Юрий Фиалков - Девятый знак
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.
Найти такое ничтожное количество менделевия в материале мишени, которая была подвергнута обстрелу с целью получения 101-го элемента, помогли радиоактивные свойства этого элемента. Альфа-частицы, испускаемые разными радиоактивными элементами, различаются друг от друга по своей энергии. Так, начальная скорость снаряда, выпущенного из дальнобойного орудия, отличается от скорости пули, вылетевшей из малокалиберной винтовки. Определяя величину энергии альфа-частицы, можно с уверенностью сказать, какому радиоактивному элементу обязана эта частица своим происхождением.
А зафиксировать распад даже одного отдельного атома в настоящее время не составляет труда. Сейчас сконструированы приборы, которые необычайно чувствительны к явлениям радиоактивного распада. Эти приборы позволяют определить, какая радиоактивная частица вылетела при распаде атома, какова ее энергия и заряд. Именно с помощью таких приборов было обнаружено, что в мишени из эйнштейния при обстреле альфа-частицами возникают атомы 101-го элемента.
Приступая к получению элемента с порядковым номером 102, ученые уже знали, что период полураспада его будет исчисляться немногими минутами.
Вначале было решено попытаться получить 102-й элемент, обстреливая кюрий ядрами углерода (96 + 6). Для этого в США были получены значительные количества кюрия. Мишень — тонкий слой кюрия, нанесенный на алюминиевую пластинку, — была изготовлена в Англии. Затем пластинку с величайшими предосторожностями повезли в Швецию, где, наконец, в Нобелевском институте ее подвергнули обстрелу углеродом.
102-й и не пытались даже выделить из мишени. Было установлено, что мишень после обстрела «выбросила» несколько альфа-частиц неизвестной дотоле энергии — и этого оказалось достаточным для того, чтобы объявить о создании очередного нового элемента. Элемент был назван «нобелием» — по имени института, где проводился обстрел кюриевой мишени.
Однако с этим элементом дело обстояло не так гладко, как с предыдущими заурановыми элементами. Когда в Соединенных Штатах были повторены опыты по получению 102-го, то результаты шведских экспериментаторов не подтвердились. Символ No, появившийся было в клетке 102, сначала заколебался, а затем и вовсе исчез. Вопрос остался открытым.
Ну, а совсем недавно появился еще один «новосел» Периодической системы: обитаемой стала клетка № 103. Проживает в ней элемент лоуренсий. Так же как и в случае двух-трех его предшественников, о свойствах лоуренсия можно догадываться, но изучать многие из них попросту невозможно. Дело в том, что до сих пор получено вряд ли больше десятка атомов лоуренсия, потому что период полураспада его составляет одну-две секунды.
В 1957 году получением 102-го начали заниматься советские химики и физики под руководством Г. Н. Флерова. Пять лет продолжались поиски. И вот получено сообщение: в лаборатории Г. Н. Флерова в Объединенном институте ядерных исследований получено более семисот атомов 102-го элемента. Масса его 256. Время жизни — 8 секунд. Еще один трансурановый элемент вписан в Периодическую систему.
В разных странах, на разных континентах ученые объединены одной мыслью, одним желанием раздвинуть границы Периодической системы как можно дальше, раздвинуть границы нашего познания.
Вы читаете сейчас эти строчки, а в лаборатории люди в белых халатах, склонившись над многочисленными приборами, внимательно следят за показаниями стрелок. Один из них что-то негромко говорит остальным и, сокрушенно покачав головой, вписывает несколько строчек в большую тетрадь, на обложке которой крупно написано: 104-й. И затем, обращаясь к своим сотрудникам, говорит: «Попробуем выбрать другие условия…»
А быть может, именно в эту минуту им, этим исследователям неведомого, повезло, может быть, стрелки показали то, что нужно, и 104-й получен.
Может быть! И если не в эту минуту, то завтра, через месяц.
А получен он будет. Наверняка!
Новое семейство
Могу биться об заклад, что я сейчас задам вопрос, правильный ответ на который не даст, пожалуй, ни один из юных читателей. Вопрос как будто бы простой: какой химический элемент в настоящее время изучен лучше всех? Железо? Нет. Хлор? Нет! Кислород? Нет!!! Натрий? Тоже нет!
Оказывается, по химическим свойствам в настоящее время лучше всего исследованным элементом является… плутоний.
Что, неожиданный ответ? Я сам поразился, когда впервые об этом узнал. Действительно, достойного удивления в этом обстоятельстве немало. Элемент, который нам известен всего двадцать лет, изучен лучше, чем, скажем, железо, с которым люди познакомились еще на заре развития человечества. Да, да, плутоний, которого после его открытия вряд ли получили больше одной тонны, изучен лучше, чем, предположим, кремний, запасы которого на поверхности земли исчисляются астрономическим числом тонн.
