Юрий Фиалков - Девятый знак
Начнем с того, что само название «редкоземельные» с каждым годом становится все более неправильным. Оказалось, что этих элементов в земной коре содержится гораздо больше, чем предполагали прежде. Хотя относительное содержание лантаноидов очень невелико — всего шестнадцать тысячных процента, — но тем не менее это значительно выше содержания многих элементов Периодической системы. Во всяком случае, химикам, для которых в настоящее время работа с шестым и седьмым десятичными знаками является столь же обычным делом, как поездка в трамвае, выделение и получение чистых соединений элементов-близнецов не представляется таким уж сложным. Однако, разумеется, без методов микрохимии здесь в большинстве случаев не обойтись. Химия редкоземельных элементов — еще один и притом очень яркий пример того, как умение отыскивать вещества, которые прячутся в далеких от запятой десятичных знаках, дало технике новые прекрасные материалы. Впрочем, и сейчас некоторые из лантаноидов являются очень дефицитными. Стоимость, например, лютеция превышает цену золота в двести раз, а элемент тулий расценивается в 350 раз дороже золота. Но это не из-за редкостности этих элементов, а скорее, из-за трудностей разделения.
Умение довольствоваться предельно малым для изучения свойств труднодоступных элементов привело к тому, что за последнее десятилетие сведения о химии редкоземельных металлов возросли во много раз.
Если лет двадцать назад даже самая полная сводка всех сведений о химических свойствах лантаноидов представляла бы, очевидно, невзрачную книжицу толщиной менее сотни страниц, то теперь для такого же издания пришлось бы напечатать с десяток толстенных томов, каждый из которых был бы предельно напичкан цифрами, формулами, диаграммами…
Соответственно изменилась и область практического применения редко (а теперь уже «нередко») земельных элементов.
В течение чуть ли не семидесяти пяти лет единственным применением лантаноидов было изготовление сплава, из которого делали камни для зажигалок. Но никто, даже химики, прикуривая папиросу или сигару от неизменно капризных зажигалок, не предполагали, что каждый из входящих в этот искристый сплав металлов, взятый в отдельности, откроет новую страницу в металлургии и химической промышленности.
Рассмотрим наудачу выбранные некоторые из них. Вот хотя бы страница тулия. Впрочем, правильнее будет сказать, не «страница», а «книга». Если еще лет десять назад этому элементу даже в самых объемистых руководствах отводилось всего несколько строк, набранных к тому же петитом, то теперь о тулии действительно можно написать специальную, и притом немалую, книгу.
Искусственный радиоактивный изотоп тулия с атомным весом 170 испускает гамма-лучи, которые сходны с рентгеновскими. Эта фраза, которая звучит так, как будто бы она заимствована из сугубо специальной книги, на самом деле таит в себе переворот в огромной области техники и медицины — в области рентгеноскопии.
Почти все, наверное, хотя бы раз в жизни были в рентгеновском кабинете. Это, пожалуй, самый таинственный из всех кабинетов любой поликлиники. Врач скрыт от вас непроницаемым мраком. Только в глубине кабинета тускло светит красная лампочка. Неестественным зеленым светом мерцает экран. А когда вы замечаете на этом экране скелет просвечивающегося пациента, зашедшего перед вами, то вас охватывает вполне понятное благоговение перед техникой рентгеноскопии. Это благоговение безусловно усугубилось бы, если бы вам удалось подробнее ознакомиться с конструкцией рентгеновских аппаратов. Впрочем, вряд ли непосвященный разберется с первого раза в хитроумных сплетениях проводов и в устрашающих своими размерами лампах.
В настоящее время рентгеновские лучи находят очень широкое применение, причем не только в медицине. О ней и говорить не приходится! Без рентгеноскопического исследования нельзя установить правильный диагноз многих заболеваний. Не меньшее применение находят рентгеновские лучи в технике для просвечивания металлических изделий. Эти лучи безошибочно выделяют бракованные детали — такие, в которые закрались невидимые при наружном осмотре трещины или пустоты.
Однако применение рентгеновских лучей все же сильно ограничено громоздкостью аппаратуры. Врач, идущий на обследование больного, берет с собой набор самых различных медицинских приборов и инструментов: стетоскопы, шприцы, приборы для определения кровяного давления или деятельности сердца, но вот такой важный прибор, как рентгеновский аппарат, с собой не захватишь.
Впрочем, скоро все сказанное выше можно будет с легким сердцем перевести в прошедшее время. «Виновником» этого будет редкоземельный элемент тулий. Рентгеновские аппараты, изготовленные на основе тулия, будут до смешного простыми: ампулка с почти невесомым количеством металлического тулия или какой-либо его соли, небольшой защитный кожух для предохранения от влияния излучения тулия и небольшой экран для проецирования изображения. Не знаю, поместится ли такой рентгеновский (или уже правильнее будет сказать — тулиевый) аппарат в дамскую сумочку, но в мужской портфель он влезет безусловно. Так что в самом ближайшем будущем тулиевые аппараты станут такими же карманными приборами для врачей, как и стетоскопы.
Стоит ли говорить, что приборы, работающие на основе радиоактивного тулия, окажутся незаменимыми и для работников, контролирующих качество изделий из металла!
Не менее блистательное будущее предстоит прометию, тому самому элементу, который все еще не найден в природе, а получается пока искусственным путем. Вот где поистине необъятный простор для писателей-фантастов! Впрочем, возможно, я и ошибаюсь. Потому что ничего фантастического из того, что будет рассказано о прометии, нет: есть сухие и точные протоколы экспериментов, есть уже сконструированные приборы, есть незаурядная фантазия ученых, но фантастики нет.
Радиоактивное излучение прометия (прометий испускает электроны — бета-лучи) оказалось возможным использовать в качестве источника энергии. Достаточно самого ничтожного количества прометия, чтобы сконструировать миниатюрную батарейку с весьма внушительной, сообразно с ее размерами, отдачей энергии. Например, прометиевая батарейка, имеющая размеры и толщину шляпки обычной канцелярской кнопки, может в течение пяти лет двигать механизм ручных часов. Уже сейчас выпускаются слуховые аппараты, где источником энергии является прометиевая батарейка. А ведь большим неудобством для тех, кто был вынужден пользоваться слуховыми аппаратами, является необходимость носить в кармане электрические батареи, которые к тому же необходимо часто менять.
Очевидно, подсчет того, что может дать прометиевая батарея размером хотя бы с куриное яйцо, является только арифметической задачей. Читатель может здесь дать полную волю своему воображению, и вряд ли в чем-нибудь он ошибется.
А если можно фантазировать читателю, то почему бы не заняться этим (в разумных пределах, конечно) и автору? Впрочем, фантазия ли это? Как-то мне пришлось выступать перед молодежной аудиторией с лекцией о некоторых достижениях современной химии. Среди прочих сведений я сообщил и о замечательных свойствах прометия. Передо мной с рассказом о чудесных успехах советской медицины выступал один известный советский медик, специалист в области хирургии сердца. После окончания вечера он пригласил меня к себе и совершенно неожиданно стал подробно расспрашивать о прометии, и особенно о прометиевых батареях. Причина этого пристального внимания к новому источнику энергии скоро стала очевидна. Уже много лет врачи в разных странах мечтают о создании искусственного сердца. Не тех громоздких аппаратов, с помощью которых сейчас производят операции на сердце, а таких сердец, которые больной мог бы всегда носить с собой. Впрочем, такой человек был бы здоровее иного человека с обычным сердцем. Ведь его сердце не знало бы ни усталости, ни болей.
Однако все предложения по «проектам» портативного искусственного сердца пока еще не выходят из стадий полуфантазии. Вся остановка, оказывается, за источником энергии. Наше сердце должно выполнять настолько интенсивную работу, что даже килограммовой электрической батареи хватило бы владельцу искусственного насоса крови всего на час с небольшим. А если не годится электричество, то тем менее пригодными будут и двигатели внутреннего сгорания.
И вот тут-то прометий может оказаться в высшей степени полезным. Правда, сейчас прометия во всех лабораториях мира добыто столько, что его не хватило бы, пожалуй, и на один «сердечный двигатель». Однако истории науки известно немало примеров, когда металл, дефицитный вначале, в течение нескольких лет уменьшал свою стоимость со скоростью пассажирского экспресса. В 1889 году Д. И. Менделееву во время пребывания его в Лондоне в качестве драгоценного подарка преподнесли весы, одна чаша которых была изготовлена из золота, а другая из несравненно более драгоценного в то время металла… алюминия. Однако не прошло и пятидесяти лет, как алюминий стал таким же обыденным материалом, как и дерево.
