и других трансурановых элементов, вплоть до калифорния.

Ученые насторожились: быть может, в продуктах взрыва есть и следующие трансурановые элементы?

На атоллах вблизи места взрыва отобрали несколько десятков килограммов коралловых отложений. В секретных информациях этот материал носил условное название «Paydrit», что означает «дорогостоящая грязь».

И материал оправдал свое название. В нем действительно обнаружили новые трансурановые элементы с порядковыми номерами 99 и 100.

Несколько позже эти элементы были получены в лаборатории. Процесс их синтеза тоже несколько необычен. «Мишенью» служил уран. Бомбардирующими «снарядами» — ионы азота и кислорода, которые разгонялись до больших энергий на ускорителях. Столь тяжелые «снаряды» также могут применяться в синтезе новых элементов.

Элементы были названы соответственно «эйнштейнием» и «фермием».

В результате тщательных и тончайших экспериментов был синтезирован элемент № 101. Ученые дали ему имя «менделеевий» (Md) в честь великого русского химика Дмитрия Ивановича Менделеева, создателя периодической системы.

Только семнадцать атомов менделеевия удалось получить в результате этих опытов!

Недавно появились сообщения о синтезе сто второго элемента. Окончательно он получил название «нобелий».

— Есть ли предел синтеза новых элементов? — спросил Олег.

— И не так уж он далек! — ответил Илья. — Существует процесс, который называется спонтанным, или самопроизвольным делением ядра. Этот процесс впервые обнаружили в 1940 году советские ученые Флеров и Петржак у ядер урана. При спонтанном делении ядро самопроизвольно раскалывается на две части. Когда были получены трансурановые элементы, выяснилось, что для многих их изотопов характерно спонтанное деление. И чем выше заряд ядра, тем больше вероятность процесса, тем короче период его полураспада: ведь самопроизвольное деление в конечном итоге — один из видов радиоактивного распада. Ученые подсчитали, что для элементов с зарядом ядра 108–110 эта величина составит миллионную долю секунды. Они будут гибнуть, едва лишь появившись на свет.

…Кончался очередной день нашего «зимовья». Клонило ко сну. Я закрывал глаза, и тотчас приглушенней становились голоса ребят.

Обрывки мыслей проносились в голове. И мне становилось радостно за друзей, за тех, с кем пришлось отшагать по свету многие сотни верст, за тех, кто не терялся перед трудностями, а побеждал их. Разве наши необычные в такой обстановке разговоры, в удаленной избушке, где-то за тридевять земель от залитой светом Москвы, не говорили о том, что у нас еще очень молодые души и больше всего на свете мы любим мечтать? И мне захотелось сочинить стихи, хотя ни разу в жизни ничего путного не вышло из-под моего пера. Наташа словно прочла мои мысли.

— Давайте споем что-нибудь тихо-тихо, — услышал я ее голос. Алеша кашлянул в углу.

— Подождите минутку. Вот мы говорили, что надо поставить памятник тем, кто победил атом. Какой памятник? Простой монумент, глыбу мрамора? Мне думается, надо что-нибудь величественное. Вот, например, памятник Ферми. Вы послушайте,