Klaus Gofman. Mozhno li sdelat' zoloto? Moshenniki, obmanshchiki i uchenye v istorii himicheskih elementov
Klauf Hoffmann "KANN MAN GOLD MACHEN?"
GAUNER, GAUKLER UND GELEHRTE AUS DER GESCHICHTE DER CHEMISCHEN ELEMENTE
Urania-- Verlag
Leipzig * Jena * Berlin
Perevod s nemeckogo kand. him. nauk E. M. Marshak
Pod redakciej dokt. him. nauk YU. N. Kukushkina
Kommentarii sdelany kand. him. nauk I. S. Dmitrievym.
Izdanie vtoroe, stereotipnoe
Leningrad, "Himiya", Leningradskoe otdelenie,1987
OCR and Spellcheck Afanas'ev Vladimir, 2002 g
Dlya biblioteki himicheskogo sajta http://www.alhimik.ru
Glava 1
OBMANCHIVOE ZOLOTO ALHIMII
Zolotoe sokrovishche v 17 millionov
Zoloto. Nikakoj drugoj metall vo vsemirnoj istorii ne obladal stol'
magicheskoj prityagatel'noj siloj! Mercayushchij blesk zolota vozbuzhdal lyudskuyu
alchnost', manil vdal' beschislennyh iskatelej priklyuchenij i neredko yavlyalsya
povodom krovavyh zahvatnicheskih vojn. Auri sacra fames! (Proklyataya zhazhda
zolota!). Takimi slovami bichevali nenasytnuyu alchnost' chelovechestva k zolotu
eshche drevnerimskie stihotvorcy.
Prichina prityagatel'noj sily zolota -- v ego neobychnyh svojstvah:
himicheskoj stojkosti, vysokoj plotnosti, legkosti obrabotki pri izgotovlenii
predmetov ukrasheniya i kul'ta. Ochen' davno zoloto stalo simvolom vechno
neizmennogo i cennogo, stalo "korolem metallov". Eshche zadolgo do nachala
nashego letoischisleniya ono schitalos' merilom cennosti, universal'nym
sredstvom obmena i raschetov. Obladanie zolotom bylo preimushchestvennym pravom
nemnogih. Zoloto stalo sinonimom bogatstva i vlasti. |tu svoyu funkciyu ono
sohranilo do nashego vremeni. V mirovom kapitalisticheskom hozyajstve zoloto,
kak i prezhde, igraet preobladayushchuyu rol' v kachestve valyutnoj osnovy.
Zoloto -- eto odin iz nemnogih elementov, kotoryj vstrechaetsya v prirode
v vide samorodkov. Obychno ono v minimal'nyh koncentraciyah rasseyano v tverdoj
porode. V tablice rasprostranennosti himicheskih elementov v zemnoj kore
zoloto zanimaet 77-e mesto, chto yavlyaetsya odnoj iz prichin ego vysokoj
stoimosti.
Poluchat' zoloto iskusstvenno v lyubyh kolichestvah -- eto staraya, hotya i
naivnaya, mechta mnogih lyudej. Interesno, chto problema izgotovleniya zolota
vnov' i vnov' zanimala lyudej, vplot' do nashego vremeni. CHtoby eto pokazat',
dostatochno obratit'sya v nedavnee proshloe.
"Sredi zagadok estestvoznaniya ni odna ne vyzyvala stol'ko razdumij i
sporov v techenie polutora tysyacheletij, kak iskusstvo... kotoroe nazyvayut
alhimiej". Kogda professor filosofii Karl SHmider iz Kasselya v 1832 godu
pisal eto vo vvedenii k svoemu ob®emistomu issledovaniyu "Istoriya alhimii",
on yavno ne mog skryt' udivleniya i dazhe pochteniya pered tajnami takogo
"iskusstva".
Professor SHmider sobiral fakticheskij material s nauchnoj tochnost'yu. Emu
hotelos' predstavit' istoricheskij obzor alhimii, to est' iskusstva delat'
zoloto. SHmider vse vremya stremilsya otdelit' legendy ot faktov i otlichit'
nauchnyj obman ot nenamerennogo samoobol'shcheniya. Odnako, nesmotrya na tverdoe
namerenie razveyat' srednevekovye misticheskie predstavleniya ob alhimii i
ocenit' ee kriticheski, avtor v konce koncov prishel k oshelomlyayushchim
utverzhdeniyam.
Sushchestvuet himicheskij preparat, s pomoshch'yu kotorogo metally mogut byt'
prevrashcheny v zoloto! Nesmotrya na somnitel'nye prodelki mnogih obmanshchikov,
vse zhe imeetsya yakoby dostatochno dokazatel'stv, chto iz veshchestv, ne soderzhashchih
zolota, mozhno poluchit' nastoyashchee zoloto s pomoshch'yu iskusstva alhimii. Dlya
takoj transmutacii (prevrashcheniya) neblagorodnyh metallov v zoloto
ispol'zovali preslovutyj filosofskij kamen', nazyvaemyj takzhe velikim
eliksirom ili krasnoj nastojkoj. Drevnie alhimiki obladali etim udivitel'nym
veshchestvom i umeli ego prigotovlyat'. SHmider sozhalel, chto receptura,
po-vidimomu, utrachena.
O filosofskom kamne rasskazyvali istinnye chudesa: on dolzhen byl
prinesti svoemu obladatelyu ne tol'ko sverkayushchee zoloto i bezgranichnoe
bogatstvo, no i otkryt' tajnu vechnoj molodosti i dolgoj zhizni. |ta chudesnaya
zhidkost' yavlyaetsya yakoby panaceej ot boleznej i starcheskih nedugov, eliksirom
zhizni. SHmider konstatiroval, chto s pomoshch'yu iskusstva alhimii mozhno takzhe
poluchat' chistoe serebro iz veshchestv, kotorye serebra ne soderzhat. Dlya etogo
sluzhil "kamen' vtorogo poryadka", on zhe malyj eliksir, ili belaya nastojka.
Istinnymi umel'cami byli, bezuslovno, lish' nemnogie,-- zaklyuchal SHmider
v svoej knige.-- V konce koncov obmanshchiki, zhuliki, sharlatany
diskreditirovali vysokoe iskusstvo alhimii. Oni rasschityvali legkim putem
dostich' bogatstva. Sil'no povredila alhimii zhadnost' udel'nyh knyazej,
korolej i imperatorov, kotorye, pol'zuyas' svoej vsesil'noj vlast'yu,
zastavlyali alhimikov sluzhit' ih korystnym interesam.
Mnogo puteshestvovavshij Rajmundus Lullus[1] iz Ispanii
otnosilsya k tem istinnym mudrecam-iskusnikam, po mneniyu SHmidera, kotorye
obladali filosofskim kamnem. K nachalu XIV veka anglijskomu korolyu
|duardu[2] udalos' zapoluchit' sebe na sluzhbu etu legendarnuyu
lichnost'. On smog privlech' Lullusa obeshchaniem otkryt' kampaniyu protiv
nevernyh -- turkov; v rezul'tate Lullus poshel na svoego roda dogovor s
anglijskoj koronoj: alhimik obyazalsya izgotovit' 60 000 funtov[3]
zolota iz rtuti, olova i svinca, kotoroe budet luchshego kachestva, chem zoloto
iz rudnikov. Na eto zoloto dolzhny byli byt' snaryazheny korabli i oplacheny
voiny dlya svyashchennoj vojny protiv nevernyh.
Odnako tajnye plany |duarda byli inymi. Posle togo kak Lullus za
korotkoe vremya dejstvitel'no izgotovil obeshchannoe kolichestvo zolota, korol'
povelel chekanit' iz nego zolotye monety so svoim izobrazheniem i ereticheskoj
nadpis'yu: "|duard, korol' Anglii i Francii". |to byli monety vdvoe tyazhelee
dukatov, na nih bylo izobrazhenie voina i korablya. |ti zolotye monety
govorili ob istinnyh politicheskih namereniyah anglijskogo pravitelya --
zavoevat' Franciyu i vlastvovat' nad ob®edinennym anglofrancuzskim
gosudarstvom. Takoj plan byl emu gorazdo bol'she po dushe, chem riskovannyj
krestovyj pohod protiv synov Magometa.
Bylo by ves'ma prosto otnesti eto deyanie alhimika Lullusa k oblasti
basen, chego poistine zasluzhivayut mnogie alhimicheskie istorii. Odnako te
rajmundovy nobli korolevskoj chekanki mozhno i sejchas uvidet' v muzeyah. Oni
izgotovleny iz zolota vysokoj proby i byli vypushcheny, veroyatno, v bol'shom
kolichestve, ibo mnogie raschety provodilis' etoj monetoj. |to tem bolee
porazitel'no, svidetel'stvuyut istoriki, chto Angliya v te vremena prakticheski
ne vela morskoj torgovli i ne obladala ni koloniyami, ni zolotymi rudnikami,
a tovary Ganzy[4] obychno oplachivala olovom. Iz kakih zhe
istochnikov korol' |duard cherpal zoloto, s pomoshch'yu kotorogo on, ochevidno,
smog pokryt' izderzhki posledovavshej za tem tridcatiletnej vojny s Franciej?
V istorii srednih vekov imeyutsya i drugie zagadki takogo roda. Naprimer,
ne men'shuyu sensaciyu proizveli sokrovishcha, kotorye ostavil imperator Rudol'f
II[5] posle svoej smerti v 1612 godu. V ego nasledstve sovershenno
neozhidanno obnaruzhili v vide slitkov 84 centnera zolota i 60 centnerov
serebra. Tainstvennuyu zhidkost', nahodivshuyusya tam zhe, sochli izgotovlennoj iz
filosofskogo kamnya. Rudol'f II, kotoryj s 1576 goda v kachestve germanskogo
imperatora imel rezidenciyu v Prage, slavilsya kak bol'shoj priverzhenec tajnyh
nauk. V te vremena pri ego dvore pestroj cheredoj tolpilis' astrologi,
predskazateli, yasnovidcy i ... alhimiki. Poetomu dlya mnogih kazalos'
nesomnennym, chto ostavsheesya zoloto i serebro imeyut alhimicheskoe
proishozhdenie.
Rudol'f II nashel mnogochislennyh posledovatelej pri nemeckih knyazheskih
dvorah. Odnim iz nih byl saksonskij kurfyurst Avgust, kotoryj sobstvennoj
personoj provodil v laboratorii opyty s filosofskim kamnem i, kak govorili,
uspeshno. Ego laboratoriyu narod nazyval ne inache kak zolotym domom. Ona byla
oborudovana im samim v rezidentskom gorode Drezdene, gde na nego rabotal
takzhe professional'nyj alhimik SHvercer. Kurfyurst Avgust pisal v 1577 godu
ital'yanskomu alhimiku: "YA uzhe nastol'ko voshel v kurs dela, chto mogu iz
vos'mi uncij serebra sdelat' tri uncii polnovesnogo zolota"[6].
Avgust ostavil zolotoe sokrovishche v 17 millionov talerov, summu po tem
vremenam znachitel'nuyu. Ves' mir schital, chto kurfyurst nashel recept
prevrashcheniya metallov. Uznat' etu tajnu ves'ma stremilis' ego preemniki, v
tom chisle Avgust II[7], nazvannyj Sil'nym. V kachestve kurfyursta
Saksonii i korolya Pol'shi v 1701 godu v izvestnom gosudarstvennom spore s
prusskim korolem Fridrihom I[8] Avgust II otnyal u nego alhimika
Ioganna Betgera. Poslednego derzhali plennikom v Drezdene, a pozzhe v kreposti
Kenigshtejn, poka on ne poluchil nechto, chto nemeckie knyaz'ya v to vremya cenili
na ves zolota. |to byl farfor. Buduchi naznachennym direktorom farforovoj
manufaktury v Mejsene, osnovannoj v 1710 godu, Betger ostalsya, vidimo, veren
svoim sklonnostyam k alhimii. V drezdenskoj gosudarstvennoj kollekcii farfora
i ponyne hranitsya korolek chistogo zolota vesom okolo 170 g, kotoryj Betger
poluchil v 1713 godu yakoby putem alhimicheskih manipulyacij.
Oshelomlyayushchie eksperimenty
Bol'shim pokrovitelem vseh alhimikov schitalsya imperator Leopol'd
I[9], pravivshij s 1658 po 1705 god. Pri ego dvore alhimiki
prodelyvali sensacionnye prevrashcheniya, kotorym v svoe vremya vse porazhalis'.
Uchenye eshche nedavno lomali nad nimi golovy. Samoe volnuyushchee alhimicheskoe
priklyuchenie svyazano s imenem avgustinskogo monaha Vencelya Zejlera. Vot ego
istoriya.
V 1675 godu molva o veseloj zhizni alhimikov pri venskom dvore privlekla
etogo monaha v rezidenciyu imperatora. ZHizn' v monastyre, v Prage, naskuchila
emu. Zejler sam sobiralsya sluzhit' alhimii. U odnogo sobrata on pohitil
krasnyj poroshok, polagaya, chto eto i est' tainstvennyj filosofskij kamen'.
Imperator Leopol'd I blagozhelatel'no vyslushal vse, chto emu smog
povedat' monah. Buduchi pokrovitelem vseh stranstvuyushchih umel'cev, on priyutil
takzhe i Zejlera. Monah dolzhen byl pokazat' svoe iskusstvo v sekretnoj
laboratorii imperatora. |to byl mrachnyj podval s uzkimi oknami, kotorye lish'
skudno propuskali dnevnoj svet. Dopolnitel'nym osveshcheniem sluzhili fakely na
stenah. Ih mercayushchij svet, skol'zyashchij vdol' holodnyh sten, pridaval
obstanovke chto-to zloveshchee. Zejler dolzhen byl prizvat' vse svoe
samoobladanie, chtoby kazat'sya vneshne hladnokrovnym. On soznaval, chto ot
predstoyavshego eksperimenta zavisela ne tol'ko ego kar'era pri dvore, no i
sama zhizn'. Sud nad obmanshchikami byl obychno kratok. Nemalo iz nih zakanchivali
svoyu zhizn' na viselice, okrashennoj susal'nym zolotom[10].
Zejler soobshchil, chto on chastichno "okrasit", to est' prevratit, mednyj
sosud v zoloto. "Nu, chto zhe, nachinajte!" -- prikazal pravitel' rezko, odnako
vpolne milostivo.
Monah nachal ceremoniyu, soprovozhdaya ee teatral'nymi zhestami i
tainstvennymi, pochti neponyatnymi slovami. Odnako Leopol'd I, horosho znakomyj
s takimi kabalisticheskimi fokusami, neterpelivo prerval: "Dejstvujte,
nakonec!"
Sluga derzhal nagotove mednuyu chashu, chtoby po znaku Zejlera pomestit' ee
na ogon'. Kogda ona raskalilas' dokrasna, master vysypal na nee shchepotku
chudodejstvennogo krasnogo poroshka. Bormocha kakie-to zaklinaniya -- ot etogo
on nikak ne mog otkazat'sya, Zejler povertel mednyj sosud neskol'ko raz v
vozduhe i nakonec pogruzil ego v prigotovlennyj chan s holodnoj vodoj. CHudo
proizoshlo! Povsyudu, gde filosofskij kamen' soprikasalsya s med'yu chashi,
vidnelsya znakomyj blesk zolota.
Monah s oblegcheniem povernulsya k stoyavshemu poodal' tiglyu s klokotavshej
rtut'yu. Zejler prikazal podruchnomu usilit' ogon', ibo, kak on s
voodushevleniem ob®yavil, teper' on hotel okrasit' merkurij[11] do
zolota! Dlya etoj celi on chast' krasnogo poroshka oblepil voskom i brosil v
kipyashchuyu zhidkost'. Povalil gustoj, edkij dym, kotoryj vynudil vseh
lyubopytnyh, podoshedshih slishkom blizko k ognyu, zakashlyat'sya i otvernut'sya...
Pochti mgnovenno sil'noe burlenie v tigle prekratilos'. Rasplav zatverdel.
Zejler zastavil slugu, podderzhivavshego ogon', rabotat' eshche userdnee. SHipenie
vozduhoduvki bylo edinstvennym zvukom, kotoryj v techenie neskol'kih minut
narushal blagogovejnuyu tishinu. Imperator Leopol'd i izbrannye pridvornye
smotreli, kak zavorozhennye, v plamya uglej, grozivshee, kazalos', poglotit'
tigel'. Odnako monah zayavil, chto ogon' eshche nedostatochno silen. Uverennym
dvizheniem on brosil neskol'ko uglej v rasplav. Oni sgoreli sverkayushchim
plamenem. Kogda Zejler prikazal sluge perelit' zhidkij rasplav v ploskuyu
chashu, stalo vidno, chto soderzhimoe znachitel'no umen'shilos'. Vnov' proizoshlo
nechto chudesnoe. Zastyvayushchij metall sverkal svetlym bleskom zolota, yarko
otrazhaya svet fakelov. Imperator kivnul, chtoby probu zolota otnesli k zolotyh
del masteru, kotoryj ozhidal v sosednem pomeshchenii.
Ponablyudaem za ego rabotoj... Snachala zolotyh del master ispytuyushche
vzvesil korolek metalla na ladoni. Zatem neskol'ko raz provel kusochkom
zolota krestoobrazno po polirovannomu kremnyu, tak nazyvaemomu probnomu
kamnyu. Na temnoj matovoj poverhnosti zoloto Zejlera ostavilo tonkij sled.
Opytnye specialisty mogut lish' na osnovanii okraski i vida etogo shtriha
sdelat' vyvody o soderzhanii zolota. Nash yuvelir smochil shtrihi azotnoj
kislotoj. Zoloto na probnom kamne ne izmenilos'. Drugie metally rastvorilis'
by v azotnoj kislote.
Takuyu probu, s pomoshch'yu kotoroj obychno opredelyayut soderzhanie zolota, v
te vremena tol'ko nachali primenyat'. Pozdnee metod byl usovershenstvovan. Dlya
sravneniya stali ispol'zovat' probirnye shtrihi s izvestnym soderzhaniem
zolota, kak postupayut i v nastoyashchee vremya.
Imperator i pridvornye s neterpeniem ozhidali, kakov budet prigovor
zolotyh del mastera. Nakonec byl oglashen rezul'tat: yuvelir zayavil, chto eto
chistejshee, vysokokaratnoe zoloto, s kakim on kogda-libo imel delo!
Leopol'd ne skupilsya na korolevskie pohvaly. Zejler takzhe ne skryval
svoego torzhestva. Osmelev ot uspeha, on ob®yavil eshche odin eksperiment: Zejler
hotel prevratit' v chistoe zoloto olovo, obychnoe olovo. |ta smelaya popytka
takzhe udalas'. Imperator obratilsya k radostno vozbuzhdennomu alhimiku:
"Predstavlyajte nam, ne koleblyas', dal'nejshie dokazatel'stva vashego vysokogo
iskusstva. Dobyvajte zoloto, a my osyplem vas milostyami!"
Iz iskusstvennogo zolota imperator Leopol'd I povelel chekanit' dukaty.
S odnoj storony na nih -- ego izobrazhenie, s drugoj -- nadpis', pomeshchennaya
vokrug daty 1675: "YA prevrashchen iz olova v zoloto mogushchestvom poroshka Vencelya
Zejlera". |ti monety sostoyali pochti iz chistogo zolota. CHerta na probnom
kamne pokazyvala chistotu bol'shuyu, chem zoloto v 23 karata. Pravda, kriticheski
nastroennym sovremennikam dukaty kazalis' neskol'ko legkovesnymi.
S bol'shoj pyshnost'yu Zejleru prisvoili zvanie "korolevskogo pridvornogo
himikusa", a v sentyabre 1676 goda proizveli v rycari. Krome togo, imperator
Leopol'd ne bez dal'nego pricela naznachil ego obermejsterom monetnogo dvora
Bogemii. Veroyatno, imperator rasschityval, chto blagodarya lovkosti Zejlera
bogemskie olovyannye kopi vskore budut prinosit' bol'she dohodov, chem
vengerskie zolotye rudniki.
Izvestny i drugie primery monet, chekanennyh yakoby iz transmutirovannyh
metallov. Priverzhency alhimii ohotno kozyryali imi kak neoproverzhimymi
svidetel'stvami. Kogda nekij baron fon Haos izgotovil iz treh funtov rtuti
dva s polovinoj funta "zolota", to iz etogo metalla byla chekanena pamyatnaya
medal'[12]. Nadpis' po-latyni na nej glasit: "CHudesnoe
prevrashchenie, sodeyannoe v Prage 16 yanvarya 1648 goda v prisutstvii ego
korolevskogo velichestva Ferdinanda III".
Nel'zya ni v koem sluchae prichislit' k alhimikam avstrijskogo
estestvoispytatelya i ekonomista Ioganna Ioahima Behera[13].
Odnako on tozhe veril v prevrashchenie metallov. V Muzee istorii iskusstv v Vene
hranitsya medal' so sleduyushchej nadpis'yu: "V iyule mesyace 1675 goda ya, doktor I.
I. Beher, poluchil etu unciyu chistejshego serebra iz svinca putem alhimicheskoj
transmutacii".
Sushchestvuet eshche odna zolotaya medal', ves kotoroj sootvetstvuet 16,5
dukatam, nosyashchaya sleduyushchuyu zagadochnuyu nadpis': "Aurea progenis plumbo
prognata parente". |to oznachaet: "Zolotoj potomok svincovogo roditelya". Na
oborotnoj storone chitaem: "Himicheskoe prevrashchenie Saturna v Solnce, to est'
svinca v zoloto, proizvedeno v Insbruke 31 dekabrya 1716 goda pri
pokrovitel'stve ego siyatel'stva pfal'cgrafa Karla Filippa...".
Alhimiki, ih tryuki i znamenityj filosofskij kamen'
Eshche i segodnya voznikaet vopros: "Kak vypolnil Zejler svoj alhimicheskij
fokus?" V mrachnye vremena srednevekov'ya tverdo verili v transmutaciyu
metallov. Kak obstoit delo v nashi prosveshchennye vremena? V nastoyashchee vremya,
prezhde vsego, neponyatno, pochemu imperatoru Leopol'du I, svedushchemu v alhimii,
ne udalos' ulichit' monaha. Ved' tryuki plutovatyh alhimikov byli uzhe togda
izucheny doskonal'no.
Mnogo raz "zoloto" alhimikov okazyvalos' obmanom -- latun'yu, tompakom
ili bronzoj. Eshche Aristotel' v IV veke do n. e. upominal, chto iz medi pri
splavlenii ee s cinkom ili olovom obrazuyutsya zolotisto-zheltye splavy.
Sledovatel'no, uzhe v drevnosti bylo izvestno, chto "ne vse to zoloto, chto
blestit". Byli takzhe umel'cy, kotorye poluchali "serebro" v vide
serebristo-belogo splava dobavleniem k mednomu rasplavu mysh'yaka; tak,
slishkom uproshchenno, ponimalos' "iskusstvo prevrashcheniya" metallov: dostatochno
bylo, chtoby neblagorodnyj metall priobrel lish' okrasku zhelaemogo
blagorodnogo metalla. V drugih sluchayah trebovalas' tol'ko lovkost'
fokusnika, chtoby nezametno podbrosit' v rasplav kusok blagorodnogo metalla.
Kak imenno osushchestvit' eto -- zaviselo ot fantazii umel'ca. Nekotorye
"mastera zolotoj kuhni" predpochitali pol'zovat'sya "dlya peremeshivaniya"
rasplava poloj palochkoj, vnutri kotoroj pryatali neskol'ko zeren zolota, a
otverstie zakuporivali voskom. Esli palochka byla derevyannaya, to nizhnyaya,
polaya, ee chast' polnost'yu sgorala v rasplave. Takim izyashchnym sposobom bystro
unichtozhalos' veshchestvennoe dokazatel'stvo, ran'she, chem u kogo-nibud' moglo
vozniknut' podozrenie i zhelanie rassmotret' "volshebnuyu palochku" poblizhe.
V svoih eksperimentah "zolotyh del mastera" obnaruzhivali neobychajnuyu
izvorotlivost'. Oni ispol'zovali tigli s dvojnym dnom, iz kotoryh pri
nakalivanii vylivalos' zoloto, ili ugli s zapayannym vnutri zolotom. Inogda
uspehu sposobstvovala zolotaya pyl' -- ee vduvali v rasplav vmeste s
vozduhom, nakachivaemym vozduhoduvkoj.
Odnako v nekotoryh, pochti bezuprechnyh, demonstraciyah nel'zya bylo srazu
razgadat' obman. SHvejcarec Turnejser, alhimik i chudo-doktor, kotorogo
peremenchivaya sud'ba gonyala po raznym stranam, odnazhdy napolovinu prevratil
zheleznyj gvozd' v zolotoj, i proizoshlo eto na glazah odnogo kardinala,
zasvidetel'stvovavshego pis'menno: "Turnejser opustil raskalennyj gvozd' v
krasnuyu protravu, i opushchennyj konec prevratilsya v zoloto. Proizoshlo eto v
Rime 20 noyabrya 1586 goda". Gvozd' dolgoe vremya vystavlyalsya dlya osmotra
publike kak dokazatel'stvo istinnogo alhimicheskogo masterstva. Odnako, kogda
v 1730 godu puteshestvovavshij po Italii Iogann Kejsler zainteresovalsya etim
raritetom, to ne smog poluchit' vrazumitel'nogo otveta. "Po-vidimomu, uzhe
mnogie gody stydyatsya pokazyvat' etot gvozd', posle togo kak bylo obnaruzheno,
chto eto -- obman i ves' fokus zaklyuchaetsya v nezametnoj pajke",-- tak napisal
Kejsler v svoem otchete, opublikovannom v 1740 godu. Turnejser obmanul
zritelej prostym fokusom. S bol'shim iskusstvom on pripayal k zheleznomu gvozdyu
zolotoe ostrie, kotoroe pokryl sootvetstvuyushchej kraskoj. V processe
alhimicheskoj operacii okraska ischezla, i odurachennye zriteli uvideli blesk
zolota.
Pri prevrashchenii rtuti v zoloto, naibolee populyarnom v te vremena,
neobhodimo bylo vydelit' zoloto, "zapryatannoe" v rtuti. V izmel'chennom
sostoyanii zoloto pochti mgnovenno rastvoryaetsya v zhidkoj rtuti, kotoraya ne
menyaet pri etom svoej harakternoj serebristoj okraski. Izvestno, chto takie
amal'gamy zolota ostayutsya zhidkimi vplot' do soderzhaniya ego 10--12 % i
vyglyadyat, kak chistaya rtut'. Otognat' zhidkuyu rtut' -- eto detskaya igra dlya
alhimikov. Posle ispareniya rtuti v tigle ostavalos' chistoe zoloto.
Sleduet otmetit', chto byli takzhe chestnye, ubezhdennye alhimiki, kotorye
stali zhertvoj samoobmana. Oni tverdo verili, chto poluchili zoloto pri
pereplavke bol'shih kolichestv serebra, rtuti, svinca ili pri pererabotke ih
rud. V silu skudosti znanij po analiticheskoj himii, oni ne vedali, chto lish'
obogashchali to nebol'shoe kolichestvo zolota, kotoroe uzhe prisutstvovalo v
metallah i rudah. Serebryanye monety, chasto sluzhivshie dlya eksperimenta,
vsegda soderzhali nebol'shoe kolichestvo zolota -- esli oni byli chekanki do
1830 goda. Udalenie sledov zolota iz serebra dlya chekanki bylo nevozmozhnym po
togdashnej tehnologii ili prosto slishkom dorogostoyashchim delom.
Odnako zhe, kakuyu svyaz' imeet vse eto so znamenitym filosofskim kamnem?
Receptura ego slozhnogo izgotovleniya byla opisana v mnogochislennyh
alhimicheskih traktatah i tolstyh foliantah, no v takoj forme, chto nikto, a
chasto i sam alhimik ne mog nichego ponyat'. Nekotorye iz etih "receptov"
sostavleny otnositel'no yasno, kak, naprimer, propis' dlya izgotovleniya
filosofskogo kamnya v "Himicheskom svode" Baziliusa
Valentiniusa[14]. Esli nekotorye vazhnejshie dannye v nej i
zashifrovany alhimicheskimi simvolami, to ih razgadka vse zhe dovol'no prosta.
Opisyvalos' izgotovlenie himicheskim putem krovavo-krasnoj zhidkosti iz
rtutnoj rudy putem rastvoreniya poslednej v carskoj vodke; smes' v konce
koncov nagrevali v techenie neskol'kih mesyacev v zakrytom sosude -- i eliksir
mudrosti byl gotov.
Sleduet zametit', chto v nekotoryh detalyah vse recepty sovpadayut. Tak,
chasto ukazyvaetsya, chto filosofskij kamen' predstavlyaet soboj yarko-krasnoe
negigroskopichnoe veshchestvo. Pri poluchenii ego iz rtuti i drugih sostavnyh
chastej veshchestvo neskol'ko raz izmenyaet svoyu okrasku -- ot chernoj k beloj,
zatem k zheltoj i nakonec k krasnoj. Professor K. van Nievenburg iz
Niderlandov v 1963 godu vzyal na sebya trud povtorit' mnogochislennye operacii
alhimikov s pomoshch'yu metodov sovremennoj nauki. V odnom iz opytov on
dejstvitel'no nablyudal opisannye izmeneniya okraski. Posle udaleniya vsej
rtuti, vvedennoj po propisyam alhimikov, a takzhe ee solej putem razlozheniya
pri vysokih temperaturah ili vozgonkoj on poluchil ochen' krasivoe krasnoe
negigroskopichnoe veshchestvo. Sverkayushchie prizmaticheskie kristally byli
himicheski chistym hlorauratom serebra AgAuCl4*[15]. Vozmozhno, chto
eto soedinenie i bylo tem samym filosofskim kamnem, kotoryj v silu vysokogo
soderzhaniya v nem zolota (44 %) mog vyzvat' zhelaemoe prevrashchenie, skazhem,
poverhnostnoe zolochenie libo splavlenie s neblagorodnymi metallami. Konechno,
s pomoshch'yu etogo soedineniya nel'zya bylo nakoldovat' bol'she zolota, chem ono
samo soderzhalo.
Zagadka zolotogo medal'ona
Segodnya uzhe nel'zya ustanovit', bral li Vencel' Zejler veshchestvo tipa
hloraurata ili zhe on vospol'zovalsya kakim-to izoshchrennym fokusom, chtoby pod
kriticheskim vzorom imperatora Leopol'da I dovesti do zhelannoj celi svoi
opyty po prevrashcheniyu metallov. Odnako Zejler prodelal eshche odin fokus,
kotoromu mozhno porazhat'sya i segodnya i kotoryj ne derzhat, stydyas', vzaperti,
kak gvozd' Turnejsera. V sobranii medalej i monet Muzeya istorii iskusstv v
Vene hranitsya medal'on vesom bolee 7 kg. Ego diametr okolo 40 sm, a po
soderzhaniyu zolota on sootvetstvuet 2055 starym avstrijskim dukatam. Na
hudozhestvennom rel'efe licevoj storony vidny portrety mnogochislennyh predkov
imperatorskogo doma. |tot ryad nachinaetsya s korolya frankov Faramunda (V vek)
i zakanchivaetsya Leopol'dom I, kotoryj izobrazhen vmeste s suprugoj v centre
medal'ona. Na oborotnoj storone nadpis' po-latyni soobshchaet, chto v god 1677,
v prazdnik svyatogo Leopol'da, Vencelem Zejlerom byl proveden "etot istinnyj
opyt dejstvitel'nogo i polnogo prevrashcheniya metallov".
Vot takoj snogsshibatel'nyj fokus vydal byvshij avgustinskij monah! Na
glazah u imperatora, pered sobravshimisya pridvornymi, predstavitelyami
duhovenstva i znati Zejler prevratil opisannyj serebryanyj pamyatnyj medal'on
v zolotoj. On opuskal medal'on primerno na tri chetverti v razlichnye
zhidkosti, kotorye, kak mnogoslovno utverzhdal, prigotovil iz velikogo
eliksira. Posle etogo on dosuha vyter medal'on sherstyanym platkom. Kogda
effektnym zhestom Zejler ubral platok, vse prisutstvuyushchie byli bukval'no
oslepleny siyayushchim zolotym bleskom medal'ona.
Eshche segodnya mozhno otchetlivo uvidet' tu granicu, do kotoroj alhimik
opuskal medal'on v koldovskuyu zhidkost': verhnij, men'shij, uchastok medali
ostalsya serebristym; nizhnyaya chast' imeet okrasku zolota i dejstvitel'no
yavlyaetsya zolotom, kak eto dokazali opytnye yuveliry, a takzhe sovremennye
issledovaniya.
Nesmotrya na takuyu udachnuyu demonstraciyu, kar'era Zejlera kak pridvornogo
himikusa bystro prishla k koncu. On dolzhen byl soznat'sya, chto bol'she ne mozhet
delat' zoloto. Byt' mozhet, on istratil ves' svoj chudodejstvennyj poroshok.
Istoriki schitayut, chto alhimik oboshelsya Leopol'du 1 v 20 000 gul'denov.
Zejler ostavil kuchu dolgov razlichnym pridvornym i gosudarstvennym sluzhashchim,
slishkom legko poverivshim v ego iskusstvo. Leopol'd I lishil nezadachlivogo
umel'ca vseh ego zvanij i otoslal nazad v monastyr'. Odnako Leopol'd ne
vozbudil protiv Zejlera sudebnogo processa, kotoryj, nesomnenno, zakonchilsya
by smert'yu na viselice: naprotiv, molchalivo oplatil vse ego dolgi.
Reshayushchej prichinoj takogo neobychnogo povedeniya obmanutogo vladyki byl,
vozmozhno, tot samyj zolotoj medal'on, kotoryj uzhe v techenie neskol'kih
stoletij porazhaet kak dokazatel'stvo istinnogo alhimicheskogo iskusstva.
Uchenye i specialisty delali vse vozmozhnoe, chtoby proniknut' v tajny takoj
yavno udavshejsya transmutacii. Na medal'one v neskol'kih mestah vidny srezy.
Tam byli vzyaty proby dlya issledovaniya. Analizy neuklonno podtverzhdali, chto
nizhnyaya chast' medal'ona sostoit iz zolota. Pravda, plotnost' etogo zolota
byla nizkovatoj. Odnako, chto eto dokazyvaet? Ved' izvestno, chto zoloto
alhimikov vsegda bylo neskol'ko legche prirodnogo zolota.
Pri blizhajshem izuchenii medal'ona otpalo podozrenie, chto on sostavlen iz
dvuh chastej -- zolotoj i serebryanoj. Kak raz prishel na pamyat' fokus, s
pomoshch'yu kotorogo pol'skij alhimik Sendivogius[16] provel
imperatora Ferdinanda II, pravivshego s 1619 po 1637 god. V etom sluchae
bol'shaya serebryanaya moneta takzhe byla prevrashchena v zolotuyu, no tol'ko s odnoj
storony. Odnako lyudi blagogoveli pered etim "chudom iskusstva" nedolgo, poka
ne obnaruzhili obman. Sendivogius spayal zolotuyu fol'gu s serebryanoj plastinoj
i otdal ee v chekanku. Zolotuyu chast' on pokryl rtut'yu, v rezul'tate chego
obrazovalas' tverdaya serebristaya amal'gama, kotoruyu po vneshnemu vidu nel'zya
bylo otlichit' ot serebra. Podgotovlennuyu monetu pol'skij alhimik zalil s
odnoj storony kakoj-to tainstvennoj essenciej, a zatem sunul v plamya.
Smochennaya storona monety prevratilas' v zoloto, konechno, tol'ko na tu
glubinu, na kotoruyu mogla "proniknut'" essenciya. V plameni rtut'
uletuchilas', ostalos' zoloto. Vot i vsya tajna.
Popytalis' ostorozhno poderzhat' na plameni medal'on Zejlera, chtoby
udalit' rtut', esli ona prisutstvovala, odnako nichego ne izmenilos': verhnyaya
chast' monety ostalas' serebryanoj, zoloto ostalos' zolotom. Znachit, chudo?
Ochen' dolgo hranil medal'on svoyu tajnu. Dal'nejshie ispytaniya zatrudnyalis'
tem, chto ego nel'zya bylo razrushat' vvidu istoricheskoj cennosti. Kak zhe mozhno
bylo uznat', iz chego sostoit medal'on, esli zapreshcheno bylo brat' proby
veshchestva, iz kotorogo on sdelan? Proshlo 250 let, poka uchenye nakonec
raskryli tajnu etogo alhimicheskogo medal'ona, a takzhe sushchnost' "processa"
Zejlera po prevrashcheniyu elementov!
Srednevekovye alhimiki odurachivali imperatorov, korolej i knyazej.
Pozdnee oni takzhe nahodili svoih zhertv v vysshih krugah. Dazhe gordye
praviteli iz roda Gogencollernov ne smogli uberech'sya ot ih kaverz. Istorii
izvestno, kak Fridrih I oboshelsya s alhimikom Kaetano -- s chisto prusskoj
voennoj strogost'yu. |tot avantyurist lovko vymanil iz karmanov vladyki nemalo
zolota, odnako sam ne smog ego poluchit'. Prusskij korol' v 1709 godu
prikazal ego povesit'.
|tot sluchaj dolzhen byl posluzhit' pouchitel'nym primerom dlya potomkov
korolej. Odnako poslednie prodolzhali besslavno popadat'sya na udochku
obmanchivogo iskusstva stranstvuyushchih alhimikov i poplatilis' bol'shimi
summami. Fridrih II, nazvannyj Velikim, v konce koncov vynuzhden byl neohotno
priznat': "Alhimiya -- eto rod bolezni: kazhetsya, na kakoe-to vremya ona
izlechena razumom, no vdrug vnov' vozvrashchaetsya i poistine stanovitsya
epidemiej...".
Odnako eto ne moglo sluzhit' opravdaniem, i nel'zya bylo dal'she
predostavlyat' alhimikam svobodu dejstvij. Tak reshil posledovatel' Fridriha
II Fridrih-Vil'gel'm II. V period ego pravleniya byli izdany zakony,
napravlennye na podavlenie alhimicheskoj "epidemii". V paragrafe 1402
vseobshchego svoda zakonov dlya prusskih gosudarstv ot 1791 goda zapisano:
"Lyudi, kotorye obmanyvayut publiku moshennicheskimi dejstviyami, kak alhimiki,
izgoniteli duhov, predskazateli, kladoiskateli i t. p., pomimo uplaty
obychnogo shtrafa za moshennichestvo, pomeshchayutsya v katorzhnuyu tyur'mu ot 6 mesyacev
do 1 goda i vystavlyayutsya na ploshchadi". Teper' alhimiki dolzhny byli opasat'sya
strogosti zakona.
"YA sdelal zoloto!"
"V XIX veke prevrashchenie metallov drug v druga budet shiroko
ispol'zovat'sya. Kazhdyj himik budet delat' zoloto, dazhe kuhonnaya posuda budet
iz serebra, iz zolota!"
Avtor etih slov ne byl vdohnovennym priverzhencem iskusstva alhimii; eto
byl himik, Kristof Girtanner iz Gettingena. Odnako sleduet otdat' emu
dolzhnoe. Girtanner schital eshche bolee porazitel'nym, chem iskusstvo poluchat'
zoloto, prevrashchenie almaza, samogo tverdogo i prozrachnogo veshchestva, v myagkij
i neprozrachnyj grafit, a takzhe prevrashchenie hrupkogo zheleza v tverduyu stal'.
Vyskazyvanie Girtannera, kotoroe bylo u mnogih na ustah, otnositsya k
1800 godu, to est' k samomu nachalu XIX veka, obeshchavshemu poistine stat'
"zolotym". Odnako eta chasto povtoryavshayasya citata ne mogla skryt' ni ot kogo
togo fakta, chto iskusstvo alhimikov zashlo v tupik. Blagodarya promyshlennoj
revolyucii estestvennye nauki nachali burno razvivat'sya, i vera v alhimiyu
stala tayat', kak led na vesennem solnce. Kogda v nachale "zolotogo" veka v
Germanii sobralos' tak nazyvaemoe zakrytoe obshchestvo dlya togo, chtoby vernut'
prezhnij blesk potusknevshemu zolotu alhimikov, takoe sobytie bylo oceneno
istorikami kak poslednyaya vspyshka alhimii. V stat'yah sovremennikov mozhno bylo
chasto vstretit' vyskazyvaniya, chto proshlo vremya teh sharlatanov, kotorye
porazhali mir svoimi oshelomlyayushchimi opytami. Dazhe v krugah, dalekih ot nauki,
postepenno ukrepilos' ubezhdenie, chto metally nel'zya prevratit' ni v stol'
zhelannoe zoloto, ni voobshche v kakoj-libo drugoj element. Samye bol'shie
"umniki" vse zhe dopuskali, chto mozhet poyavit'sya poistine novyj process
polucheniya zolota.
Potomu i byli chrezvychajno porazheny chitateli lejpcigskoj "Illyustrirte
cejtung", kogda 9 dekabrya 1854 goda v razdele "Otkrytiya" poyavilos' soobshchenie
o poluchenii zolota iskusstvennym putem. Francuz po imeni Teodor Tiffro,
vypusknik i preparator Vysshej promyshlennoj shkoly v Nante, tol'ko chto
vypustil broshyuru, v kotoroj on protrubil na ves' mir sleduyushchuyu sensaciyu: "YA
nashel sposob polucheniya iskusstvennogo zolota, ya sdelal zoloto!"
Vot opisanie ego otkrytiya.
Ubezhdennyj, chto metally yavlyayutsya slozhnymi veshchestvami, to est'
soedineniyami, kotorye mozhno "skonstruirovat'", Tiffro reshil sovershit'
nauchnuyu poezdku v klassicheskuyu stranu metallov -- Meksiku. Tam, a takzhe na
zolotyh polyah Kalifornii on hotel proverit' svoi teorii.
Molodoj preparator nachal puteshestvie v dekabre 1842 goda v vozraste 23
let. Emu udalos' brodit' po neznakomoj strane, ne privlekaya osobogo
vnimaniya, tak kak on vydaval sebya za nachinayushchego fotografa -- tol'ko chto byl
otkryt process polucheniya dagerrotipov, kak togda ih nazyvali. V techenie pyati
let on puteshestvoval po gornym rajonam Meksiki, oprashival gornorabochih i
slushal so slepym doveriem porazitel'nye rasskazy u vechernego kostra: metally
mogut rasti i sami po sebe oblagorazhivat'sya, chemu sposobstvuet znojnoe
meksikanskoe solnce. Na zolotyh rudnikah, kak uslyshal Tiffro, vovse ne nuzhno
srazu prokladyvat' shtol'ni, ibo zoloto dolzhno snachala "sozret'". CHerez god
na etom meste obrazuetsya sverkayushchee zoloto, voznikshee iz serebra, vot tol'ko
togda stoit nachinat' vyrabotku.
U Tiffro srazu poyavilas' navyazchivaya ideya: takoj process mozhno takzhe
prodelat' v laboratorii. I on nachal vesti laboratornye opyty vdali ot
rodiny. Tiffro rastvoryal serebro v azotnoj kislote. Dlya etogo on bral
prirodnoe serebro, chistoe po vneshnemu vidu, iz rudnikov Gvadalahary. Libo,
za neimeniem ego, bral bol'shie serebryanye meksikanskie monety, kotorye
prevrashchal v opilki. Reakcionnuyu smes' Tiffro podvergal vozdejstviyu solnechnyh
luchej v techenie neskol'kih dnej, poroj nedel'. |ti opyty provodilis' v
gornyackom gorode Gvadalahara, raspolozhennom v gorah v centre strany. Pozdnee
Tiffro govoril, chto pri tamoshnem sil'nom solnechnom obluchenii uspeh byl emu
obespechen. Nikogda bol'she, vspominal on s sozhaleniem, u nego ne bylo stol'
blagopriyatnyh uslovij.
CHto zhe otkryl Tiffro? Posle neodnokratnyh vyparivanij i rastvorenij v
kislote v konce koncov obnaruzhilis' blestki chistejshego zolota. Esli sobrat'
ih vmeste, oni, veroyatno, sostavili by neskol'ko grammov. Dlya Tiffro eto
sluzhilo dokazatel'stvom togo, chto serebro prevratilos' v zoloto pod
magicheskim vozdejstviem solnechnyh luchej Meksiki.
Tiffro poboyalsya srazu razglashat' upomyanutyj tajnyj recept. Kak vse
alhimiki, francuz snachala derzhal svoe otkrytie v tajne. Poetomu v ego
broshyure net ni slovechka o novom processe polucheniya zolota, yakoby
proizvodyashchem revolyuciyu. Tol'ko k koncu broshyury chitatel' mog ponyat', chto,
sobstvenno, presledoval Tiffro: "YA obrashchayus' k svoim sootechestvennikam s
ozhidaniem pomoshchi, neobhodimoj dlya okonchaniya moego truda". Inymi slovami,
podobno vsem alhimikam, Tiffro nuzhdalsya v den'gah dlya voploshcheniya v delo
svoego otkrytiya. On pisal ves'ma nedvusmyslenno: "Ne mozhet byt', chtoby ya byl
vynuzhden razdelit' sud'bu teh mnogih izobretatelej, kotoryh prezrelo ih
otechestvo..."
V "Otchetah Parizhskoj akademii nauk" za 1853 god imeetsya kratkoe
upominanie o tom, chto 17 oktyabrya Tiffro sdelal doklad o svoem otkrytii. Uzhe
v iyune on peredal broshyuru Akademii nauk[17], a s nej kak
veshchestvennoe dokazatel'stvo neskol'ko prob zolota, poluchennogo v Meksike.
Byli kolebaniya, stoit li publikovat' bolee podrobnyj otchet o doklade Tiffro
v uvazhaemom zhurnale, kotoryj chitali uchenye vsego mira. Komissiya, v kotoruyu
voshel izvestnyj himik Tenar[18], prishla k otricatel'nomu resheniyu.
Predstavlennoe zoloto bylo, konechno, zolotom. Odnako nichto ne dokazyvaet,
chto ono polucheno iskusstvenno, k tomu zhe Tiffro v svoej broshyure polnost'yu
umalchivaet o processe ego polucheniya. Ochevidno, avtor sam yavilsya zhertvoj
oshibki, i zoloto, imevsheesya v vide sledov, on skoncentriroval i vydelil.
Takie dovody ne dohodili do soznaniya Tiffro. On, naprotiv, nastaival na
publichnom opyte, kotoryj emu i razreshili provesti v laboratorii parizhskogo
monetnogo dvora. Vse trebovavsheesya syr'e i himikaty predostavlyal
gosudarstvennyj monetnyj dvor, v tom chisle i himicheski chistoe serebro.
Veroyatno, solnce nad Franciej svetilo nedostatochno sil'no. Vo vsyakom sluchae
ispytanie polnost'yu provalilos'. Ne bylo obnaruzheno dazhe sledov zolota.
Posle etogo Tiffro reshilsya na shag, na kotoryj ne poshel by obychno ni odin
izobretatel', a tem bolee alhimik. On obnarodoval svoj "process" dlya togo,
chtoby tot smog posluzhit' obshchestvu. Samomu zanimat'sya proizvodstvom zolota u
nego uzhe ne bylo sil. "U menya net i glavnogo dlya etogo i vsego prochego,--
zhalovalsya on v novom izdanii svoej raboty v 1854 godu,-- ni obespechennogo
polozheniya, ni svobody myslej, ni vozmozhnosti izuchat' slozhnye yavleniya,
proishodyashchie pri prevrashchenii metallov... Dlitel'nye opyty na yarkom solnce
oslabili moe zrenie, utomitel'nyj trud podorval moe zdorov'e, i ya dolzhen
soznat'sya v svoem bessilii, hotya tverdo ubezhden, chto stoyu na poroge bol'shih
uspehov".
Spros na ego publikaciyu byl isklyuchitel'nym. Ego knizhku bukval'no
vyryvali iz ruk. Vsya Franciya zhazhdala uznat', nakonec, tajnu polucheniya
zolota. Posledovalo eshche odno izdanie. Bestsellerom stal i nemeckij ego
perevod. Broshyura "Poluchenie zolota iskusstvennym putem fakticheski dokazano.
Metally yavlyayutsya ne prostymi veshchestvami, a slozhnymi" byla izdana v Berline v
1855 godu. Kogda cherez 30 let izvestnyj himik i istorik himii German
Kopp[19] sobiral material dlya svoego obzora "Alhimiya v staroe i
novoe vremya", broshyury Tiffro on najti ne smog. Ne bez sozhaleniya Kopp pisal,
chto "ni odnogo ekzemplyara ee nel'zya najti, dazhe u antikvarov, dazhe po
povyshennym cenam".
Mezhdunarodnye zhuliki
ZHizn' ne opravdala nadezhd, kotorye pital Tiffro pri vypuske svoej
publikacii. On ne nashel pokrovitelya, poverivshego v nego i snabdivshego ego
den'gami dlya puska processa "v bol'shom masshtabe". Odnako u nego poyavilis'
posledovateli, kotorye tajno poshli tem zhe putem i nachali fabrikovat' zoloto
iz serebra.
Solidnoe "predpriyatie" takogo roda otrazheno v sekretnyh aktah chastnogo
pridvornogo i gosudarstvennogo arhivov avstrijskoj monarhii. Samo soboj
razumeetsya, chto etot fakt stal izvesten lish' togda, kogda monarhiya ruhnula.
S opublikovaniem etih aktov byla razoblachena mahinaciya imperatora
Franca-Iosifa[20] i ego kabineta, kotorye s 1868 po 1870 gody
privlekli k rabote treh alhimikov, v etom otnoshenii Franc-Iosif pokazal sebya
istinnym otpryskom Gabsburgov i dostojnym posledovatelem Rudol'fa II i
Leopol'da I.
Tri alhimika, yavivshiesya k imperatoru, veroyatno, pokazalis' emu
poslancami neba. V 1866 godu v rezul'tate vojn s Prussiej i Italiej
avstrijskaya monarhiya poteryala bogatye provincii. Nuzhno bylo oplachivat'
znachitel'nye voennye kontribucii. S gosudarstvennymi finansami dela obstoyali
ploho. K etomu zhe grandioznye namereniya gabsburgskogo doma osest' v
Latinskoj Amerike poterpeli fiasko v rezul'tate sverzheniya avstrijskogo
korolya Maksa Meksikanskogo[21] v 1867 godu.
Tri alhimika -- ispanec i dva ital'yanca, odin iz kotoryh yakoby srazhalsya
do poslednego na storone korolya Maksa v Meksike -- priehali v Venu, chtoby
doveritel'no soobshchit' imperatoru Francu-Iosifu, kak mozhno prevratit' serebro
v zoloto. Ves'ma krasnorechivo pytalis' oni opisat' znachenie ih epohal'nogo
otkrytiya: Franc-Iosif poluchil by iz ih ruk ni bol'she ni men'she, kak klyuch k
mirovomu gospodstvu! Navernyaka imperator ne otvergnet eti predlozheniya i ne
povtorit oshibku Napoleona I, otklonivshego v svoe vremya izobretenie parohoda,
s pomoshch'yu kotorogo anglichane stali pozdnee vlastvovat' nad moryami. Net,
Franc-Iosif I ne byl Napoleonom I. On hotel znat' vse detali. Alhimiki
sdelali shirokij zhest -- predlozhili provesti probnyj eksperiment. Za otkrytie
svoih sekretov oni trebovali vsego lish' 40 millionov gul'denov: 5 millionov
v kachestve pervogo vznosa, ostal'noe -- v cennyh bumagah, vyplachivaemyh v
techenie desyati let.
Odnako gabsburgskij dom stal razumnee, chem vo vremena Rudol'fa II.
Imperator naznachil v kachestve eksperta svoego byvshego uchitelya, himika
SHretera, dav emu dolzhnost' direktora Imperatorskogo monetnogo dvora v Vene,
i pozvolil alhimikam rabotat' pod ego nablyudeniem v pomeshchenii monetnogo
dvora. Usloviya, postavlennye professorom SHreterom, byli dlya treh
avantyuristov, pryamo skazhem, obeskurazhivayushchimi. Oni dolzhny byli poluchit'
zoloto iz polufunta chistogo serebra, predostavlennogo monetnym dvorom, s
dobavkami, pridumannymi samim SHreterom, v sosudah i tiglyah, prinadlezhashchih
poslednemu.
Nesmotrya na vse, umel'cam kak-to udalos' prodelat' staryj tryuk
alhimikov i podbrosit' zoloto v rasplav. Konechno, vse polfunta serebra ne
prevratilis' polnost'yu v zoloto, odnako v konce koncov byl obnaruzhen sharik
vozhdelennogo zheltogo metalla razmerom s goroshinu. Takoj rezul'tat ni razu
bol'she ne povtorilsya za vremya ih bolee chem dvuhletnej sekretnoj raboty na
monetnom dvore. Poetomu sekretar' imperatora molchalivo priobshchil etot kusochek
k delu.
V eti gody snova zastavil zagovorit' o sebe mes'e Tiffro. Vo Francii on
neutomimo iskal kapitalista, kotoryj vzyalsya by za proizvodstvo zolota.
Odnako vremena dlya nego ne izmenilis' k luchshemu. Mezhdu tem vse bol'she bylo
vestej o neprestannyh proiskah "konkurentov".
V 1860 godu postupilo soobshchenie iz Londona, chto vengerskij bezhenec
Nikolaus Papafi zavoeval raspolozhenie uvazhaemyh sloev londonskogo obshchestva,
predlozhiv process dlya prevrashcheniya takih neblagorodnyh metallov, kak svinec i
vismut, v serebro. Ego predpriyatie procvetalo stol' uspeshno, chto na
londonskoj Lidenholl-strit obosnovalas' firma "Papafi, Barnett, Koks i K°".
V odnu tumannuyu noch' Papafi ischez, ostaviv vekselej na 10000 funtov.
Drugoj mezhdunarodnyj zhulik po imeni Paraf izmenil taktiku. V N'yu-Jorke
on vymanil u ryada doverchivyh lyudej bol'shie den'gi, sulya poluchit' zoloto. V
Peru on sdelal korotkuyu, no golovokruzhitel'nuyu kar'eru svoim otkrytiem, kak
prevratit' med' i mednye rudy v chistoe serebro. Nakonec, v 1877 godu on
"vynyrnul" v Val'paraiso, gde takzhe nashel doverchivyh pajshchikov. Odnako zdes'
ego moshennichestva zakonchilis' pered licom zakona.
V yanvare 1878 goda korrespondenty pisali, chto afery alhimika Parafa
zanimali obshchestvennost' bol'she, chem vse drugie sobytiya. Ob®em ego dela na
predvaritel'nom rassledovanii prevysil 600 stranic. Odnako vse eshche ne byl
najden otvet na vopros: byl li Paraf moshennikom ili ego nespravedlivo
derzhali pod zamkom? Iz svoej kamery Paraf delal mrachnye predskazaniya; on
skazal odnomu reporteru: "Esli ya poluchu svobodu, to moya mest' budet
zaklyuchat'sya v tom, chtoby, izgotovlyaya zoloto, obescenit' ego i potryasti vse
denezhnye rynki".
Udivlenie -- lyubimoe ditya very. Tiffro tozhe nadeyalsya, chto ego
sootechestvenniki nakonec poveryat v nego. Navyazchivaya ideya iskusstvennogo
polucheniya zolota ne ostavlyala ego dazhe v preklonnye gody. On neutomimo
borolsya za priznanie svoego otkrytiya, otyskivaya ego nauchnye obosnovaniya.
Razumeetsya, Tiffro ne nashel pri etom samogo prostogo ob®yasneniya: imevshayasya
primes' zolota mogla sozdat' vpechatlenie ob ego obrazovanii.
V iyune 1887 goda Tiffro podal zayavlenie v byudzhetnuyu komissiyu
francuzskoj palaty deputatov: pust' ispytayut, nakonec, ego process polucheniya
zolota v komissii ekspertov. Zayavlenie Tiffro ostavili bez vnimaniya, ibo
sochli za luchshee ne vozbuzhdat' novogo skandala. Slishkom svezhim bylo
vospominanie ob odnom iz poslednih bol'shih processov nad alhimikami v Parizhe
v 1882 godu... Nahodchivyj amerikanec po imeni Vize utverzhdal, chto on umeet
fabrikovat' zoloto. Vidnye predstaviteli parizhskoj znati, knyaz' Rogan i graf
SHparre, vlozhili v predpriyatie neskol'ko tysyach frankov i sobstvennoruchno
pomogali amerikancu v probnom eksperimente. Vysoko zasuchiv rukava, oba po
ocheredi kachali vozduhoduvku. CHerez nekotoroe vremya oni dolzhny byli davat'
pokazaniya protiv bezhavshego Vize, ulichavshegosya v obmane. Sud prigovoril
alhimika -- zaochno -- k chuvstvitel'nomu shtrafu. A oba znatnyh lica stali
posmeshishchem vsego Parizha, ibo oni uporno utverzhdali, chto videli sobstvennymi
glazami, kak amerikanec poluchal zoloto. Odnako, kogda ih stal doprashivat'
sledovatel', oba "ochevidca" spohvatilis', chto odin-edinstvennyj raz pokinuli
laboratoriyu alhimika. Oni vspomnili, chto k koncu reshayushchego eksperimenta m-r
Vize brosil v rasplav kakoj-to poroshok. Pomeshchenie mgnovenno zapolnilos'
otvratitel'nym dymom i von'yu, tak chto oni vynuzhdeny byli vybezhat' v sosednyuyu
komnatu. Dal'nejshie kommentarii izlishni: eta lovkaya prodelka, konechno, byla
zaplanirovana i privela Vize k zhelannomu uspehu.
Zoloto iz teplic
Teoriya Tiffro o tom, chto zoloto v prirode mozhet rasti samo po sebe, v
osobennosti tam, gde solnce zharit sil'no, kak v Meksike, nashla priverzhencev
dazhe v Germanii. Ob etom svidetel'stvuet gazetnoe ob®yavlenie, pomeshchennoe v
"Myunher al'gemejne cejtung" 10 oktyabrya 1875 goda pod mnogoobeshchayushchim
zagolovkom: "Real'nyj ezhegodnyj zarabotok -- milliony". Aptekar' --
pensioner po imeni Kistenfeger -- s pomoshch'yu etogo ob®yavleniya iskal
kompan'ona, kotoryj otlichalsya by shirotoj vzglyadov predprinimatelya i imel by
dostatochnyj kapital dlya togo, chtoby postavit' novyj process polucheniya zolota
na promyshlennyj uroven'. Kistenfeger v svoem ob®yavlenii uveryal, chto uzhe
neskol'ko let tomu nazad v prisutstvii izvestnyh himikov on s blestyashchim
uspehom provel eksperiment, lezhashchij v osnove takogo processa. Pri etom bylo
pokazano, chto v sootvetstvuyushchih usloviyah mozhno uskoryat' rost blagorodnyh
metallov -- podobno tomu, kak eto delaetsya s pomoshch'yu teplic dlya rastenij.
Kakaya zamanchivaya mysl' -- vyrabatyvat' v bol'shih kolichestvah zoloto v
teplicah! V sushchnosti, eto byla ta zhe ideya francuza Tiffro, kotoryj do
poslednego momenta uveryal v sposobnosti metallov rasti. Uzhe v marte 1891
goda Tiffro zayavil predstavitelyam pressy, chto, kak pokazali ego opyty,
mikroby igrayut bol'shuyu rol' v processah prevrashcheniya metallov. Po ego
ubezhdeniyu, imenno mikroby i vodorosli yavlyayutsya prichinoj togo, chto serebro v
meksikanskih rudnikah postepenno prevrashchaetsya v zoloto. Cel' nauki --
obnaruzhenie etih "zolotyh mikrobov" i ih vyrashchivanie. Tiffro mog s takim zhe
uspehom iskat' "mikroby chelovecheskoj gluposti", po vyrazheniyu Kurta Geca.
L'art de faire l'or (Iskusstvo delat' zoloto)--takova byla tema
mnogochislennyh dokladov metra Tiffro, kak ego nazyvali pochitateli. Ustno i
pis'menno pytalsya on v 90-e gody snova voskresit' svoyu ideyu. Kak "chestnyj
alhimik" on dozhil v pochestyah do sedin; v Parizhe vokrug nego obrazovalos'
soobshchestvo pochitatelej. Na sobraniyah vnov' osnovannogo vo Francii
germeticheskogo obshchestva (Societe Hermetique) uchastniki glubokomyslenno
vnimali Recham Uchitelya.
V oktyabre 1896 goda Tiffro predprinyal poslednyuyu ataku, CHtoby ubedit'
nauchnye krugi v tom, chto metally v dejstvitel'nosti ne mogut yavlyat'sya
prostymi himicheskimi veshchestvami, ibo oni postroeny, kak soedineniya. V etot
raz Uchitel', kak vsegda, shel na vse. Tiffro predstavil Akademii nauk novoe
issledovanie, kotoroe podtverzhdalo ego tumannuyu tochku zreniya: esli zapayat'
alyuminievuyu fol'gu s azotnoj kislotoj v steklyannuyu trubku i na dva mesyaca
podvergnut' vozdejstviyu chudodejstvennyh solnechnyh luchej, to soderzhimoe
prevrashchaetsya v efir i uksusnuyu kislotu. Poetomu alyuminij vovse ne yavlyaetsya
elementom...
Bednyj metr Tiffro! Dostizheniya himii, stol' bystro prodvinuvshejsya
vpered za poslednie gody, kazalos', proshli mimo nego. On, konechno, zabyl,
chto minulo pochti 40 let s teh por, kak v 1853 godu on vpervye treboval
priznaniya svoej teorii. Osobenno bol'shie uspehi v nauke za poslednie 25 let
byli dostignuty v uchenii o himicheskih elementah i nevozmozhnosti ih
prevrashcheniya drug v druga.
Glava 2
HIMICHESKIE OTKRYTIYA S PRIKLYUCHENIYAMI
|lementy -- prostye veshchestva nashego material'nogo mira
Tri tysyachi let pytalis' uchenye i filosofy svesti ves' material'nyj mir
k neskol'kim prostym veshchestvam -- elementam. Ved' tak uvlekatel'no bylo
dumat', chto vse mnogoobrazie prirody obuslovleno neskol'kimi nemnogimi
"kirpichikami", byt' mozhet, odnim-edinstvennym pervoveshchestvom.
Na puti k ishodnomu filosofy drevnosti uvideli vodu, zatem vozduh i,
nakonec, ogon' kak pervoosnovu vseh veshchej. V 350 godu do n. e. Aristotel'
raspolozhil chetyre elementa -- ogon', zemlyu, vozduh i vodu -- v vide cikla,
iz kotorogo vyvodilis' takzhe svojstva: teplo, suhost', holod i vlazhnost'.
Vse yavleniya prirody hoteli ob®yasnit' dejstviem etih elementov i ih
prevrashcheniem drug v druga. Drugie filosofy, naprimer greki Levkipp i
Demokrit, schitali, chto prichinoj vseh prevrashchenij yavlyaetsya soedinenie libo
otshcheplenie mel'chajshih chastichek -- atomov.
Eshche do togo kak drevnegrecheskie filosofy lomali golovu nad pervoosnovoj
materii, v Kitae sushchestvovalo uchenie o tom, chto imeyutsya pyat' elementov,
kotorye nepreryvno dvizhutsya mezhdu Zemlej i Nebom: voda, ogon', derevo,
metall, zemlya. V nachale nashej ery alhimiya, voznikshaya na Vostoke -- v Indii,
Kitae i YAponii, pronikla v Evropu. Kogda v umah uchenyh nachali gospodstvovat'
misticheski-religioznye predstavleniya o velikom eliksire i filosofskom kamne,
ponyatie "element" poteryalo svoyu klassicheskuyu prostotu. Ono dolzhno bylo
ustupit' mesto ves'ma neponyatnomu i zaputannomu opredeleniyu.
V period rannego srednevekov'ya alhimiki otkryli neskol'ko novyh
elementov: rtut', seru, sol'. K elementam prichislyali i zemlyu. Po
predstavleniyam alhimikov, tyazhelaya zhidkaya rtut' olicetvoryala metallicheskuyu
sushchnost', sera -- goryuchest'. Kak soli, tak i sere pripisyvali filosofskoe
znachenie.
V nastoyashchee vremya nas udivlyaet to, chto srednevekovye filosofy Ne
prichislyali k elementam takie veshchestva, kak metally -- zoloto, serebro,
zhelezo, cink, olovo, med'. Poslednie byli izvestny eshche v drevnosti, do nashej
ery; nekotorye iz etih metallov uzhe vyplavlyali iz rud dlya izgotovleniya
orudij truda, oruzhiya i ukrashenij.
Zoloto schitalos' u alhimikov slozhnym veshchestvom, kotoroe mozhno poluchit',
naprimer, iz elementa rtuti ochistkoj s pomoshch'yu sery i filosofskogo kamnya.
Odnako takoj "recept" byl dostupen ne kazhdomu... Allegoricheskie
srednevekovye risunki illyustriruyut eto "sochetanie" mezhdu seroj -- korolem i
rtut'yu -- korolevoj.
Poslannik nebes, Germes, v kachestve pokrovitelya alhimii dobavlyaet k
chetyrem cvetkam (elementam), kotorye derzhat v rukah korol' i koroleva, eshche
pyatyj -- kvintessenciyu. Togda "svad'ba Germesa" stanovitsya polnoj. Iz sery i
rtuti voznikayut serebro (Luna) i zoloto (Solnce). Poetomu zoloto, po
predstavleniyam alhimikov, yavlyaetsya chem-to sostavnym. V te vremena ne
priznavali elementarnyj harakter zolota i drugih tverdyh metallov. Mnogie
alhimiki verili v to, chto oni mogut prevrashchat' metally drug v druga i
neblagorodnye metally -- v blagorodnye.
Odnako srednevekovaya himiya vovse ne ischerpyvalas' pogonej za tajnami
alhimii. My dolzhny byt' ej, bezuslovno, blagodarny za znachitel'noe razvitie
metallurgicheskih i tehnologicheskih poznanij i navykov. Putem terpelivyh
ispytanij, vnimatel'nyh nablyudenij i sravnenij neustanno sovershenstvovalis'
processy polucheniya stekla i keramicheskih izdelij, a takzhe dobycha zheleza,
medi, serebra, rtuti, svinca, cinka iz rud. Processy dubleniya kozhi i
krasheniya tkanej pridavali himii srednevekov'ya proizvodstvennyj ottenok.
Samye "chistokrovnye" alhimiki v svoih fantasticheskih eksperimentah
proizvodili inogda cennye himicheskie produkty: Kunkel' poluchil rubinovoe
steklo, Betger -- evropejskij tverdyj farfor, Brand, prodelyvaya svoi
peregonki, otkryl fosfor. My obyazany rabotam alhimikov polucheniem spirta i
poroha, a takzhe nashimi poznaniyami o mineral'nyh kislotah i shchelochah.
Lejbnic soobshchal o tom, kak himikus Hennig Brand sluchajno otkryl fosfor
v 1669 godu: "V svoih issledovaniyah Brand stolknulsya s uzhe opisannoj
operaciej, kotoraya uchit, kak iz mochi prigotovit' zhidkost', kotoraya
sposobstvuet vyzrevaniyu kuskov serebra do zolota". Pri pererabotke mochi
putem peregonki, rabote, bezuslovno, malopriyatnoj, alhimik vdrug poluchil
nechto porazitel'noe. Obrazovalos' ne zoloto, a neizvestnoe samosvetyashcheesya
veshchestvo, holodnyj ogon' -- fosforus[22].
Anglijskij hudozhnik Jozef Rajt iz Derbi zapechatlel eto mgnovenie na
svoej kartine, kotoruyu stoit opisat'... Pod srednevekovymi monastyrskimi
svodami nahoditsya laboratoriya alhimika. Ona zapolnena polkami, glinyanymi
sosudami, posudoj, himikaliyami. Krugom lezhat raskrytye alhimicheskie pisaniya.
V seredine pomeshcheniya nahoditsya pech', slozhennaya iz glinyanyh kirpichej; ona
soedinena so steklyannymi kolbami. Vse vmeste predstavlyaet soboj peregonnuyu
ustanovku. V glubine dva podmaster'ya v udivlenii prervali rabotu. Alhimik
upal na koleni, preispolnennyj pochitaniya, zaklinayushche protyanuv ruku: v
pribore dlya peregonki tol'ko chto poyavilis' svetyashchiesya pary, rasprostranyayushchie
nezemnoj svet. Ne eto li stol' zhelannyj filosofskij kamen', velikij eliksir?
V XV i XVI vekah alhimiya vse bol'she i bol'she teryaet svoe znachenie. V
estestvoznanii vyrisovyvayutsya materialisticheskie vzglyady i vozzreniya,
kotorye nachinayut osvobozhdat'sya ot okov religii i astrologii, ot mistiki,
very v demonov, duhov i drugih sueverij. V nachale XVI veka
Paracel's[23], hotya i podvlastnyj nekotorym misticheskim
predstavleniyam, otverg filosofskij kamen' i otnes ego k oblasti skazok.
Istinnoj cel'yu himii on schital ne poluchenie zolota, a izgotovlenie lekarstv.
Himiki-skeptiki
CHerez sto let probil chas rozhdeniya himicheskih elementov, ibo im bylo
vpervye dano nauchnoe opredelenie v nashem segodnyashnem ponimanii. Nemeckij
uchenyj Ioahim YUngius v dissertacii "Doxoscopiae Physicae
Minores"[24], napisannoj v 1630 godu i opublikovannoj v 1642
godu[25], otbrosil chetyre elementa drevnosti i tri elementa
alhimii, a takzhe postulat o prevrashchenii metallov. Himicheskie elementy,
ob®yavil on, yavlyayutsya edinymi i nedelimymi dalee veshchestvami.
Neskol'ko pozdnee anglichanin Robert Bojl' v izvestnom trude "The
Sceptical Chemist"[26] zadaet ritoricheskij vopros: dejstvitel'no
li sushchestvuyut elementy, inache nazyvaemye nachalami? I sam zhe otvechaet: "Pod
elementami ya ponimayu opredelennye ishodnye i prostye, ili polnost'yu
nesmeshannye veshchestva... Oni yavlyayutsya sostavnymi chastyami, iz koih slagayutsya
vse tak nazyvaemye polnost'yu smeshannye veshchestva i na kakovye poslednie mozhno
razlozhit'[27]".
Posle 1700 goda epohu alhimii smenil period flogistonnoj
himii[28]; poslednyaya, hotya i ishodila iz nevernyh predposylok pri
ob®yasnenii processa goreniya, odnako pozvolila klassificirovat' ryad
himicheskih prevrashchenij. S otkrytiem kisloroda v 1771 godu[29] i
pravil'nym ob®yasneniem processa goreniya Lavuaz'e zakonchilsya etot otrezok
istorii himicheskoj nauki[30].
Blagodarya francuzu Antuanu Lavuaz'e himiya priobrela harakter tochnoj
nauki -- ucheniya ob elementah i veshchestvah i ih soedinenii v opredelennyh
otnosheniyah. Prevrashchenie elementov drug v druga otbrasyvalos' kak
nevozmozhnoe. V trude "Traite elementaire de chimie"[31], izdannom
v 1789 godu v Parizhe, Lavuaz'e privodit uzhe 22 iz izvestnyh segodnya
himicheskih elementov. Sredi nih azot, kislorod, vodorod, uglerod, sera,
fosfor i vse izvestnye v to vremya metally. Francuzskij himik oshibochno otnes
k spisku elementov takzhe oksid alyuminiya, barit, izvest', magneziyu i
kvarc[32]. Lish' pozdnee ponyali, chto zdes', v dejstvitel'nosti,
rech' idet o soedineniyah takih himicheskih elementov, kotorye eshche ne umeli
vydelit' v vide prostyh veshchestv.
K nachalu XIX veka, kotoryj posle izobreteniya parovoj mashiny obeshchal
stat' vekom promyshlennogo progressa, udalos' s pomoshch'yu elektricheskogo toka
vydelit' takie elementy, kak alyuminij, barij, kal'cij, magnij i kremnij, a
takzhe shchelochnye metally, galogeny i tyazhelye metally.
V 1804 godu anglijskij himik Dal'ton ustanovil zakon kratnyh
otnoshenij[33]. V sootvetstvii s nim himicheskie elementy dolzhny
soedinyat'sya tol'ko v opredelennyh, postoyannyh sootnosheniyah. Dal'ton razvil
predstavleniya Lavuaz'e, prinyav, chto v osnove takih prevrashchenij lezhat
mel'chajshie kirpichiki prirody -- atomy himicheskih elementov.
SHvedskij himik Bercelius v 1818 godu vpervye opublikoval tablicu, v
kotoroj privel atomnye massy vseh izvestnyh k tomu vremeni himicheskih
elementov On vvel simvoliku himicheskih elementov, kotoraya v osnovnom prinyata
i v nastoyashchee vremya. V tu poru bystro ponyali, naskol'ko vazhno tochno znat'
atomnye massy dlya vyyasneniya himicheskih reakcij i nahozhdeniya formul
soedinenij, potomu vklad Berceliusa byl vysoko ocenen[34].
Bunzen i Kirhgof[35] ispol'zovali spektral'nyj analiz kak
novyj metod dlya identifikacii himicheskih elementov. Oni obnaruzhili, chto
otdel'nye prostye veshchestva v gazoobraznom sostoyanii pri ih vozbuzhdenii
ispuskayut svet opredelennoj dliny volny, v rezul'tate chego poyavlyayutsya
harakteristicheskie linii v spektrah ispuskaniya ili pogloshcheniya. S pomoshch'yu
spektral'nogo analiza s 1860 po 1863 gody byli otkryty cezij, indij, rubidij
i tallij, tak chto chislo izvestnyh elementov v himii vozroslo do 63. Takim
obrazom, nakopilsya obshirnyj ryad raznoobraznejshih prirodnyh prostyh veshchestv,
podobrannyj bez kakih-libo vidimyh pravil i bez vnutrennego poryadka. Odnako
vryad li kto-libo iz uchenyh schital v to vremya, chto uzhe otkryty vse kirpichiki
prirody; nikto ne mog predskazat', skol'ko eshche neizvestnyh elementov ozhidayut
svoego otkrytiya. Tol'ko s nachala XIX veka bylo najdeno 28 novyh elementov --
pochti polovina iz vseh izvestnyh k tomu vremeni. Mozhno bylo opasat'sya, chto s
razvitiem i sovershenstvovaniem tehniki issledovaniya chislo elementov
kogda-nibud' stanet stol' zhe neobozrimym, kak chislo zvezd na nochnom
nebosvode.
Sistema himicheskih elementov
Kak tol'ko rech' zashla o formulah himicheskih soedinenij, to
obnaruzhilos', chto putanica s himicheskimi elementami privela k znachitel'nym
rashozhdeniyam vo mneniyah, dazhe sredi vydayushchihsya uchenyh. Kogda v seredine
proshlogo veka chislo elementov i ih soedinenij rezko vozroslo i mnogie himiki
pridumyvali svoyu "sobstvennuyu formulu", nemeckij himik Lotar Mejer ochen'
tochno zametil, chto "putanica dostigla apogeya". Dlya nekotoryh neorganicheskih
soedinenij sushchestvovalo neskol'ko empiricheskih formul. Eshche huzhe obstoyalo
delo v organicheskoj himii. Tol'ko dlya odnogo takogo neslozhnogo veshchestva, kak
uksusnaya kislota SN3SOON, naschityvalos' k etomu vremeni shestnadcat'
razlichnyh formul.
Na mezhdunarodnom Kongresse himikov v sentyabre 1860 goda v Karlsrue, na
kotorom prisutstvovali Lotar Mejer i Dmitrij Ivanovich Mendeleev, provodilis'
poiski putej dlya sozdaniya edinoj klassifikacii elementov[36].
Odnako tol'ko v 1869 godu Mendeleevu i Mejeru udalos', nezavisimo drug ot
druga, prijti k utverzhdeniyu: esli raspolozhit' vse himicheskie elementy v
sistemu po vozrastayushchemu atomnomu vesu, segodnya imenuemomu otnositel'noj
atomnoj massoj, to ih svojstva obnaruzhivayut otchetlivuyu
periodichnost'[37]. |to fundamental'noe otkrytie D. I. Mendeleeva
bylo soobshcheno 6 marta 1869 goda na zasedanii Russkogo himicheskogo obshchestva v
Peterburge. Rabota Lotara Mejera, kotoruyu on opublikoval v "Annalen der
hemi" v 1870 godu, datirovana dekabrem togo zhe goda. Obe publikacii otlichno
dopolnyayut drug druga, tak chto D. I. Mendeleev v svoej znamenitoj stat'e ot
30 dekabrya 1870 goda "O estestvennoj sisteme elementov i ee primenenii dlya
predskazaniya svojstv eshche neotkrytyh elementov" smog sdelat' eshche odin shag
vpered: vpervye okazalos' vozmozhnym ogranichit' nedostayushchie elementy
opredelennym chislom i tochno zakrepit' ih mesto v periodicheskoj sisteme.
Obnaruzhilos', chto v estestvennoj sisteme elementov, ustanovlennoj
Mendeleevym v 1870 godu, ostavalos' ne bolee 24 svobodnyh mest dlya eshche
neizvestnyh elementov; 24 "belyh pyatna" na "himicheskoj karte"-- tak
oboznachil russkij himik eti pustye mesta. Mezhdu samym legkim elementom --
vodorodom i samym tyazhelym -- uranom ostavalos' otkryt' eshche 23 neizvestnyh
himicheskih elementa. K etomu sledovalo, byt' mozhet, dobavit' eshche 24-j
element, kotoryj raspolagalsya neposredstvenno za uranom i dlya kotorogo
Mendeleev ostavil v sisteme svobodnoe mesto[38]. Predvidenie
Mendeleeva shlo tak daleko, chto on opisal dazhe svojstva, kotorye dolzhny byli
imet' eshche neizvestnye elementy, i dal ukazaniya, gde ih sledovalo by iskat'.
Ego nemeckij kollega, Lotar Mejer, pozdnee dal ponyat', chto emu nedostavalo
"otvagi dlya takih daleko idushchih predpolozhenij" pri razrabotke raspolozheniya
elementov. Mendeleev zhe pisal: "Utverzhdenie zakona vozmozhno tol'ko pri
pomoshchi vyvoda iz nego sledstvij, bez nego nevozmozhnyh i ne ozhidaemyh, i
opravdaniya teh sledstvij v opytnoj proverke"[39].
Velikij poisk nachalsya
D. I. Mendeleev tochno predskazal svojstva teh eshche ne otkrytyh
elementov, kotorye v gruppah periodicheskoj sistemy sleduyut za borom,
alyuminiem i kremniem i kotorye russkij uchenyj oboznachil kak ekabor,
ekaalyuminij i ekasilicij. Velikij poisk predskazannyh elementov mozhno bylo
nachinat'.
Kogda 5 let spustya, v avguste 1875 goda, francuzskij uchenyj P. |. Lekok
de Buabodran izvestil ob otkrytii im novogo elementa -- galliya, kotoryj on
obnaruzhil v cinkovoj obmanke spektral'nym putem, Mendeleev srazu vyskazal
mnenie, chto eto, vozmozhno, i est' ekaalyuminij. Dlya novogo elementa Mendeleev
predskazal atomnuyu massu 68 i plotnost' ot 5,9 do 6,0 g/sm[3].
Francuzskij uchenyj snachala nashel plotnost' ravnoj 4,7 g/sm[3].
Tol'ko pozdnee, posle nastojchivyh ukazanij Mendeleeva, kogda v rasporyazhenii
okazalis' bol'shie kolichestva chistogo galliya, Buabodran smog dat' bolee
tochnye svedeniya: plotnost' 5,96 g/sm[3]; atomnaya massa 69,9.
Himik K. Vinkler tak opisyvaet situaciyu togo vremeni: "CHtoby ocenit', s
kakim napryazheniem vse ozhidali, kogda budut ustanovleny svojstva galliya,
neobhodimo predstavit' sebe, chto do togo vremeni ne bylo ni odnogo
dokazatel'stva spravedlivosti i vazhnosti vyvodov, sdelannyh iz zakona
periodichnosti".
V marte 1879 goda Nil'son, professor himii shvedskogo universiteta v
Upsale, obnaruzhil eshche odin neizvestnyj element, kotoryj on okrestil
skandiem[40]. Kogda stalo izvestno, chto fiziko-himicheskie
svojstva skandiya blizki k predskazannym svojstvam ekabora, Mendeleev
radostno voskliknul: "YA nikak ne ozhidal, chto eshche pri zhizni dozhdus' takogo
blestyashchego podtverzhdeniya periodicheskogo zakona!"
D. I. Mendeleev naibolee detal'no predskazal svojstva
ekasiliciya[41]. Poetomu uchenyj mir s osobym interesom ozhidal
otkrytiya etogo elementa.
V sentyabre 1885 goda na frejbergskom rudnike "Himmel'sfyurst" gornyaki
natknulis' na neobychnuyu serebryanuyu rudu. Neizvestnyj dotole mineral poluchil
nazvanie argirodit. Professor neorganicheskoj himii Gornoj akademii
Frejberga, Klemens Vinkler, proanaliziroval etu zagadochnuyu rudu. Odnako,
opredeliv ee himicheskij sostav -- 74,7 % serebra, 17,3 % sery i svyshe 1 %
primesej, on obnaruzhil, chto ne hvataet pochti 7 %. Krome togo, iz raschetnogo
atomnogo sootnosheniya serebro : sera, ravnogo 1,3, sledovalo, chto eto otnyud'
ne chistyj sul'fid serebra Ag2S. Raschety Vinklera priveli k soedineniyam:
2Ag2S*XS ili 4Ag2S*YS2. V pervom sluchae H -- dvuhvalentnyj element, kak,
naprimer, svinec, vo vtorom sluchae Y -- chetyrehvalentnyj element, kak olovo.
V serebryanyh rudah uzhe nahodili svinec i olovo. Odnako Vinkler kak opytnyj
analitik srazu opredelil, chto v argirodite ne soderzhatsya ni eti metally, ni
drugie izvestnye k tomu vremeni. Razlichie v analiticheskih dannyh moglo
oznachat' lish' odno: v etoj novoj serebryanoj rude nahoditsya neizvestnyj
element!
Vinkler chestno soznavalsya, chto mysl' o novom elemente, kotoryj
nahoditsya u nego v rukah, vyzvala u nego golovokruzhenie i nervnyj pod®em. Ne
perevodya dyhaniya, rabotal on den' i noch'. Vsemi ego myslyami i chuvstvami
zavladel neizvestnyj himicheskij element. Uzhe grozilo poshatnut'sya ego
zheleznoe zdorov'e, kogda 6 fevralya 1886 goda Vinkler neozhidanno vydelil
sul'fid neizvestnogo veshchestva. Poslednij okazalsya rastvorimym v vode. Vot
pochemu pri obychnom promyvanii osadkov sul'fidov on tak uporno uskol'zal iz
ruk.
Issledovatelya vsegda ohvatyvaet chuvstvo udivitel'nogo schast'ya, kogda on
idet po sledu novogo elementarnogo kirpichika, iz kotorogo sostoit nasha
planeta. Uznav o predskazaniyah Mendeleeva, Vinkler, kak i drugie,
lihoradochno iskal nedostayushchie elementy, chtoby zapolnit' "dyrki" v
periodicheskoj sisteme. Bol'shie nadezhdy on vozlagal na analiz mineralov i
zoly, vybroshennyh naruzhu iz zemnyh glubin pri moshchnom izverzhenii vulkana
Krakatau v avguste 1883 goda. Odnako udachi ne bylo. I vot teper' v
frejbergskoj rude on nashel novyj element. |to byl predskazannyj Mendeleevym
ekasilicij. Kogda Vinkler izuchil ego svojstva, on byl porazhen, ibo s velikoj
tochnost'yu konstanty sovpali s velichinami, predskazannymi D. I. Mendeleevym.
Dlya atomnoj massy ekasiliciya Mendeleev predskazal znachenie 72, dlya
plotnosti -- 5,5 g/sm[3]. Vinkler ustanovil: 72,3 i 5,47.
Nemeckij issledovatel' smog podtverdit' takzhe valentnost', ravnuyu
IV[42]. Takaya tochnost' sovpadeniya s himicheskimi prognozami
porazila Vinklera: "Edva li mozhno najti bolee yarkoe dokazatel'stvo
pravil'nosti ucheniya o periodichnosti [svojstv] elementov, i eto poistine ne
tol'ko prostoe podtverzhdenie smeloj teorii, a oznachaet takzhe sushchestvennoe
rasshirenie himicheskogo krugozora, krupnyj shag v oblast' poznaniya".
Radost' otkrytiya elementa zastavila Vinklera s voodushevleniem vzyat'sya
za pero. Uzhe 26 fevralya 1886 goda on pishet Mendeleevu: "YA nadeyus', chto
vskore smogu soobshchit' Vam podrobnee ob etom interesnom veshchestve. Segodnya ya
ogranichivayus' tem, chto stavlyu Vas v izvestnost' o triumfe Vashego genial'nogo
issledovaniya i hochu zasvidetel'stvovat' svoe glubokoe pochitanie i uvazhenie".
"Poskol'ku germanij, otkrytyj Vami, yavlyaetsya koronoj periodicheskoj
sistemy,-- skromno otverg pohvalu D. I. Mendeleev,-- to eta korona
prinadlezhit Vam..., a ya udovletvoryus' rol'yu predvestnika[43]".
Obnaruzhenie novogo elementa napominaet otkrytie planety Neptun. Ee
sushchestvovanie bylo predskazano francuzskim astronomom Lever'e na osnove
anomal'nyh orbit ee sputnikov. Vskore posle etogo predskazaniya Neptun byl
obnaruzhen. Poetomu u Vinklera bylo namerenie nazvat' otkrytyj element
neptuniem. Odnako, poskol'ku takoe nazvanie uzhe bylo ranee ispol'zovano dlya
oshibochno otkrytogo elementa, on nazval element germaniem. Teper' sostav
argirodita uzhe ne byl zagadkoj -- 4Ag2S * GeS2 -- i mozhno bylo utverzhdat',
chto nauchno obosnovannye, celenapravlennye predskazaniya vozmozhny ne tol'ko v
astronomii.
Sverkayushchaya zheltaya liniya
S otkrytiem germaniya, a takzhe mnogih elementov iz chisla redkozemel'nyh
vse bol'she sokrashchalos' chislo "belyh pyaten" mezhdu vodorodom i uranom.
Issledovateli vsego mira chestolyubivo dobivalis' togo, chtoby proniknut' v
poslednie neizuchennye oblasti "geografii" himicheskih elementov. Zabavno,
hotya tem ne menee i pouchitel'no, prosledit' po himicheskoj literature togo
vremeni, s kakim voodushevleniem iskali togda eti poslednie elementy.
Soobshcheniya ob "uspeshnyh otkrytiyah" sledovali odno za drugim. Novye elementy
neozhidanno voznikali, kak padayushchie zvezdy na nochnom nebosvode; odnako oni
razdelyali uchast' zvezd i ischezali tak zhe bystro, kak i poyavlyalis'. Vot
primery...
V konce 1878 goda norvezhec Dal', kotoryj rabotal gornym masterom,
soobshchil, chto pri pererabotke 10 kg neizvestnoj ranee rudy on otkryl novyj
element Norvegii, tyazhelyj metall. |to bylo oshibkoj.
Avstrijskie uchenye hoteli nazvat' novyj element avstrij ili avstriakij;
odnako posle mnogoletnih tshchatel'nyh issledovanij sushchestvovanie novogo
elementa ne podtverdilos'.
Anglijskie uchenye v 1892 godu reshili, chto vydelili novyj element masrij
iz minerala masrita, obnaruzhennogo v Egipte. On dolzhen byl zapolnit' mesto
mezhdu berilliem i magniem. Na samom dele tam svobodnogo mesta i ne bylo.
Drugie issledovateli nashli v solnechnom spektre koronij. Segodnya my ne
uvidim ego v periodicheskoj sisteme. Nesmotrya na eto, nekotorye uchenye
uveryali, chto na Solnce dolzhny sushchestvovat' elementy, ne izvestnye na Zemle.
Izuchenie spektra solnechnoj korony eshche v 1868 godu dalo ves'ma porazitel'nyj
rezul'tat. 18 avgusta 1868 goda v Indii vo vremya polnogo solnechnogo zatmeniya
francuzskij astronom ZHansen nablyudal za solnechnoj koronoj. |to bylo pervoe
issledovanie solnechnoj korony s pomoshch'yu spektroskopa. Pomimo izvestnyh treh
spektral'nyh linij vodoroda v krasnoj, zeleno-goluboj i sinej oblasti,
ZHansen obnaruzhil novuyu yarko-zheltuyu spektral'nuyu liniyu, D3, kotoruyu sledovalo
pripisat' neizvestnomu himicheskomu elementu.
K otkrytiyu vnezemnogo elementa otneslis' v to vremya osobenno
uvazhitel'no, ibo 25 oktyabrya 1868 goda Akademiya nauk v Parizhe poluchila srazu
dva soobshcheniya na etu temu. Odno iz nih postupilo iz pribrezhnogo goroda
vostochnoj Indii. Avtorom ego byl ZHansen. Drugoe prishlo iz Anglii ot uchenogo
Lok'era. Anglichanin tozhe nablyudal tu tainstvennuyu sverkayushchuyu zheltuyu liniyu i
dal neizvestnomu elementu imya gelij (proizvodnoe ot grecheskogo helios --
Solnce). Takoe sovpadenie otkrytij pokazalos' znamenatel'nym Akademii nauk.
Ona uchredila pamyatnuyu medal' s izobrazheniem uchenyh ZHansena i Lok'era v chest'
oboih pervootkryvatelej "solnechnogo elementa" geliya[44].
Hotya gelij obnaruzhen do otkrytiya periodicheskogo zakona, on ne byl uchten
v sisteme Mendeleeva. Dlya etogo nado bylo podrobnee izuchit' ego
fiziko-himicheskie svojstva, prezhde vsego neobhodimo bylo znat' atomnuyu massu
geliya. Odnako, kak poluchit' dannye dlya novogo elementa, esli ego nel'zya
ulovit' na Zemle?
Net mesta dlya blagorodnyh gazov?
V 1894 godu voznik goryachij nauchnyj spor mezhdu dvumya anglijskimi uchenymi
-- lordom Releem i Vil'yamom Ramzaem. Releyu prishlo v golovu, chto azot,
poluchennyj iz vozduha posle udaleniya kisloroda, imel neskol'ko bOl'shuyu
plotnost', chem azot, poluchennyj himicheskim putem. Ramzaj priderzhivalsya toj
tochki zreniya, chto takuyu anomaliyu v plotnosti mozhno ob®yasnit' prisutstviem v
vozduhe neizvestnogo tyazhelogo gaza. Ego kollega, naprotiv, ne hotel
soglasit'sya s etim. Relej schital, chto eto, skoree, kakaya-to tyazhelaya
ozonopodobnaya modifikaciya azota. Vnesti yasnost' mog tol'ko eksperiment.
Ramzaj udalil iz vozduha kislorod obychnym sposobom -- ispol'zovav ego dlya
szhiganiya, i svyazal azot, kak on eto obychno delal v svoih lekcionnyh opytah,
propuskaya ego nad raskalennym magniem. Primeniv ostavshijsya gaz dlya
dal'nejshih spektral'nyh issledovanij, izumlennyj uchenyj uvidel nevidannyj
dotole spektr s krasnymi i zelenymi liniyami,
"V techenie leta 1894 goda lord Relej i ya veli pochti nepreryvnuyu
perepisku,-- soobshchal Ramzaj,-- i 18 avgusta, kogda britanskie
estestvoispytateli sobralis' v Oksforde, my soobshchili ob otkrytii novoj
sostavnoj chasti atmosfery ... argona".
Ramzaj opredelil atomnuyu massu argona: 40. Sledovatel'no, ego nado bylo
by pomestit' mezhdu kaliem i kal'ciem. Odnako tam ne bylo svobodnogo mesta!
CHto zhe delat'? Nashlos' nemalo kritikov, otricavshih elementarnyj harakter
novogo elementa argona imenno potomu, chto ego nekuda pomestit' v
periodicheskoj sisteme. S bol'shim iskusstvom i uporstvom Ramzaj prodolzhal
svoi opyty dlya togo, chtoby razreshit' eto protivorechie. Vskore on obnaruzhil,
chto argon eshche bolee inerten, chem azot, i, ochevidno, voobshche ne reagiruet s
kakim-libo drugim himicheskim veshchestvom, to est' spravedlivo opravdyvaet svoe
grecheskoe imya argon -- inertnyj.
Ramzaj vspomnil o soobshchenii doktora Gillebranda iz Instituta geologii v
Vashingtone. V 1890 godu amerikanskij uchenyj obratil vnimanie na to, chto pri
razlozhenii minerala kleveita kislotami vydelyayutsya znachitel'nye kolichestva
gaza, kotoryj on schital azotom. Teper' Ramzaj hotel proverit' -- byt' mozhet,
v etom azote, svyazannom v minerale, mozhno bylo by obnaruzhit' argon!
Posle dlitel'nyh poiskov emu udalos' priobresti u prodavca mineralov
dve uncii redkoj porody. On razlozhil ee sernoj kislotoj, odnako izuchenie
sobrannogo gaza otlozhil na vremya, ibo ego uvlekli drugie issledovaniya.
Tol'ko cherez poltora mesyaca, v marte 1895 goda, anglijskij uchenyj nashel
vremya dlya izucheniya spektra etogo gaza. On byl neobychajno porazhen, kogda
obnaruzhil sverkayushchuyu zheltuyu liniyu, otlichayushchuyusya ot izvestnoj zheltoj
spektral'noj linii natriya. Odnako proshlo nekotoroe vremya, poka Ramzaj
polnost'yu poveril v eto otkrytie. "So stydom soznayus',-- skazal on v
doklade,-- chto ya razobral svoj spektroskop, ibo skoree mog poverit' v ego
neispravnost', chem v prisutstvie novogo gaza".
|to byl novyj gaz, ne izvestnyj do toj pory gazoobraznyj element.
Vil'yam Kruks, kotoryj v Anglii schitalsya pervejshim avtoritetom v oblasti
spektral'nogo analiza, soobshchil svoemu kollege, chto preslovutaya zheltaya liniya
-- ta zhe, chto byla zamechena Lok'erom i ZHansenom v 1868 godu v spektre
Solnca: sledovatel'no, gelij est' i na Zemle.
Zasluga Ramzaya eshche i v tom, chto on nashel sposob, kak razmestit' oba
vnov' otkrytyh gaza v periodicheskoj sisteme, hotya formal'no mesta dlya nih ne
bylo. K izvestnym vos'mi gruppam elementov on dobavil nulevuyu gruppu,
special'no dlya nul'valentnyh, nereakcionnosposobnyh blagorodnyh gazov, kak
teper' stali nazyvat' novye gazoobraznye elementy. Takoe smeloe rasshirenie
periodicheskoj sistemy ves'ma udivilo samogo Mendeleeva[45].
Nezadolgo do svoej smerti v 1907 godu velikij russkij uchenyj skazal, chto
Lekok de Buabodran, Nil'son i Vinkler tol'ko ukrepili periodicheskuyu sistemu;
Ramzaj zhe podtverdil ee spravedlivost'[46].
Kogda Ramzaj razmestil blagorodnye gazy v nulevoj gruppe po ih atomnoj
masse -- gelij 4, argon 40, to obnaruzhil, chto mezhdu nimi est' mesto eshche dlya
odnogo elementa. Ramzaj soobshchil ob etom osen'yu 1897 goda v Toronto na
zasedanii Britanskogo obshchestva v doklade, kotoromu dal mnogoobeshchayushchee
nazvanie: "Ob odnom eshche ne otkrytom gaze". Oglyadyvayas' na proshloe, Ramzaj
vspominal: "Po primeru nashego uchitelya Mendeleeva ya opisal, naskol'ko
vozmozhno, ozhidaemye svojstva novogo gazoobraznogo elementa, kotoryj dolzhen
byl zapolnit' "dyrku" mezhdu geliem i argonom. YA mog by predskazat' eshche dva
drugih gaza, odnako polagayu, chto s proricaniem nado byt' poostorozhnee..."
U Ramzaya byli yavnye osnovaniya dlya ostorozhnosti: ni odin chelovek ne
znal, gde iskat' eti gazoobraznye elementy. Lish' posle mnogih neudachnyh
opytov Ramzayu prishla v golovu mysl' iskat' ih v vozduhe. Tem vremenem nemec
Linde i anglichanin Hempson prakticheski odnovremenno opublikovali novyj
sposob szhizheniya vozduha. |tim izyashchnym metodom i vospol'zovalsya Ramzaj i,
dejstvitel'no, s ego pomoshch'yu smog obnaruzhit' v opredelennyh frakciyah
szhizhennogo vozduha nedostayushchie gazy: kripton (zataivshijsya) i neon (novyj).
"Spiriticheskaya himiya"
Nulevaya gruppa periodicheskoj sistemy, sostoyashchaya iz blagorodnyh gazov,
kazalas' bezuprechnoj. Nichto ne izmenilos', sobstvenno govorya, kogda
amerikanec Brash na konferencii estestvoispytatelej v Bostone v avguste 1898
goda soobshchil ob otkrytii eshche odnoj sostavnoj chasti vozduha -- elemente
eterii[47]. Brash ob®yavil, chto plotnost' eteriya sostavlyaet vsego
lish' odnu desyatitysyachnuyu plotnosti vodoroda. Vsledstvie legkosti eteriya i
bol'shoj skorosti ego molekul etot dikovinnyj gaz stremitsya isparit'sya v
mirovoe prostranstvo. CHudo, stalo byt', chto ego voobshche obnaruzhili na Zemle!
Dazhe Mendeleev stremilsya dat' istolkovanie takogo gipoteticheskogo
mirovogo efira. On nazval element n'yutoniem i pomestil ego, a takzhe lozhnyj
element koronij v svoej tablice pered vodorodom. Sushchestvovanie takih
ekzoticheskih elementov ne moglo byt' eksperimental'no dokazano; otdel'nye
uchenye schitali, chto nekotorye novye spektral'nye linii severnogo siyaniya,
solnechnoj korony i zvezdnyh spektrov sleduet pripisat' n'yutoniyu, koroniyu ili
eshche odnomu elementu -- nebuliyu. Znachitel'no pozdnee vyyasnilos', chto eti
chuzhdye spektral'nye linii mozhno ob®yasnit' ionizaciej kisloroda i azota, no
ni v koem sluchae ne novymi elementami.
V svyazi s zagadochnym, neob®yasnimym i trudnoulovimym mirovym efirom
vyskazal svoi osobye idei inzhener Adol'f Vageman. On polagal, chto vse
veshchestva pri absolyutnom nule, to est' pri --273 °S, dolzhny prevratit'sya v
etot indifferentnyj efir, kotoryj yavlyaetsya ne chem inym, kak filosofskim
kamnem. Ved' esli privesti etot efir v soprikosnovenie so sledami zolota
ili, eshche luchshe, ostorozhno nagret', poka ego atomy ne nachnut sovershat'
"energeticheskie kolebaniya", sootvetstvuyushchie zolotu, to vse material'noe,
soprikasayushcheesya s nim, dolzhno prevratit'sya v zoloto.
Udivitel'no prostym kazalsya process polucheniya zolota inzhenera Vagemana.
Odnako vse eto byli pustye izmyshleniya. Absolyutnyj nul' ne yavlyaetsya real'noj
velichinoj, k nej mozhno tol'ko priblizit'sya, ne dostigaya ee. Sledovatel'no,
takim filosofskim kamnem ovladet' nel'zya. |to bylo uyazvimoe mesto novogo
"processa proizvodstva zolota", kotoryj obeshchal chelovechestvu ogromnye
bogatstva. Tut sleduet eshche dobavit': vsego neskol'kimi godami pozdnee, v
1906 godu, fiziko-himik Val'ter Nernst sformuliroval 3-e nachalo
termodinamiki, i stalo ponyatnym povedenie veshchestv pri priblizhenii k
absolyutnomu nulyu. Teper' mozhno bylo i teoreticheski ocenit' process Vagemana
i ... otbrosit' ego. Te, kto interesuyutsya "tehnicheskimi podrobnostyami",
mogut najti ih v broshyure Vagemana, poyavivshejsya v 1901 godu pod zamanchivym
zaglaviem: "Iskusstvennoe zoloto! Otkrytie processa dlya prevrashcheniya veshchestv,
ishodya iz novyh nauchnyh vozzrenij. Izlozheno obshchedostupno".
Ot vseobshchego nastupleniya na poslednie nedostayushchie elementy ne hoteli
otstat' priverzhency alhimii i vnov' voskresshego spiritizma. Oni takzhe
zanimalis' poiskom novyh elementov i izlozhili "eksperimental'nye rezul'taty"
v svoego roda uchebnike, kotoryj my prolistaem. "Spiriticheskaya himiya. Ryad
nablyudenij yasnovidcev o himicheskih elementah"-- takovo ego zaglavie.
Nachalos' eto letom 1895 goda v Londone, kogda chleny evropejskoj sekcii
obshchestva teosofov[48] po okonchanii "rabochego dnya" progulivalis'
vdol' beregov Temzy. Kto-to zadal vopros, nel'zya li issledovat' sostav
vozduha pri pomoshchi potustoronnih sil. Ochevidno, nalico byla "konkurenciya" s
Vil'yamom Ramzaem, ch'i porazitel'nye otkrytiya byli v to vremya u vseh na
ustah.
Te chleny obshchestva, kotorye eshche ran'she priobreli "sposobnost' uvelicheniya
obrazov", tut zhe upali v travu i ustavilis' v goluboj efir. Dejstvitel'no,
oni mogli videt' otdel'nye atomy gazoobraznyh sostavlyayushchih vozduha! Ih
sposobnost' "uvelichitel'nogo zreniya" dolzhna byla byt' neveroyatnoj. Dazhe s
pomoshch'yu sovremennyh vysokorazreshayushchih elektronnyh mikroskopov my mozhem
poluchit' lish' ves'ma priblizitel'noe opticheskoe izobrazhenie atomov. CHerez
neskol'ko let na svoem kongresse obshchestvo postanovilo sistematicheski
prodolzhat' izuchenie spiriticheskoj himii. Mister Lidbiter i miss Anni Bezant,
avtory upomyanutogo "uchebnika", nachali issledovanie atomarnogo stroeniya
elementov. U nih byla svoya sobstvennaya metodika. Blagodarya ih sposobnosti k
yasnovideniyu i osoboj "uvelichitel'noj vozmozhnosti", kotoraya udivitel'nym
obrazom mogla "vvinchivat'sya vverh i vniz", oni yasno videli pered soboj atomy
i mogli dazhe soschitat' ih kirpichiki -- "pra-atomy"! |to srabatyvalo dazhe dlya
samyh redkih elementov, ibo dostatochno bylo tol'ko intensivno predstavit'
sebe eti elementy. Konechno, takoj process tail v sebe i opasnosti: tak,
Bezant chut' ne "zadohnulas'", kogda putem yasnovideniya issledovala yadovityj
hlor.
Dlya vodoroda, samogo legkogo elementa, naschitali 18 pra-atomov, dlya
geliya -- 72. Dlya togo, chtoby rasschitat' "okkul'tnuyu atomnuyu massu"
elementov, dostatochno bylo razdelit' chislo pra-atomov na 18. Otsyuda vodorod
imel atomnuyu massu 1, gelij 4. Dlya zolota bylo najdeno 3 546 pra-atomov, chto
sootvetstvovalo atomnoj masse 197.
Kak vidite, dovol'no slozhnyj process. Vspominaetsya anekdot o tom, kak
odin lyubopytnyj sprashivaet chabana, kak zhe on uznaet, vse li ovcy
vozvratilis' vecherom domoj.
-- Ochen' prosto, ya ih pereschityvayu.
-- Ne zatrudnitel'no li eto pri stol' bol'shom stade?
-- Niskol'ko. YA schitayu ovec po nogam, a potom delyu na 4.
Samo soboj razumeetsya, chto atomnye massy, poluchennye yasnovideniem, ne
slishkom otlichalis' ot prinyatyh znachenij. Ved' spiriticheskaya himiya dolzhna
byla kak-to poluchit' priznanie! Esli posmotret' na tablicy elementov i
atomnyh mass v uchebnike "Spiriticheskaya himiya", to mozhno zametit', chto tam
imeetsya novyj element. YAsnovidyashchie otkryli ego v vozduhe i nazvali novyj
element, stoyashchij yakoby mezhdu vodorodom i geliem i naschityvayushchij 54 pra-atoma
(sledovatel'no, on dolzhen imet' atomnuyu massu 3), okkul'tum. On tak nikogda
i ne byl pomeshchen v periodicheskuyu sistemu elementov.
Eshche odin novyj element -- argentaurum
Vnachale v sisteme elementov D. I. Mendeleeva mezhdu serebrom i zolotom
tozhe byla yakoby "dyrka". V 1896 godu na eto svobodnoe mesto pokusilsya
amerikanec |mmens, kotoryj ob®yavil, chto on nashel neizvestnyj element. CHtoby
otrazit' ego polozhenie mezhdu serebrom (argentum) i zolotom (aurum), on
nazval ego argentaurum. Istoriya otkrytiya argentauruma dovol'no neobychna i
polna priklyuchenij.
V amerikanskih nauchnyh krugah imya doktora |mmensa bylo izvestno. Stiven
|mmens byl chlenom neskol'kih vidnyh nauchnyh obshchestv i poluchil izvestnost'
blagodarya izobreteniyu vzryvchatogo veshchestva emmensita. Nedolgoe vremya on
znachilsya takzhe pervootkryvatelem tak nazyvaemoj emmensovoj kisloty. |to
novoe veshchestvo dolzhno yakoby obrazovyvat'sya pri dobavlenii k dymyashchej azotnoj
kislote pikrinovoj kisloty do peresyshcheniya. Odnako, kak soobshchila "Hemiker
cejtung" v 1892 godu, etu emmensovu kislotu sleduet vycherknut' iz spiska
individual'nyh himicheskih veshchestv, ibo ona predstavlyaet soboj ne chto inoe,
kak neizmenennuyu pikrinovuyu kislotu. Stol' zhe malo sochuvstviya nashel |mmens,
kogda predlozhil strukturnuyu formulu magnitnogo zheleznyaka. Veroyatno, neudachi
ob®yasnyalis' tem, chto raboty |mmensa ne byli lisheny izvestnogo naleta
fantazii.
Doktor |mmens zadal sebe vopros: chto zhe otlichaet blagorodnye metally,
takie, kak serebro, zoloto, platina, ot drugih metallov, pomimo ih
ustojchivosti? Po ego mneniyu, eto prezhde vsego, bol'shaya plotnost',
vozrastayushchaya v ryadu: serebro -- zoloto -- platina. Sledovatel'no, esli by
udalos' znachitel'no umen'shit' rasstoyaniya mezhdu atomami v metalle, to mozhno
bylo by besprepyatstvenno poluchit' blagorodnye metally, obladayushchie bol'shej
plotnost'yu. Takova, v obshchih chertah, byla novaya ideya doktora |mmensa. |ti
rassuzhdeniya naveli ego na sled upomyanutogo promezhutochnogo elementa, kotoryj
ne byl ni serebrom, ni zolotom i kotoryj on nazval argentaurum. Iz etogo
veshchestva pri razryhlenii ego struktury dolzhno yakoby poluchat'sya serebro, a
pri uplotnenii -- zoloto. Process etot ne yavlyaetsya chem-to novym, on vekami
protekaet v prirode. |mmens polagal, chto nashel put' k osushchestvleniyu etogo
processa v laboratorii -- zamet'te, v svoej sobstvennoj Argentaurum
Laboratory (adres: N'yu-Jork, N'yu-Brajton, Central'naya avenyu, 20).
Konechno, s takimi teoriyami |mmens popadal v ugrozhayushchuyu blizost' k
oporochennym srednevekovym metodam polucheniya zolota. Odnako amerikanec ne
hotel nazyvat'sya alhimikom. Vse zhe ot takogo prozvishcha nekuda bylo det'sya,
ibo |mmens fakticheski predlagal sposob izgotovleniya zolota!
Dlya togo, chtoby podtverdit' svoi rassuzhdeniya i pokazat', chto ego sposob
"rabotaet", 13 aprelya 1897 goda |mmens prodal n'yu-jorkskomu monetnomu dvoru
za 954 dollara 80 centov shest' slitkov splava zolota s serebrom, to est'
imenno togo samogo argentauruma. Kazhdomu poyavlyayushchemusya posetitelyu ili
reporteru on s torzhestvuyushchim vidom soval v nos kvitanciyu. Nachinaya s etogo
dnya doktor |mmens ezhemesyachno postavlyal gosudarstvennomu monetnomu dvoru dva
slitka zolota vesom ot 7 do 16,5 uncij, to est' ot 200 do 500 g. Dlya pressy
on sdelal gromoglasnoe zayavlenie: "YA uveren, chto za god smogu uvelichit'
proizvodstvo zolota -- argentauruma do 50 000 uncij v mesyac". N'yu-Jork
burlil. Opravdal li |mmens eti slova? V ego pol'zu govorili sleduyushchie
sobytiya.
Vo mnogih ob®yavleniyah v presse i v nauchnyh zhurnalah |mmens predlagal
proby zolota -- argentauruma v 1, 2, 5 i 10 g dlya proverki ego dannyh i dlya
nauchnyh issledovanij. Cena: 75 centov za gramm. Kazhdyj, kto interesovalsya
etim iskusstvennym zolotom, mog kupit' ego u doktora |mmensa. Spros byl
velik. Anglijskij fizik Vil'yam Kruks pozhelal podrobnee uznat' u izobretatelya
ob etom novom chudo-veshchestve. Kruks hotel dolozhit' o nem v londonskom zhurnale
"Kemikl N'yus", redaktorom kotorogo on yavlyalsya.
Sredi vydayushchihsya uchenyh Anglii Kruks byl neskol'ko dvulikoj personoj. V
svoej special'noj oblasti, spektroskopii, etot fizik byl neosporimym
avtoritetom, tem bolee, chto emu prinadlezhala chest' otkrytiya spektral'nym
putem himicheskogo elementa talliya.
O sebe Kruks govoril, chto dlya nego vsegda osoboe ocharovanie
predstavlyala tumannaya oblast' mezhdu izvestnym i neizvestnym. Poroj kazalos',
chto eto mozhno ponimat' bukval'no, ibo Kruks tratil takzhe vremya na to, chtoby
issledovat' spiriticheskie yavleniya fizicheskimi metodami. |to bylo by
opravdanno, esli by fizik ispol'zoval svoi nauchnye znaniya dlya razoblacheniya
spiriticheskogo bezobraziya; v nekotoryh "vysshih" krugah togdashnego obshchestva
spiritizm grozil prevratit'sya v modnuyu bolezn'. Odnako Kruks vel sebya inache.
Ego nastol'ko odurachili fokusy mediumov, chto v itoge on sam nachal verit' v
sverh®estestvennye sily. On userdno registriroval "moshchnye" psihicheskie sily,
kotorymi sidyashchij v storone medium vozdejstvoval na pruzhinnye vesy. V konce
koncov Kruks poveril takzhe v "materializaciyu" umershih: ih duh voznikal po
vole mediuma, kotoryj lezhal v transe, prikovannyj k tomu zhe k fizicheskim
izmeritel'nym priboram. Sushchestvuyut dazhe "fotografii duhov", na kotoryh Kruks
izobrazhen ryadom s posetitelyami iz zagrobnogo mira.
Estestvenno, chto nauchnoe imya uchenogo zametno stradalo ot takih
zigzagov. Ved' Kruks byl chlenom vysokochtimogo Korolevskogo obshchestva, k
kotoromu prinadlezhat tol'ko samye vydayushchiesya nauchnye deyateli mira. V stat'e
"Estestvoznanie i mir duhov" (1878 god), opublikovannoj v "Dialektike
prirody", Fridrih |ngel's nasmeshlivo zametil po etomu povodu, chto bylo by
poleznee, esli by na eti spiriticheskie seansy Kruks prines skepticheskij um
vmesto fizicheskih priborov.
Interesno, chto v te zhe gody i D. I. Mendeleev soprikosnulsya so
spiritizmom. Kak chlen nauchnoj korporacii on dolzhen byl v Peterburge
prisutstvovat' v kachestve nablyudatelya na "zaklinanii duhov", prevrativshemsya
v epidemiyu, i mog v etom sluchae proverit' fakty, opisannye Kruksom. V 1876
godu russkij uchenyj prishel k unichtozhayushchemu vyvodu: dokazano, chto vse tak
nazyvaemye spiriticheskie yavleniya ob®yasnyayutsya libo neproizvol'nymi
dvizheniyami, libo soznatel'nym obmanom, i chto spiritizm est' sueverie.
Kruksa nel'zya bylo pereubedit', on klyalsya v svoej pravote, ukazyvaya na
rezul'taty fizicheskih izmerenij. I kak tol'ko k nemu obratilis' priverzhency
okkul'tnoj himii, on zaveril ih v tom, chto razdelyaet ih vzglyady. Takim
obrazom, on kazalsya imenno tem chelovekom, kotoryj mog by podderzhat' takogo
sovremennogo priverzhenca spiritizma, kak |mmens...
Poetomu v neskol'kih pis'mah |mmens ohotno otkryl Kruksu svoyu velikuyu
tajnu: "gvozdem" vsego yavlyaetsya mashina vysokogo davleniya, na kotoruyu vskore
budet poluchen patent. S ee pomoshch'yu kuski serebra podvergayutsya sil'nym
mehanicheskim udaram, chtoby putem szhatiya prevratit'sya v argentaurum i nakonec
-- v zoloto.
Odnako Kruks stal ostorozhnee -- ved' proshlo 30 let posle ego
zloklyuchenij so spiritizmom -- i potreboval, prezhde vsego, tochnyh rabochih
propisej. Slegka uyazvlennyj |mmens otvechal, chto esli Kruks hochet sam
provesti eksperiment, pust' on podvergnet meksikanskij serebryanyj dollar
podobnym udaram v stal'nom cilindre pri nizkih temperaturah. Takoj process
yakoby v bol'shih masshtabah on praktikuet sejchas s pomoshch'yu svoej mashiny
vysokogo davleniya, kotoraya koncentriruet davlenie, kak uvelichitel'noe steklo
koncentriruet solnechnye luchi. |mmens uveryal, chto esli dostatochno dolgo
udaryat' po monete, to obyazatel'no mozhno budet ustanovit' bol'shee ili men'shee
povyshenie soderzhaniya zolota.
S serebrom iz Meksiki delo obstoit osobo, o chem nam izvestno, so
vremeni mes'e Tiffro. Meksikanskie serebryanye dollary i byli, sobstvenno
govorya, "proizvodstvennoj tajnoj" doktora |mmensa, kotoruyu on v konce koncov
ves'ma neohotno otkryl. 16 marta 1897 goda |mmens peredal amerikanskoj Assay
Office[49] v N'yu-Jorke meksikanskij dollar s pros'boj proverit',
est' li v nem zoloto. Rezul'tat byl otricatel'nym. Spustya nekotoroe vremya
|mmens dal issledovat' chetyre meksikanskih dollara, predvaritel'no otdeliv
ot kazhdogo polovinki. Ih analiz takzhe dal otricatel'nyj rezul'tat. Zoloto ne
bylo obnaruzheno. Ostavshiesya polovinki dollarov |mmens podverg special'nomu
processu v svoej laboratorii. Teper' oni soderzhali, po ostorozhnomu
vyskazyvaniyu doktora |mmensa, krome serebra eshche metall, kotoryj po vsem
ispytaniyam sootvetstvoval zolotu. V rezul'tate on byl skuplen probirnoj
palatoj kak zoloto.
10 000 dollarov tomu, kto najdet oshibku
Ser Vil'yam Kruks posledoval sovetu amerikanca. On izmel'chil
meksikanskij dollar, pomestil 13 g poluchennyh serebryanyh opilok v stal'noj
cilindr i s pomoshch'yu ostroumnogo mehanizma udaryal po nim porshnem s chastotoj
odin raz v sekundu. Cilindr on ohlazhdal suhim l'dom. Posle etogo Kruks
obnarodoval ozhidavshijsya s neterpeniem rezul'tat: nebol'shoe uvelichenie
soderzhaniya zolota -- s 0,062 do 0,075 %. Velichiny byli ne slishkom
obnadezhivayushchimi i, po-vidimomu, lezhali v predelah oshibki opredeleniya. Kruks
dal ponyat', chto ot etogo ne razbogateesh'.
Odnako |mmens prodolzhal byt' optimistom: vse zhe soderzhanie zolota,
podschital on iz opyta Kruksa, vozroslo na 21 %. Nuzhno tol'ko davit' na
serebro do teh por, poka ne vozniknut bol'shie kolichestva zolota. Kruks
otkazalsya ot etogo i obratilsya k analizu novogo elementa -- argentauruma.
Zdes' byl takzhe unichtozhayushchij rezul'tat: kak soobshchil Vil'yam Kruks v nachale
sentyabrya 1897 goda v "Kemikl n'yus", spektral'noe issledovanie obrazca
argentauruma pokazalo, chto v nem soderzhatsya tol'ko zoloto, serebro i nemnogo
medi. V spektre ne bylo drugih linij, a takzhe ne bylo novyh linij
kakogo-libo neizvestnogo elementa.
Takie malouteshitel'nye nauchnye rezul'taty ne uderzhali Stivena |mmensa
ot dal'nejshego proizvodstva zolota. Iz skromnoj laboratorii argentauruma
obrazuetsya sindikat, raspolozhennyj v odnom iz luchshih zdanij Brodveya. CHtoby
kompaniyu ne zapodozrili lish' v proizvodstve zolota, |mmensu prishel v golovu
novyj kommercheskij tryuk. Poyavilis' ob®yavleniya o tom, chto sindikat
"Argentaurum" zhelaet sodejstvovat' progressu nauki. On uchrezhdaet premiyu v
500 dollarov za samyj podrobnyj literaturnyj obzor, kasayushchijsya edinstva
materii i teoreticheskoj vozmozhnosti poluchat' zoloto iz tak nazyvaemyh
elementov. Dalee, sindikat vydelyaet eshche 500 dollarov dlya raz®yasneniya
problemy, pochemu plotnost' i svojstva tverdoj materii izmenyayutsya pri szhatii
i ohlazhdenii. CHtoby razdut' izvestnost' |mmensa, vozniklo dazhe "nauchnoe
obshchestvo". |to issledovatel'skoe obshchestvo predpolagalo takzhe vypuskat'
zolotye medali -- konechno, medali iz argentauruma -- kak nagradu za nauchnye
raboty.
Pomimo togo, |mmens hotel podnyat' svoj prestizh s pomoshch'yu sobstvennyh
nauchnyh publikacij. Iz ryada ego statej ob argentaurume poluchilas' celaya
kniga, pervyj tom kotoroj on posvyatil gravitacii. Vo vvedenii k nej
podcherkivaetsya osnovatel'nost' avtora: "My predlagaem 10 000 dollarov tomu,
kto najdet nauchnuyu oshibku v etoj knige". CHeloveku takih kachestv sledovalo
prosto-naprosto verit', chto k tomu zhe on umeet delat' zoloto!
Rashody na propagandu, kotorye delal |mmens, nosili chastichno reklamnyj
harakter; eto porazitel'no, odnako vpolne tipichno dlya obshchestva, v kotorom on
zhil. Dazhe v etoj special'noj oblasti carila konkurenciya: 7 maya 1897 goda
|dvard Brajs iz CHikago podal zayavku na patent. On predlagal izgotovlyat'
zoloto i serebro iz svinca, olova i sur'my, to est' ispol'zoval znachitel'no
bolee deshevoe "syr'e" po sravneniyu s |mmensom. Dvazhdy patentnoe byuro SSHA
otvergalo prityazaniya mistera Brajsa. Odnako oskorblennyj izobretatel' sumel
zashchitit'sya s pomoshch'yu svoih advokatov i v konce koncov dobilsya razresheniya
provesti probnye ispytaniya na n'yu-jorkskom monetnom dvore. Estestvenno, chto
obshchestvennost' prinimala zhivoe uchastie v etih sobytiyah. Veroyatno, i |mmensa
volnoval vopros ob ishode etogo alhimicheskogo spektaklya. Opyty lichno
kontroliroval direktor monetnogo dvora Preston. Brajs rabotal s tremya
funtami sur'my, dvumya funtami sery, funtom zheleza i nebol'shim kolichestvom
poroshkoobraznogo uglya. Sudya po recepture, takoj opyt mog provodit'sya na 500
let ran'she. A rezul'tat? Komissiya kratko konstatirovala, chto minimal'nyj
uspeh poluchen lish' v tom sluchae, kogda ispol'zuetsya prodazhnaya sur'ma,
soderzhashchaya sledy zolota. S chistym syr'em effekt raven nulyu.
Rezul'tat predpriyatiya byl ves'ma nasmeshlivo otmechen amerikanskoj
pressoj. Odnako neudacha "kollegi", po-vidimomu, malo zatronula |mmensa. On
nevozmutimo prodolzhal dal'she kovat' zoloto iz serebra i unciyu za unciej
prodavat' gosudarstvennoj kazne. Do konca 1897 goda eto sostavilo 24 zolotyh
slitka vesom vsego v 17 kg. V 1898 godu on dolzhen byl dat' eshche 10 kg.
Obshchestvennost' Ameriki byla razdrazhena deyatel'nost'yu doktora |mmensa.
Nakonec pressa vnov' uhvatilas' za etot fakt. V fevrale 1899 goda gazeta
"N'yu-Jork geral'd" v rezkoj stat'e postavila neskol'ko voprosov: "Ne
yavlyaetsya li doktor |mmens sovremennym Rozenkrejcerom? |tot chelovek delaet
zoloto i prodaet ego kazne Soedinennyh SHtatov! Mozhet li doktor |mmens
pokazat' komissii iz sograzhdan tot process, s pomoshch'yu kotorogo on delaet
zoloto iz meksikanskih dollarov?"
I |mmens prinyal vyzov, on ne hotel, chtoby ego sochli posledovatelem
tajnogo alhimicheskogo soyuza Rozenkrejcerov ili, na hudoj konec, prosto
alhimikom. On ob®yavil, chto na glazah u imenityh chlenov amerikanskogo
obshchestva sobiraetsya prevratit' v zoloto 100 000 uncij monetnogo serebra. |to
sootvetstvovalo 3110 kg!
Odnako do velikogo smotra delo ne doshlo. Trebuemaya komissiya ne
sobralas'. Direktor n'yu-jorkskogo gosudarstvennogo monetnogo dvora
kategoricheski otkazalsya uchastvovat' v takom spektakle Drugoj vydayushchijsya
sovremennik, izobretatel' Nikolaj Tesla, tak zhe ne hotel nichego slyshat' ob
alhimike.
Postepenno eto proisshestvie zabylos', tem bolee, chto |mmens prekratil
proizvodstvo zolota tak zhe vnezapno, kak i nachal ego. Vskore popolzli sluhi
-- policiya yakoby zanyalas' doktorom |mmensom. Byt' mozhet, takie soobshcheniya
byli bespochvennymi, Odno tol'ko izvestno -- v dele |mmensa proizoshel
neozhidannyj povorot: polucheno bylo ob®yasnenie proizvodstvu zolota,
nalazhennomu |mmensom. Lyudi, obladavshie kriminalisticheskim chut'em, sprashivali
sebya: kakov istochnik zolota doktora |mmensa? Odnako ob etom pozdnee. Vo
vsyakom sluchae element argentaurum ne poluchil dostupa v periodicheskuyu sistemu
elementov. Samo soboj razumeetsya, chto pri dal'nejshej razrabotke sistemy,
prostranstva mezhdu serebrom i zolotom ne okazalos'. Sledovatel'no, ne nado
bylo otkryvat' v etom meste neizvestnyj element. V nauchnom smysle eto byl
smertnyj prigovor argentaurumu doktora |mmensa.
Glava 3
REVOLYUCIYA V ESTESTVOZNANII
Nevidimye luchi
Poskol'ku iz vseh elementov uran obladaet samoj bol'shoj atomnoj massoj,
D. I. Mendeleev postavil ego na poslednee mesto v periodicheskoj sisteme.
Mezhdu vismutom, kotorym zakanchivalsya ryad izvestnyh tyazhelyh metallov, i
uranom nahodilos' sem' svobodnyh kletok, prervannyh tol'ko elementom toriem.
Sem' svobodnyh mest -- eto oznachalo sem' himicheskih elementov, kotorye eshche
predstoyalo otkryt'. Na Zemle oni mogli nahodit'sya tol'ko v vide sledov, ibo
eshche ni odnomu issledovatelyu ne udalos' vydelit' hotya by neskol'ko
milligrammov veshchestva, kotoroe mozhno bylo by pripisat' elementu poslednih
dvuh ryadov. |ti redkie elementy, vidimo, nel'zya bylo obnaruzhit'
tradicionnymi metodami. Postepenno takoe ubezhdenie ukorenilos'.
Mnogie issledovateli v glubine dushi verili, chto blagodarya uspeham nauki
odnazhdy budet priotkryta zavesa sushchestvovaniya etih samyh tyazhelyh, elementov.
Kak izvestno, v svoe vremya, kogda stali ispol'zovat' elektricheskij tok dlya
elektroliza neorganicheskih soedinenij, neozhidanno poluchili celyj ryad novyh
elementov. Takie metody, kak spektral'nyj analiz i frakcionnaya peregonka
szhizhennogo vozduha, takzhe priveli k obnaruzheniyu ryada novyh himicheskih
elementov. Sledovatel'no, nuzhno bylo podozhdat', poka s progressom nauki ne
otkroetsya novyj process dlya obnaruzheniya i vydeleniya samyh tyazhelyh elementov
na Zemle.
8 noyabrya 1895 goda stalo pamyatnoj datoj v istorii estestvoznaniya. V
etot den' fizik Konrad Rentgen v svoej laboratorii v Vyurcburge provodil
opyty s katodnymi luchami, voznikayushchimi pri elektricheskom razryade v
razrezhennyh gazah. Mnogie issledovateli v to vremya provodili takie
eksperimenty, s tem, chtoby vyyasnit' prirodu etogo izlucheniya. Rentgen, kak
obychno, rabotal v zatemnennom pomeshchenii. On byl porazhen, zametiv, chto
neskol'ko kristallov cianoplatinata bariya, sluchajno nahodivshiesya na
laboratornom stole, dovol'no daleko ot razryadnoj trubki, stali yarko
svetit'sya. Znachit, eti kristally popali v zonu kakogo-to nevidimogo
izlucheniya. Inache nel'zya bylo ob®yasnit' zamechennoe yavlenie. Kak vskore
ustanovit sam issledovatel', eto byl "novyj vid izlucheniya" -- takovo
zaglavie ego stat'i ot 28 dekabrya 1895 goda,-- kotoroe obrazuetsya vtorichno
iz katodnyh luchej. Izluchenie eto obladalo ryadom primechatel'nyh svojstv,
CHerez veshchestva ono prohodilo, po-vidimomu, bez pomeh. Kogda Rentgen sluchajno
polozhil ruku na trubku, on uvidel na ekrane svoi kosti. |to bylo nevidannoe
v fizike yavlenie! |ti zagadochnye H-luchi, pozdnee nazvannye rentgenovskimi --
po imeni ih pervootkryvatelya, privlekli k sebe vnimanie vsej nauchnoj
obshchestvennosti. Issledovateli vsego mira napryazhenno pytalis' razgadat' te
zagadki, kotorye im zadali tainstvennye katodnye i rentgenovskie luchi.
Dzh. Dzh. Tomson iz Kembridzhskogo universiteta (Velikobritaniya), pervaya
velichina v fizike, v 1897 godu smog dokazat', chto katodnye luchi sostoyat iz
beschislennogo mnozhestva malen'kih otricatel'no zaryazhennyh chastichek. Pozdnee
za nimi zakrepilos' nazvanie elektrony. Tomson ustanovil, chto eti zaryazhennye
chastichki dvizhutsya s ogromnoj skorost'yu. Bol'she vsego porazil tot fakt, chto
massa elektrona primerno v dve tysyachi raz men'she massy samogo legkogo atoma
-- vodoroda. Do etogo vremeni polagali, chto atom yavlyaetsya mel'chajshim
kirpichikom materii. Uchenym nedostatochno bylo otkryt' magicheskie H-luchi. Oni
staratel'no iskali drugie nevidimye luchi, kotorye issledovateli do toj pory
eshche ne smogli zametit'. V Parizhe fizik Anri Bekkerel' rabotal s preparatami
urana. Na nih on dumal izuchit' fluorescenciyu solej urana posle ih oblucheniya
svetom; Bekkerel' stremilsya otvetit' na vopros, ne yavlyaetsya li fluorescenciya
tozhe novym vidom izlucheniya. Odnako sluchajnoe otkrytie dalo sovershenno inoe
napravlenie ego issledovaniyam.
Svoj reshayushchij eksperiment francuzskij uchenyj naznachil na 1 marta 1896
goda. Dlya bol'shej dostovernosti on predvaritel'no proyavil odnu iz
fotoplastinok, kotorye lezhali v yashchike vmeste s sol'yu urana. Bekkerel' byl
porazhen, kogda uvidel, chto uzhe na verhnej plastinke bylo yavnoe pochernenie,
kak raz na tom meste, gde lezhal preparat urana. Otkuda takoe "zasvechivanie"?
V yashchike bylo absolyutno temno. Mozhno bylo najti tol'ko odno ob®yasnenie:
fotoplastinka pochernela ot izlucheniya soli urana; ochevidno, takoe izluchenie
dolzhno nablyudat'sya i bez predvaritel'nogo osveshcheniya soli. Na sleduyushchij zhe
den' fizik oznakomil so svoim udivitel'nym otkrytiem Parizhskuyu akademiyu
nauk. V kachestve dokazatel'stva on predstavil odnu iz svoih "radiografij".
Vskore podtverdilos', chto i metallicheskij uran obnaruzhivaet takoj
"radiograficheskij effekt". |ti novye luchi, kotorye nazvali rayons de
Becquerel[50] ili rayons uraniques[51] byli,
sledovatel'no, harakternoj osobennost'yu atomov elementa urana. Ih mozhno bylo
otlichit' po sil'nomu ioniziruyushchemu vozdejstviyu: zolotye listochki
elektroskopa, pripodnyavshiesya posle zaryazheniya, bystro opadayut, esli
okruzhayushchij vozduh ionizirovat' luchami, to est' sdelat' ego elektricheski
provodimymi. Dlya takogo harakternogo izlucheniya vvedeno bylo ponyatie
"radioaktivnost'".
CHerez dva goda posle otkrytiya Bekkerelya, v aprele 1898 goda, ego
uchenica Mariya Skladovskaya-Kyuri dolozhila Parizhskoj akademii nauk, chto
radioaktivnym yavlyaetsya ne tol'ko uran, no i vtoroj tyazhelyj element -- torii;
on tozhe ispuskaet eti tainstvennye luchi. Zatem madam Kyuri sdelala eshche bolee
znachitel'noe otkrytie: prirodnye mineraly, soderzhashchie uran, naprimer
uranovaya smolyanaya ruda, sushchestvenno bolee radioaktivny, chem mozhno bylo
ozhidat', ishodya iz soderzhaniya v nih urana. Predpolozhenie Marii Kyuri, chto v
etih mineralah dolzhen soderzhat'sya eshche bolee radioaktivnyj element, bylo
blestyashche podtverzhdeno. Sovmestno so svoim suprugom, P'erom Kyuri, v 1898 godu
ej udalos' fiziko-himicheskim putem obnaruzhit' dva novyh himicheskih elementa,
tol'ko na osnove ih razlichnoj radioaktivnosti. Oba elementa vo mnogo raz
prevoshodili uran po intensivnosti izlucheniya. Suprugi Kyuri nazvali eti
elementy polonij -- v chest' rodiny issledovatel'nicy, Pol'shi -- i radij.
CHerez god francuzskij himik Deb'ern smog obnaruzhit' eshche odin radioaktivnyj
element v ostatkah ot pererabotki uranovoj smolki[52] -- aktinij.
Takim obrazom, s pomoshch'yu harakteristicheskogo radioaktivnogo izlucheniya
byli otkryty tri novyh himicheskih elementa, dlya kotoryh nadlezhalo najti
mesto v kakoj-libo iz pustyh kletok periodicheskoj sistemy. Pravda,
predpolagali, chto vsledstvie ih sposobnosti k izlucheniyu, oni dolzhny byt'
sosedyami urana, to est' stol' dolgo razyskivaemymi tyazhelymi metallami.
Odnako himiki raspolagali lish' neznachitel'nymi sledami etih veshchestv; poka
novye elementy ne byli polucheny v vesomyh kolichestvah, nevozmozhno bylo
izuchit' ih himicheskie svojstva, opredelit' atomnuyu massu i raspolozhit' v
periodicheskoj sisteme. Proshlo vse zhe neskol'ko let, prezhde chem suprugi Kyuri
v rezul'tate ves'ma trudoemkoj raboty smogli vydelit' skudnyh 100 mg soli
novogo elementa -- radiya: dlya etogo im prishlos' pererabotat' v celom dva
vagona otvalov, obrazovavshihsya posle izvlecheniya urana iz uranovoj smolyanoj
rudy Ioahimstalya. Rabotaya s takim kolichestvom veshchestva, oni nakonec smogli
opredelit' himicheskie svojstva novogo elementa.
Smelye teorii
Radij nachal zavorazhivat' mir. Ego sposobnost' k izlucheniyu byla vo mnogo
raz bol'shej, chem u drugih radioaktivnyh veshchestv. Novyj element, kazalos',
yavlyalsya neissyakaemym istochnikom energii. Dazhe spustya dlitel'noe vremya nel'zya
bylo zametit' umen'sheniya intensivnosti ego izlucheniya. V nastoyashchee vremya my
znaem, chto aktivnost' radiya padaet napolovinu tol'ko po proshestvii 1590 let.
Velichajshaya zasluga anglijskogo fizika Rezerforda sostoit v tom, chto on
vnes yasnost' v nablyudeniya i raskryl tajnu radioaktivnosti. Za korotkoe
vremya, rabotaya so svoej issledovatel'skoj gruppoj v Monreale, kuda on byl
priglashen v kachestve professora, Rezerford prishel k nauchnym vyvodam,
izmenivshim vsyu fizicheskuyu kartinu mira. Prezhde vsego, emu udalos' pokazat',
chto sushchestvuyut tri razlichnyh vida radioaktivnogo izlucheniya, kotorye on
nazval al'fa-, beta- i gamma-izlucheniem. Snachala byla ustanovlena priroda
beta-luchej: okazalos', chto oni sostoyat iz teh zhe otricatel'no zaryazhennyh
elementarnyh chastichek (elektronov), chto i katodnye luchi. Skorost' ih ochen'
velika: ona prevyshaet 200 000 km/s, to est' priblizhaetsya k skorosti sveta.
Al'fa-chasticy, iz kotoryh sostoyat al'fa-luchi, obladayut znachitel'no
bol'shej massoj i vybrasyvayutsya iz atoma radiya so skorost'yu 15 000--20 000
km/s. Nesmotrya na dlinu probega vsego v neskol'ko santimetrov,
odna-edinstvennaya al'fa-chastica ioniziruet na svoem puti do 100 000 molekul
vozduha. Takuyu bombardirovku al'fa-chasticami trudno bylo sebe predstavit'; k
tomu zhe stalo izvestno, chto 1 mg radiya vydelyaet v sekundu svyshe 36 millionov
al'fa-chastic.
Okonchatel'noe raz®yasnenie prirody etih luchej zanyalo okolo desyati let.
Tol'ko togda bylo ustanovleno, chto al'fa-chasticy yavlyayutsya yadrami atomov
geliya, a gamma-luchi -- osobym rodom rentgenovskogo izlucheniya.
Osobenno plodotvornoj okazalas' sovmestnaya rabota Rezerforda s himikom
Soddi, kotoryj s maya 1900 goda rabotal u nego v Monreale v kachestve
assistenta. Frederik Soddi, kak i Rezerford, byl uvlechennym
eksperimentatorom. V sovmestnyh rabotah "Prichina i priroda radioaktivnosti"
(1902 god) i "Radioaktivnye prevrashcheniya" (1903 god) Rezerford i Soddi
opublikovali teoriyu radioaktivnogo raspada, yavivshuyusya osnovopolagayushchej dlya
dal'nejshih issledovanij. Oni opredelili radioaktivnost' kak rezul'tat
processa, kotoryj polnost'yu nahoditsya vne sfery dejstviya vseh izvestnyh sil
i k tomu zhe ne mozhet byt' vyzvan, izmenen ili unichtozhen. Soglasno etoj
"teorii dezintegracii", atomy radioaktivnyh elementov neustojchivy i potomu
imeyut lish' opredelennuyu, harakteristicheskuyu prodolzhitel'nost' zhizni. Pozdnee
eto vyrazilos' v ponyatii "period poluraspada". On harakterizuet vremya, za
kotoroe raspadaetsya polovina atomov radioaktivnogo veshchestva. Pri etom
radioaktivnye elementy raspadayutsya na ryad drugih veshchestv, himicheski uzhe ne
pohozhih na ishodnoe veshchestvo. Rezerford i Soddi ustanovili, chto
radioaktivnyj raspad ne zavisit ot vneshnih uslovij. Radioaktivnost' ostaetsya
dazhe posle ekstremal'nyh temperatur i himicheskih reakcij. "Vse eti
soobrazheniya privodyat k zaklyucheniyu,-- pisali issledovateli,-- chto energiya,
skrytaya v atome, dolzhna byt' ochen' moshchnoj po sravneniyu s energiej,
vydelyayushchejsya pri obychnyh himicheskih prevrashcheniyah". V kachestve primera oni
privodili solnechnuyu energiyu, proishozhdenie kotoroj bylo by razgadano, esli
predpolozhit', chto prichinoj yavlyayutsya processy vnutriatomnyh prevrashchenij. Dlya
togdashnego urovnya znanij to byli porazitel'nye vyskazyvaniya.
Udivitel'noe veshchestvo -- radij
Opublikovanie teorii radioaktivnogo raspada bylo sensaciej. Ona
vstretila kak voodushevlennoe odobrenie, tak i rezkoe otricanie. V gazetah
mozhno bylo prochest' fantasticheskie veshchi o radii i radioaktivnosti. Bol'she
vsego lomali golovu nad neischerpaemoj, po-vidimomu, energiej radioaktivnyh
elementov. Ishodyashchee ot nih postoyannoe izluchenie bez podvoda energii izvne,
ih svechenie v temnote, povyshennaya temperatura rastvorov solej radiya -- vse
eto kazalos' neob®yasnimym chudom.
Pri tolkovanii radioaktivnosti neobhodimo bylo privyknut' k sovershenno
novym velichinam. Bylo obnaruzheno, chto v 1 g urana v sekundu radioaktivno
raspadayutsya 10 000 atomov, a v 1 g radiya -- svyshe 30 milliardov atomov.
Odnako eti znacheniya neveliki po sravneniyu s obshchim chislom imeyushchihsya atomov. 1
g radiya soderzhit neskol'ko tysyach trillionov, tochnee 2,66 * 10[21]
atomov. Takim obrazom, dolya atomov, raspadayushchihsya v sekundu, ochen' mala, tak
chto potrebovalos' by mnogo tysyacheletij, chtoby radij polnost'yu raspalsya.
Vskore mnogih issledovatelej atoma, prezhde vsego Rezerforda i Soddi,
stala odolevat' mysl', nel'zya li kak-nibud' ispol'zovat' fantasticheskuyu
energiyu radiya. V 1904 godu Soddi v knige "Radioaktivnost'" ukazal, kakoj
"put'" dolzhen privesti k ispol'zovaniyu etogo vechno neissyakaemogo istochnika
energii: izvestno, chto radioaktivnye elementy, takie, kak radij i uran, po
proshestvii tysyach, dazhe millionov, let raspadayutsya s vydeleniem energii
svoego izlucheniya; otsyuda Soddi delaet pronicatel'nyj vyvod: eta energiya
smogla by v budushchem sluzhit' lyudyam, esli uskorit' vremya prevrashcheniya
elementov: togda eti ogromnye kolichestva energii, sejchas vydelyayushchiesya za
tysyacheletiya, mozhno bylo by ispol'zovat' srazu, neposredstvenno.
Analogichnye rassuzhdeniya vydvinul i berlinskij professor Markval'd,
kogda na zasedanii Nemeckogo himicheskogo obshchestva 2 maya 1908 goda sdelal
soobshchenie o chude radioaktivnosti. "My ne znaem sredstva dlya uskoreniya
radioaktivnogo raspada,-- zametil on. - Esli by my takim sredstvom
raspolagali, to s ego pomoshch'yu, veroyatno, smogli by prevrashchat' i drugie
prostye veshchestva. Pri etom sledovalo by ozhidat' obrazovaniya elementov s
bolee nizkoj atomnoj massoj i odnovremennogo vydeleniya kolossal'nyh
kolichestv energii. Esli by takoe prevrashchenie smoglo proizojti vnezapno, to
ono soprovozhdalos' by strashnejshimi vzryvami: esli by, naprotiv, ono stalo
upravlyaemym, to hvatilo by 1 kg uranovoj smolki, chtoby bol'shoj parohod smog
peresech' Atlanticheskij okean".
Takoe predvidenie kazhetsya segodnya porazitel'nym. Odnako vyskazyvalos'
dostatochno opasenij, chto osvobodivshayasya atomnaya energiya smozhet sluzhit' ne
tol'ko istochnikom vechnogo blagodenstviya. V lekcii o radii v dekabre 1903 g.
pered Amerikanskoj associaciej nauchnogo progressa Rezerford, mezhdu prochim,
razvil sleduyushchuyu mysl': vpolne vozmozhno, chto volna atomnogo raspada
rasprostranitsya s takim vzryvom, chto nasha staren'kaya Zemlya prevratitsya v
zolu... Kakoj-nibud' prostofilya v laboratorii smozhet nechayanno zastavit' ves'
mir vzletet' na vozduh.
Teoriya raspada Rezerforda i Soddi okazalas' plodotvornoj i v oblasti
teorii poznaniya. Ona peretryahnula vse klassicheskie predstavleniya
naturfilosofii i pokolebala ee dosele prochnyj teoreticheskij fundament. Do
konca proshlogo veka schitalas' nerushimoj ta fizicheskaya kartina mira, osnovu
kotoroj razrabotal eshche N'yuton. Prostranstvo i vremya yavlyalis' absolyutnymi
ponyatiyami, a vse fizicheskie processy protekali po zhestkim osnovnym zakonam
mehaniki. Mir postroen iz material'nyh chastic -- elementov i atomov. "Atom"
proizvoditsya ot grecheskogo atomos, chto oznachaet nedelimyj. Tem samym hoteli
pokazat', chto atomy nedelimy i ne mogut byt' prevrashcheny drug v druga.
S drugoj storony, dazhe v nachale XX veka eshche osparivalos' real'noe
sushchestvovanie atomov. Bol'shinstvo uchenyh rugali fizika i filosofa |rnsta
Maha za ego sub®ektivno-idealisticheskie predstavleniya. On schitalsya
osnovatelem tak nazyvaemogo empiriokriticizma -- raznovidnosti reakcionnoj
filosofii pozitivizma. Mah otrical sushchestvovanie ob®ektivnoj real'nosti.
Tol'ko to real'no, chto mozhet byt' neposredstvenno nablyudaemo ili oshchushchaemo,
libo podtverzhdeno "chistym opytom". V takoj filosofii, estestvenno, ne
nahodilos' mesta dlya material'nyh kirpichikov nashego mirozdaniya -- atomov i
molekul, ibo ih, po Mahu, nigde nel'zya oshchutit'. Spor o sushchestvovanii atomov
pererastal v spor po povodu osnov mirovozzreniya v estestvoznanii.
Novye otkrytiya poshatnuli predstavleniya o mehanisticheskoj kartine mira i
podgotovili polnoe ih krushenie. S otkrytiem H-luchej Rentgena otpala dogma o
nepronicaemosti atomov. Ochevidno, veshchestvo uzhe ne yavlyalos' prepyatstviem dlya
etih tainstvennyh luchej. S otkrytiem elektrona Tomsonom poteryal silu
postulat, soglasno kotoromu atom yavlyaetsya mel'chajshej chasticej materii.
Neizbezhno vytekalo dopushchenie, chto atomy sostoyat iz eshche bolee melkih
chastichek.
Ves'ma zagadochnoj kazalas' spontannost', s kotoroj raspadayutsya
radioaktivnye veshchestva. K vseobshchemu udivleniyu, bylo obnaruzheno, chto radij
pri radioaktivnom raspade prevrashchaetsya v drugie elementy, v konechnom schete v
svinec, sam zhe voznikaet iz urana. Byla sokrushena drugaya dogma: transmutaciya
elementov, o kotoroj stoletiyami mechtali alhimiki v svoih popytkah izgotovit'
zoloto, stala yav'yu, hotya lish' v masshtabe atomov.
Radij predstavlyalsya issledovatelyam pryamo-taki neischerpaemym istochnikom
energii. Kak zhe eto soglasovat' s klassicheskim zakonom sohraneniya energii?
Sozdavalas' li energiya izluchavshego radiya iz nichego? Nauka stoyala pered
zagadkoj. Francuzskij fizik Puankare v 1905 godu privel v bespokojstvo
obshchestvennost' svoimi somneniyami o "cennosti nauki". Tak nazyvalas' ego
stat'ya, v kotoroj govorilos', chto nalico ser'eznyj krizis v fizike. "Velikij
revolyucioner radij" stavil pod somnenie ne tol'ko princip sohraneniya
energii, no i vse drugie nauchnye zakony. Puankare zhalovalsya: "Pered nami --
razvaliny staryh principov fiziki, vseobshchij krah kotoroj my perezhivaem".
CHto zhe, fizika popala v bezvyhodnoe polozhenie? Mnogie uchenye yavlyalis'
storonnikami idealisticheskoj filosofii i schitali, chto teper' "materiya
ischezla" libo "rastvorilas' v elektrichestve ili energii".
V. I. Lenin proanaliziroval eto polozhenie v estestvoznanii v tom vide,
kak ono slozhilos' k nachalu XX stoletiya, i sdelal teoretiko-poznavatel'nye
zaklyucheniya. V svoej rabote "Materializm i empiriokriticizm", opublikovannoj
v 1909 godu, V. I. Lenin kritikuet mirovozzrenie Maha i razoblachaet
nesostoyatel'nost' vseobshchih tolkov o krizise v fizike. Lenin priznaet, chto
bol'shinstvo uchenyh prishli v protivorechie s novejshimi eksperimental'nymi
faktami o radioaktivnosti i stroenii atoma: eto proizoshlo tol'ko potomu, chto
oni uporno ostavalis' na pozicii ustarevshih idealisticheskih predstavlenij,
kotorye ne dopuskali dal'nejshego tvorcheskogo razvitiya fiziki. |ti novye
fakty mogli byt' ob®yasneny i obobshcheny tol'ko na osnove dialekticheskogo
materializma. Po ubezhdeniyu V. I. Lenina, raspad i prevrashchenie radioaktivnyh
elementov blestyashche podtverzhdaet uchenie K. Marksa i F. |ngel'sa o dialektike
prirody. Poyasnyaya eto, on razvivaet mysl': "Razrushimost' atoma,
neischerpaemost' ego, izmenchivost' vseh form materii i ee dvizheniya vsegda
byli oporoj dialekticheskogo materializma. Vse grani v prirode uslovny,
otnositel'ny, podvizhny, vyrazhayut priblizhenie nashego uma k poznaniyu
materii"[53].
Prezhnee naturfilosofskoe ponyatie materii okazalos' nevernym v
rezul'tate otkrytiya yavleniya radioaktivnosti. V estestvoznanii poyavilis'
novye dialekticheskie predstavleniya o strukture materii i formah ee dvizheniya.
Sovremennaya alhimiya?
Pri izuchenii radioaktivnyh yavlenij Rezerford i drugie uchenye
obnaruzhili, chto radioaktivnye elementy torij, radij i aktinij vydelyayut
gazoobraznye produkty, nazyvaemye emanaciyami. Oni takzhe radioaktivny i cherez
korotkoe vremya raspadayutsya. Ramzaj zainteresovalsya yavleniem radioaktivnosti,
kogda poyavilos' soobshchenie o tom, chto radioaktivnye emanacii himicheski tak zhe
indifferentny, kak i blagorodnye gazy. Uchenyj kak raz nahodilsya v poiskah
blagorodnogo gaza, dlya kotorogo eshche imelos' svobodnoe mesto v poslednej
kletke nulevoj gruppy. Ego zanimalo takzhe razreshenie drugoj nauchnoj zagadki.
Stalo izvestno, chto gelij vstrechaetsya ne tol'ko v soderzhashchem uran minerale
kleveite, no takzhe i vo vseh mineralah, v sostav kotoryh vhodit uran.
Kakogo-libo ob®yasneniya etomu faktu ne bylo.
Ramzaj sovmestno s Soddi, kotoryj v 1903 godu vernulsya v Angliyu,
popytalis' razreshit' etot vopros eksperimental'no. K nachalu 1903 goda byli
vpervye vydeleny lish' malye kolichestva redkogo radiya. Vo vsem mire byl
odin-edinstvennyj ego istochnik: eto professor Gizel' v Braunshvejge, dlya
kotorogo izvlechenie radiya bylo nechto vrode hobbi. Ramzaj i Soddi poluchili ot
nego 30 mg etogo elementa. Snachala vydelenie chistoj emanacii poterpelo
neudachu iz-za nepravdopodobno malyh kolichestv, kotorye mogli byt' polucheny
iz milligrammovyh kolichestv soli radiya. Nakonec oboim issledovatelyam udalos'
ulovit' v kroshechnye kapillyary, doli kubicheskogo millimetra emanacii i
otdelit' ee ot gazoobraznye sostavnyh chastej vozduha putem kondensacii. S
pomoshch'yu gazorazryadnoj trubki ob®emom 4 mm[3], v kotoruyu byli
vpayany elektrody, tonkie, kak volos, uchenye poluchili spektr emanacii. Spektr
sostoyal iz yarkih krasnyh linij. Uchenye okrestili novyj gaz niton
(sverkayushchij) za to, chto on svetilsya v temnote. Pozdnee eto nazvanie bylo
zameneno na radon.
Dlya togo chtoby oharakterizovat' niton kak novyj element i najti emu
mesto v tablice, nedostavalo vazhnyh dannyh, prezhde vsego atomnoj massy.
Nadezhda na to, chto kogda-libo oni budut obladat' dostatochnym kolichestvom
nitona dlya provedeniya takogo roda opytov, ischezala; Ramzaj i Soddi
prikinuli, chto dlya polucheniya 1 l gaza neobhodimo okolo 500 kg radiya. Uzhe
togda predstavlyalos' beznadezhnym poluchit' takoe kolichestvo radiya. V
nastoyashchee vremya mirovoj zapas radiya ocenivaetsya, v luchshem sluchae, tysyachnoj
dolej etoj velichiny, to est' sostavlyaet priblizitel'no 500 g.
V konce koncov Ramzaj s udivitel'noj eksperimental'noj lovkost'yu
opredelil-taki plotnost' nitona i smog rasschitat', ishodya iz nee, ego
atomnuyu massu. Radon nashel svoe mesto v poslednej svobodnoj kletke gruppy
blagorodnyh gazov, posle ksenona.
Pri analize radioaktivnyh mineralov uchenye vsegda poluchali gelij v
kachestve pobochnogo veshchestva. Poetomu uzhe v 1902 godu Rezerford pri
tolkovanii radioaktivnogo raspada vyskazal predpolozhenie, chto gelij yavlyaetsya
produktom raspada radiya. Pri vyyasnenii etogo voprosa tak zhe prihodilos'
rabotat' s minimal'nymi kolichestvami veshchestv. Vsya apparatura, izgotovlennaya
Ramzaem, otlichalas' kroshechnymi razmerami. Ona sostoyala iz kapillyarnyh
trubochek diametrom menee polumillimetra. V takie "sosudy" Ramzaj i Soddi
pomestili ochishchennuyu emanaciyu radiya, issledovali ee spektr i, k svoemu
radostnomu izumleniyu, obnaruzhili, chto cherez neskol'ko dnej stali vdrug vidny
linii geliya. |to bylo dokazatel'stvom prevrashcheniya radona v gelij. Ramzaj
sdelal soobshchenie o sensacionnom otkrytii 16 iyunya 1903 goda na ezhegodnom
sobranii Himicheskogo promyshlennogo obshchestva v Bredforde. V tom zhe mesyace
poyavilas' stat'ya Ramzaya i Soddi v nauchnyh zhurnalah: "Opyty s radiem i o
vydelenii geliya iz radiya".
Takim obrazom, vpervye bylo eksperimental'no dokazano prevrashchenie
odnogo elementa -- radiya v drugoj -- gelij. Estestvenno, chto pressa vsego
mira bystro opovestila ob etom sobytii v soobshcheniyah, otklikah i
kommentariyah. Ved' eto bylo pervoe udachnoe prevrashchenie elementov, kotorogo
ozhidali alhimiki celye stoletiya. Konechno, ne bylo nedostatka i v
skepticheskih vyskazyvaniyah. Ramzaya i Soddi uprekali v tom, chto ih
laboratoriya nastol'ko zarazhena geliem, chto lyuboj chuvstvitel'nyj spektroskop
vsegda obnaruzhit sledy privnesennogo gaza.
Nauchno-populyarnyj zhurnal "Umshau" 4 fevralya 1905 goda, otdavaya dolzhnoe
genial'nomu iskusstvu eksperimentatorov Ramzaya Soddi, vse zhe otmechal:
"...eshche ne nastalo vremya vybrasyvat' za bort ispytannoe staroe i
bezogovorochno stanovit'sya na storonu ucheniya o prevrashchenii elementov".
Eshche v aprele 1904 goda pochtennyj Klemens Vinkler cherez tot zhe zhurnal
potreboval, chtoby vspomnili vazhnejshie osnovy himii: "Radievyj bum ohvatil
sejchas ves' mir i v naibol'shej stepeni -- sredu diletantov; pri vide etogo
vsyakogo himika ugnetaet tot fakt, chto o radii, otkrytom uzhe shest' let nazad,
mozhno soobshchit' lish' to chto on ochen' pohozh na barij, chto u nego bol'shaya, chem
u poslednego, atomnaya massa i chto on proyavlyaet porazitel'noe
samoproizvol'noe izluchenie. Himicheskie ego osobennosti vse eshche pochti ne
izvestny...".
Odnako Ramzaj i Soddi v dal'nejshih opytah dokazali nadezhnost' svoego
otkrytiya. I nado otdat' im dolzhnoe -- ved' obnaruzhenie stol' malogo
kolichestva veshchestva bylo isklyuchitel'no slozhnym delom. Priblizitel'no iz 1 g
bromida radiya (a takim kolichestvom v to vremya nikto ne raspolagal) za god
obrazuetsya lish' 0,02 mg geliya.
Vskore uzhe ne ostavalos' somneniya v tom, chto gelij yavlyaetsya produktom
prevrashcheniya radiya. V ryadu raspada urana obrazuyutsya radon i gelij iz
al'fa-izluchayushchego radiya. Radioaktivnyj radon takzhe raspadaetsya s ispuskaniem
al'fa-luchej, to est' s otshchepleniem geliya. Na osnove etogo mozhno schitat', chto
gelij, zaklyuchennyj v uranovyh rudah, poluchaetsya za schet al'fa-prevrashchenij
urana i produktov dal'nejshego raspada. Napomnim, chto al'fa-luchi yavlyayutsya
yadrami atomov geliya.
"Torij H i ... glupost'"
V samyj razgar radievogo buma poyavilos' izvestie ob otkrytii eshche odnogo
radioaktivnogo elementa. Snachala ob etom ob®yavili anglijskie nauchnye
zhurnaly, zatem, v marte 1905 goda, v odnoj londonskoj gazete mozhno bylo
prochest' pod rubrikoj "Novyj element" sleduyushchee soobshchenie: "Skoro nauchnuyu
literaturu privlechet novoe otkrytie, kotoroe vstanet v odin ryad so mnogimi
blestyashchimi dostizheniyami na Gauer-strit. D-r Otto Han, rabotayushchij v
universitetskom kolledzhe, otkryl novyj radioaktivnyj element, izvlechennyj iz
cejlonskogo minerala torianita; predpolagaetsya, chto etot element obladaet
radioaktivnost'yu, podobnoj toriyu, odnako bol'shej, po krajnej mere, v 250 000
raz".
|to otkrytie imeet nebol'shuyu predystoriyu. V vozraste 25 let Otto Han
prinyal priglashenie sera Vil'yama Ramzaya porabotat' nekotoroe vremya v Londone
v ego institute na Gauer-strit. Han tol'ko chto konchil sovershenstvovat'sya po
organicheskoj himii i hotel za vremya prebyvaniya za granicej uluchshit' znanie
inostrannogo yazyka, krajne neobhodimoe v ego budushchej deyatel'nosti. Po
pribytii v London k professoru Ramzayu Han rasskazal o svoem nauchnom puti i
poprosil dat' emu zadanie. Posle kratkogo razmyshleniya izvestnyj professor
skazal: "Vy budete rabotat' po radioaktivnosti". Dlya himika-organika takoe
predlozhenie bylo ves'ma neozhidannym. Na lekciyah v Marburgskom universitete
on ne slyshal ni edinogo slova o radioaktivnosti. Han byl dostatochno chestnym
chtoby ne priznat'sya Ramzayu, chto on nichego v etom ne ponimaet i ne imeet
nikakogo opyta v issledovaniyah po radioaktivnosti. Odnako Ramzaj byl horoshim
psihologom: "|to kak raz to, chto nuzhno. U vas net eshche svoego mneniya, i
potomu vy mozhete podojti sovershenno nepredvzyato k etim dovol'no neponyatnym
veshcham". Zatem on v zahvatyvayushchej forme poznakomil svoego podopechnogo s ego
issledovatel'skimi zadachami.
Anglichanin dobyl 5 c redkogo minerala, imenuemogo torianitom. Poslednij
nahodili tol'ko na ostrove Cejlon, i dazhe tam zapasy ego byli skudny. Znali
ob etoj porode, chto ona ochen' radioaktivna. Odna anglijskaya firma uzhe
pererabatyvala ee dlya Ramzaya. Ot 5 c ostalos' 18 g beloj soli -- v osnovnom
karbonata bariya,-- kotoraya dolzhna byla soderzhat' vse kolichestvo radiya,
vyzyvayushchego radioaktivnost': eto sostavlyalo okolo 9 mg. Ramzaj predlozhil
otdelit' cennyj radij po metodike madam Kyuri, a imenno: perevesti ego v
nekotorye organicheskie soli, s tem, chtoby opredelit' ih molekulyarnuyu massu.
Takim putem on rasschityval ustanovit' eshche ne utochnennuyu atomnuyu massu radiya.
|timi opytami dolzhen byl zanyat'sya Otto Han.
S goryachim entuziazmom prinyalsya molodoj issledovatel' za etu
vdohnovlyayushchuyu rabotu. Za schitannye mesyacy emu udalos' v neskol'ko stupenej
vydelit' istochnik radioaktivnosti. Odnako, k udivleniyu ego i Ramzaya, etot
radioaktivnyj element ispuskal ne emanaciyu radiya, a emanaciyu toriya; ih mozhno
bylo prekrasno otlichit' drug ot druga po periodam poluraspada.
Sledovatel'no, eto byl ne radij. Han ukazyval, chto novyj radioaktivnyj
element himicheski ne otlichaetsya ot toriya, no znachitel'no radioaktivnee.
Poetomu on nazval ego radiotoriem.
Ramzaj byl v vostorge ot togo, chto v ego institute opyat' otkryt novyj
element, i gotovilsya torzhestvenno soobshchit' ob etom sobytii. Po tradicii eto
moglo proizojti ne inache kak v stenah vysokouvazhaemogo Korolevskogo
obshchestva. Na zasedanii poslednego, 16 marta 1905 goda, Ramzaj obnarodoval
otkrytie radiotoriya. Vpervye imya Otto Hana svyazyvalos' s issledovaniyami
radioaktivnosti, s kotorymi otnyne emu predstoyalo imet' delo vsyu zhizn'.
Po rekomendacii Ramzaya Otto Han napisal pis'mo |rnestu Rezerfordu v
Monreal'. On ochen' hotel usovershenstvovat' svoi poznaniya v oblasti
radioaktivnosti i nadeyalsya, chto luchshe vsego eto mozhno sdelat' v institute
Rezerforda. Han soobshchil takzhe izvestnomu fiziku, chto on uzhe otkryl novyj
radioaktivnyj element -- radiotorij. Odnako imenno eto soobshchenie bylo
prinyato v Monreale ves'ma sderzhanno, kak ponyal pozdnee Otto Han. Novyj
radioaktivnyj element? Iz torievogo minerala? Za neskol'ko let do etogo, v
1901 godu, amerikanec Baskervil' takzhe reshil, chto obnaruzhil novyj element
karolinij v torijsoderzhashchem monacitovom peske Severnoj Karoliny. Soobshchenie
okazalos' lozhnym.
Somneniya Rezerforda podderzhal ego drug Boltvud, professor radiohimii v
Jel'skom universitete. Boltvud napisal Rezerfordu v sentyabre 1905 goda, chto
"element" Hana predstavlyaet soboj, veroyatno, soedinenie uzhe izvestnogo
radioaktivnogo elementa toriya H c... glupost'yu. Odnako, kogda Han,
okazavshis' uzhe v Monreale, otkryl eshche neskol'ko radioaktivnyh elementov,
kotorye "prozeval" sam Rezerford, fizik tol'ko pokachal golovoj: "U Hana
osobyj nyuh na otkrytie novyh elementov".
|lement i vse zhe ne element
Sredi mnogochislennyh otkrytij Otto Hana osobennoe znachenie imel
radioaktivnyj element mezotorij. |to byl vtoroj posle radiya radioaktivnyj
element, kotoryj mozhno bylo poluchat' v zametnyh kolichestvah promyshlennym
putem. V kachestve ishodnogo materiala ispol'zovali importnyj monacitovyj
pesok. Mezotorij nashel naibolee shirokoe primenenie v medicine -- kak cennyj
zamenitel' vse bolee dorozhavshego radiya: ego izluchenie, kak i izluchenie
radiya, moglo izlechivat' zlokachestvennye opuholi.
Dolgoe vremya vrachi ne znali, chto sobstvenno predstavlyaet soboj
mezotorij, hotya v ego dejstvii oni i ne somnevalis'. Poetomu Han opublikoval
podrobnoe soobshchenie "O svojstvah mezotoriya, poluchaemogo v tehnike, i ego
dozirovke", iz kotorogo vse zainteresovannye lica s udivleniem smogli
uznat', chto novyj preparat, sobstvenno govorya, vovse ne yavlyaetsya
stoprocentnoj zamenoj radiya. Pervootkryvatel' mezotoriya dopuskal, chto v nem
obychno soderzhitsya 25 % radiya "v kachestve primesi". Specialisty byli
porazheny, ibo oni cenili Hana kak pervuyu velichinu v radiohimii, i potomu ne
mogli poverit', chto emu ne udalos' razdelit' mezotorij i radij.
Davaya ob®yasneniya v gazete "Hemiker cejtung" ot 3 avgusta 1911 goda, Han
ukazyval, chto poluchenie mezotoriya v chistom vide nel'zya osushchestvit', potomu
chto radij i mezotorij obladayut odinakovymi himicheskimi svojstvami, odnako
ves'ma zametno otlichayutsya svoimi radioaktivnymi konstantami. Poetomu
prishlos' prinyat', chto oni -- raznye elementy. Odnako po himicheskim svojstvam
oni absolyutno shodny, kak esli by yavlyalis' odnim i tem zhe elementom. Kak
ob®yasnit' takoj fakt?
Dazhe posle poyavleniya teorii radioaktivnogo raspada yavlenie
radioaktivnosti ostavalos' dlya mnogih uchenyh neponyatnym, neob®yasnimym,
prosto sverh®estestvennym. Kogda Otto Han v 1907 godu na zashchite svoej
dissertacii govoril o tom, chto mozhno obnaruzhit' 10[-10]
radioaktivnogo veshchestva na osnove ego izlucheniya, emu ne poveril dazhe vsemi
uvazhaemyj |mil' Fisher -- pervyj nobelevskij laureat sredi nemeckih himikov.
Fisher vyskazal mnenie, chto, po ego ubezhdeniyu, net bolee chuvstvitel'nogo
pribora obnaruzheniya, chem.... ego sobstvennyj nos, kotoryj smog by ulovit'
nekotorye veshchestva v eshche men'shih kolichestvah. Konechno, ne stoilo osobenno
obizhat'sya na kritiku |milya Fishera, ibo obychno on podderzhival i vydvigal
raboty Hana v Berlinskom universitete S drugoj storony, Han chuvstvoval
poroj, chto mnogie somnevayutsya v perspektivnosti radioaktivnyh issledovanij,
dazhe pytayutsya ih diskreditirovat'.
Ostanovimsya neskol'ko podrobnee na osobenno harakternom sluchae,
poskol'ku on ves'ma naglyadno pokazyvaet, pered kakoj dilemmoj stoyali v to
vremya mnogie uchenye. My raspolagaem doslovnym opisaniem etogo sobytiya --
protokolami doklada i diskussii, proishodivshego na zasedanii nemeckogo
Bunzenovskogo obshchestva po prikladnoj i fizicheskoj himii v mae 1907 goda v
Gamburge Predsedatel'stvoval izvestnyj fiziko-himik, professor Val'ter
Nernst. Tema: "Radioaktivnost' i gipoteza raspada atoma".
Otto Han sdelal vvodnyj doklad o teorii radioaktivnogo raspada i privel
primery poslednih dannyh po primeneniyu ego v nauke. Ego kollega, venskij
radiohimik Lerh, dal slushatelyam illyustraciyu chuvstvitel'nosti radioaktivnogo
izlucheniya: "Kolichestvo radioaktivnogo elementa radiya, neobhodimoe dlya
razryadki elektroskopa za 1 s, okazyvaetsya, sostavlyaet 10[-10]
g... Esli zhe razdelit' 1 mg radiya na vseh zhivushchih v mire lyudej -- okolo dvuh
milliardov -- to kolichestva veshchestva, poluchennogo kazhdym, hvatilo by dlya
opadaniya listochkov pyati elektroskopov za 1 s".
|to yavno proizvelo vpechatlenie na prisutstvovavshih. Odnako tut
professor neorganicheskoj himii Tamman, vsemirno izvestnyj uchenyj, zadal
provokacionnyj vopros: "Menya porazilo, chto segodnya neskol'ko raz govorilos'
o tom, chto emanaciya otnositsya k blagorodnym gazam. YA ne mogu polnost'yu k
etomu prisoedinit'sya, ibo dlya vseh izvestnyh blagorodnyh gazov do sih por ne
bylo dokazano, chto oni sposobny kak-libo raspadat'sya i mogli by schitat'sya
soedineniyami, a ne elementami. Voznikaet vopros: yavlyayutsya li radioaktivnye
elementy voobshche elementami, gospoda? Sudya po tomu, chto my znaem, radiyu net
mesta v periodicheskoj sisteme...".
Poslyshalis' vozmushchennye vozglasy, odnako mozhno bylo uslyshat' i
odobrenie, poroj legkij smeh.
V kachestve predsedatel'stvuyushchego Nernst nakonec ustanovil poryadok i
popytalsya uladit' spor solomonovym resheniem: "Vsya sut' v opredelenii. Mozhno
dat' takoe opredelenie: element, ostayushchijsya postoyannym po svoej masse,
yavlyaetsya elementom, a element preterpevayushchij radioaktivnoe prevrashchenie, ne
yavlyaetsya elementom". Segodnya my znaem, chto takoe obosnovanie neverno.
Uchenye, prisutstvovavshie na Bunzenovskom chtenii, tozhe ne slishkom speshili
soglasit'sya s mneniem Nernsta.
Vnov' vzyal slovo Otto Han: "YA hotel by snachala otvetit' na vopros o
prirode radioaktivnoj emanacii. Voobshche blagorodnymi gazami nazyvayutsya takie
gazy, kotorye poka ne udavalos' vvesti v reakciyu dazhe s samymi energichnymi
reagentami. |manaciyu radiya propuskali nad raskalennym magniem, nad
raskalennoj med'yu, cherez samye razlichnye reagenty, kotorye so vsemi drugimi
gazami, krome blagorodnyh, vsegda privodili k obrazovaniyu soedinenij.
|manaciya radiya posle propuskaniya cherez vse sistemy byla najdena
neizmenennoj...".
Tamman prerval oratora: "YA vse zhe ne otnes by ih k chislu blagorodnyh
gazov, ibo blagorodnye gazy ne preterpevayut reakcii radioaktivnogo raspada".
"... Vopros v razlichii mezhdu radioaktivnymi emanaciyami i blagorodnymi
gazami,-- nevozmutimo prodolzhal d-r Han,-- voznikaet i otpadaet so vtorym
voprosom professora Tammana -- yavlyaetsya li radij elementom?.. Radij do sih
por schitalsya elementom i schitaetsya takovym bol'shinstvom issledovatelej, hotya
on ispuskaet luchi. Razlichiya mezhdu nim i drugimi elementami tol'ko v stepeni
ustojchivosti. Uran vsegda rassmatrivalsya kak element, a on tozhe
radioaktiven. Est' elementy, kotorye raspadayutsya za tri sekundy, a est'
takie, kotorye raspadayutsya za tysyachi millionov let, kak torij i uran".
Vo vremya diskussii professor Brauner iz Pragi predlozhil svoyu teoriyu: "YA
predstavlyayu sebe vopros takim obrazom: esli mogut byt' uzhe mertvye, vymershie
elementy, kotorye bolee ne sushchestvuyut... pochemu ne mozhet byt' korotkozhivushchih
elementov, kotorye kogda-to sushchestvovali ili hotya by sushchestvuyut i teper', no
v stol' malyh kolichestvah, chto eshche ne obnaruzheny ih sledy?"
Na eto Nernst nemnogo nasmeshlivo zametil: "Malouteshitel'noj gipoteze
kollegi Braunera o tom, chto sushchestvuyut uzhe vymershie elementy, mozhno
protivopostavit' bolee zhizneradostnuyu: otdel'nye elementy eshche ne
narodilis'". Hotya eto i byla shutka, v slovah Nernsta zaklyuchalos' zernyshko
budushchej istiny.
V ozhivlennoj diskussii na zasedanii Bunzenovskogo obshchestva rech' zashla
ob istinno nauchnoj probleme. Obychno otkrytie novyh elementov vyzyvalo
voodushevlenie. Odnako obnaruzhenie stol' bol'shogo chisla radioaktivnyh
elementov privelo v konce koncov k bespomoshchnosti i putanice. Prichina
sostoyala v tom, chto radioaktivnye elementy uzhe nel'zya bylo razmestit' v
periodicheskoj sisteme. Ostavalis' eshche pustye kletki, no dlya radioaktivnyh
elementov mesta bol'she ne bylo. Ih bylo slishkom mnogo. Uzhe bylo obnaruzheno
25 elementov i lish' pervye iz nih -- uran, radij, polonij, torij, aktinij --
nashli svoi zakonnye mesta.
"Menya ochen' bespokoit vopros, chto zhe teper' delat' so vsemi etimi
radioaktivnymi elementami v periodicheskoj sisteme..."-- vyskazalsya professor
Brauner. S nim dolzhny byli soglasit'sya vse sobravshiesya uchenye.
CHto zhe, genial'no zadumannaya i mnogokratno podtverzhdennaya periodicheskaya
sistema elementov utratila svoyu spravedlivost' dlya radioaktivnyh elementov?
Uzh ne nazreval li "krizis v himii"? Libo eti novye radioaktivnye veshchestva
vse zhe ne byli elementami? V elementarnom haraktere radioaktivnyh veshchestv
malo kto somnevalsya, hotya ih prevrashcheniya i byli vnachale neponyatnymi.
Bespokoilo to, chto ih ne udavalos' razmestit' v periodicheskoj sisteme.
Bol'shinstvo otkrytyh radioaktivnyh elementov raspadalis' ochen' bystro i
vsegda obrazovyvalis' v neizmerimo malyh kolichestvah, poetomu nel'zya bylo i
dumat' ob opredelenii ih atomnoj massy, etoj osnovy klassifikacii. Neskol'ko
let spustya polozhenie stalo eshche bolee bezyshodnym. Sotrudnica Hana, fizik
Liza Mejtner, soobshchila v sentyabre 1909 goda na zasedanii v Zal'cburge o
novyh produktah dal'nejshego raspada. Debaty grozili stat' ochen' goryachimi,
podobno tem, kotorye razrazilis' na zasedanii Bunzenovskogo obshchestva za dva
goda do etogo. Uchityvaya solidnoe chislo poluchennyh radioaktivnyh elementov,
izvestnyj fizik Genrih Rubens vyskazal somnenie: "Ochen' priyatno i radostno,
konechno, chto sem'ya radiya vnov' vozrosla. Odnako so vremenem eto stanovitsya
nemnogo trevozhnym i sprashivaesh' sebya, budet li eto razmnozhenie
prodolzhat'sya?.."
Vnesti yasnost' smog by tol'ko novyj teoreticheskij fundament. Razreshit'
vopros udalos' lish' v 1913 godu Frederiku Soddi teoriej izotopii elementov.
Soglasno ej, odin i tot zhe element mozhet sostoyat' iz neskol'kih
raznovidnostej atomov, a imenno izotopov, kotorye imeyut razlichnye atomnye
massy (massovye chisla). Nekotorye elementy yavlyayutsya chistymi, to est' sostoyat
tol'ko iz odnogo roda atomov s tverdo opredelennoj atomnoj massoj. Smeshannye
elementy, naprotiv, imeyut neskol'ko razlichnyh po masse izotopov. Izotopy
odnogo i togo zhe elementa himicheski nerazlichimy drug ot druga,
sledovatel'no, ih nel'zya razdelit' himicheskim putem. Odnako u nih est'
vpolne opredelennye fizicheskie razlichiya, kotorye dlya radioaktivnyh elementov
proyavlyayutsya v tipe raspada i v harakternom periode poluraspada. Konechno,
teper' uzhe nedostatochno bylo opredeleniya atomnoj massy, chtoby najti mesto
dlya elementa v periodicheskoj sisteme. Tol'ko s vvedeniem dlya kazhdogo
elementa eshche odnoj velichiny -- poryadkovogo nomera, pozdnee nazvannogo
zaryadom yadra, nastupil, dejstvitel'no, "poryadok". Vodorod poluchil poryadkovyj
nomer 1, uran kak poslednij element - poryadkovyj nomer 92, v sootvetstvii s
chislom elektronov v ih atome. Odnako ostavalos' ne yasnym, pochemu izotopy
odnogo i togo zhe elementa mogut imet' razlichnye massovye chisla. |tot vopros
byl raz®yasnen tol'ko 20 let spustya.
Novaya teoriya, kotoraya vskore byla eksperimental'no podtverzhdena i
dopolnena, srazu razreshila imevshiesya problemy: vse otkrytye v poslednee
vremya radioaktivnye elementy okazyvalis' raznovidnostyami uzhe izvestnyh
elementov. Lish' sovsem nemnogie yavlyalis' dejstvitel'no novymi himicheskimi
elementami i, sledovatel'no, mogli pretendovat' na svoe mesto v
periodicheskoj sisteme. Radioaktivnye emanacii byli ne chem inym, kak
izotopami blagorodnogo gaza radona. Radiotorij Hana yavlyaetsya izotopom toriya
s massovym chislom 218; otkrytyj im zhe mezotorij -- izotopom radiya s massovym
chislom 228. Sledovatel'no, i radiotorij i mezotorij ne predstavlyayut soboj
novyh elementov v pervonachal'nom smysle etogo slova; eto zabluzhdenie
prostitel'no, esli vspomnit', chto teoriya atoma v to vremya byla eshche ves'ma
nesovershennoj.
Bylo takzhe najdeno ob®yasnenie neudacham, postigshim popytki razdeleniya
radiya i mezotoriya. |tot process byl poprostu obrechen na proval, ibo rech' shla
prakticheski ob odnom i tom zhe himicheskom elemente.
Dolgozhdannaya pobeda
XX vek nachalsya barabannym boem, kotoryj v 1903 godu vozvestil o
vozmozhnosti prevrashcheniya radiya v gelij. Odnako, esli byt' istoricheski tochnym,
to byla ne pervaya transmutaciya, provedennaya v XX stoletii. Za tri goda do
etogo, v marte 1900 goda, kogda eshche pochti nichego ne bylo izvestno o
radioaktivnyh prevrashcheniyah, himik Fittika iz Marburga porazil svoih kolleg
udivitel'noj stat'ej. V nej on s polnoj ser'eznost'yu utverzhdal, chto emu
udalos' na opyte prevratit' fosfor v mysh'yak. Otsyuda Fittika sdelal vyvod,
chto mysh'yak vovse ne element, to est' ego ne sleduet pomeshchat' v periodicheskuyu
sistemu. Mysh'yak na samom dele yavlyaetsya soedineniem fosfora, azota i
kisloroda: As= (PN2O)2O3.
"Takoe utverzhdenie prosto nepostizhimo,-- vozmushchalsya Klemens Vinkler,
kotoryj svoej ocenkoj unichtozhil "otkrytie" Fittiki. -- Uzhe po men'shej mere
tysyachu let poluchayut mysh'yak v tehnike i v bol'shih masshtabah perevodyat ego iz
odnogo soedineniya v drugoe; do sih por ne bylo nikakih somnenij v ego
elementarnoj prirode. Nesomnenno, mysh'yak dejstvitel'no yavlyaetsya elementom v
sovremennom smysle etogo slova... Utverzhdenie Fittiki osnovyvaetsya na
kolossal'noj oshibke, i ya ves'ma sozhaleyu, chto etu oshibku prihoditsya obsuzhdat'
otkryto".
A ved' etot Fittika byl ne diletantom, a professorom himii v
Marburgskom universitete. Otto Han vo vremya svoej ucheby v 1897/98 godah
"imel udovol'stvie" slushat' lekcii Fittiki po istorii himii. Ob etom on
ostavil nam ischerpyvayushchie svedeniya, kotorye kak-to harakterizuyut etogo
strannogo uchenogo. V svoih vospominaniyah Han pisal, chto Fittika v lekciyah
ogranichivalsya oglasheniem staryh alhimicheskih tekstov. Ochevidno, Fittika sam
ne mog izbezhat' vliyaniya etih traktatov. Vo vsyakom sluchae poslednie ego
raboty v Marburge, po slovam Hana, kasalis' tol'ko sobstvennyh opytov po
prevrashcheniyu elementov, kotorye on prodelyval v sumerechnom sostoyanii,
sledovavshem za ego epilepticheskimi pripadkami.
Vinkler prochel pervuyu rabotu marburgskogo professora alhimii i podverg
ee unichtozhayushchej kritike. On ukazal na elementarnye ogrehi Fittiki: konechno,
gospodin professor Fittika sovsem ne uchel, chto prodazhnyj fosfor soderzhit
mysh'yak... I tut gnev izvestnogo himika izlilsya na renegata. Slovno Zevs s
Olimpa, metal on gromy i molnii na nevernogo poddannogo: "Sozdaetsya
vpechatlenie,-- vozmushchalsya Vinkler,-- chto v neorganicheskoj himii teper'
poyavilas' opasnaya sklonnost' udaryat'sya v spekulyacii. Nemaloj prichinoj
yavlyaetsya to, chto iskusstvo analiza prihodit, k sozhaleniyu, v upadok. YA
podcherkivayu -- "iskusstvo", ibo mezhdu analizami mozhet sushchestvovat' razlichie,
kak mezhdu rabotoj skul'ptora i kamenotesa".
Odnako oslavlennyj himik ne srazu priznal sebya pobezhdennym. V "Hemiker
cejtung" vypuskov 1900 i 1901 godov, kotoraya odna lish' publikovala raboty
Fittiki, k tomu zhe na vidnom meste, mozhno najti neskol'ko soobshchenij,
primechanij, utochnenij, prinadlezhashchih ego peru. "Da, ya dejstvitel'no pozvolil
sebe vypolnyat' alhimicheskie opyty v Institute himii Marburgskogo
universiteta,-- pytalsya opravdat'sya professor Fittika.-- Po sushchestvu, my
segodnya eshche alhimiki, konechno, ne v smysle iskusstva izgotovleniya zolota, a
potomu, chto priznaem vozmozhnost' prevrashcheniya metallov".
Dalee Fittika soobshchal o novyh udachnyh opytah po transmutacii, na maner
drevnih alhimikov: o prevrashchenii elementa fosfora v sur'mu, a takzhe bora --
v kremnij. Odnako posle etogo on obizhenno otoshel ot del, ibo napadki na ego
personu uchastilis' i on vyzyval lish' nasmeshki svoih kolleg. Dazhe ssylki na
ego 28-letnij stazh himika uzhe ne mogli pomoch' Fittike. Ego poslednee
vystuplenie, kotoroe opublikovala "Hemiker cejtung" v noyabre 1901 goda,
zvuchalo kak zaklyatie: Fittika obeshchal vskore dokazat', chto bol'shinstvo
segodnyashnih elementov ne zasluzhivayut vovse etogo nazvaniya! I esli ne on sam,
to drugie pokazhut eto.
Odnako vernemsya k tochnoj nauke. Vernemsya k Vil'yamu Ramzayu, kotoryj
sovmestno s Soddi dejstvitel'no vpervye ukazal na prevrashchenie elementov.
Kogda v 1906 godu Vil'gel'm Ostval'd posetil anglichanina v ego
londonskoj chastnoj laboratorii na Ridzhent-strit, Ramzaj totchas zhe poznakomil
gostya s rezul'tatami svoih novyh opytov. Ostval'd, kotoryj priobrel prochnuyu
slavu kak odin iz osnovopolozhnikov sovremennoj fizicheskoj himii, slushal
soobshchenie Ramzaya s vozrastayushchim udivleniem. Veshchi, izlagaemye anglijskim
uchenym "sposobny byli podnyat' volosy dybom u vsyakogo pravovernogo himika",
-- tak kommentiroval Ostval'd novejshee otkrytie svoego kollegi v "Hemiker
cejtung" ot 24 iyulya 1907 goda v stat'e pod zagolovkom "Transmutaciya
elementov".
Ramzaj tshchatel'no bereg neskol'ko belyh kristallikov na chasovom stekle.
Esli neskol'ko krupinok etogo veshchestva on pomeshchal v plamya, to spektroskop
obnaruzhival harakternuyu krasnuyu liniyu elementa litiya. Nu chto zhe, nichego
osobennogo, -- podumal Ostval'd. Odnako etu sol' litiya Ramzaj poluchil
dejstviem emanacii radiya na rastvor soli medi. Kak ni porazitel'no eto bylo,
vidimo, emanaciya, kak svoego roda filosofskij kamen', prevratila med' v
litij. V etom ne bylo somneniya, ibo Ramzaj byl ubezhden, chto prinyal vse
vozmozhnye mery predostorozhnosti, chtoby izbezhat' privneseniya litiya izvne.
CHerez god, v iyule 1907 goda, posle mnogih dal'nejshih opytov Ramzaj
opublikoval eto otkrytie v anglijskom zhurnale "Nejchur". Nemeckij perevod dal
zhurnal "Cejtshrift fyur angevandte hemi" 2 avgusta 1907 goda pod broskim
zagolovkom "|manaciya radiya. Prevrashchenie elementov". Nauchnyj mir byl
oshelomlen, ibo vse znali, s kakoj skrupuleznoj tochnost'yu rabotaet Ramzaj. Do
sih por ego iskusstvo eksperimentatora vyzyvalo k nemu velichajshee uvazhenie.
CHto zhe, neuzheli dejstvitel'no poyavilsya eshche odin primer prevrashcheniya elementov
s pomoshch'yu radioaktivnyh veshchestv? Konechno, bylo dostatochno kriticheskih
vyskazyvanij, vyrazhavshih somnenie.
V iyule 1908 goda madam Kyuri i ee sotrudnica Gledich razgadali etu
zagadku: pri vosproizvedenii opyta Ramzaya mozhno bylo obnaruzhit' litij, no
lish' togda, kogda ispol'zovalis' pribory iz obychnogo laboratornogo stekla. V
sluchae platinovogo oborudovaniya proba na litij okazyvalas' otricatel'noj.
Sledy litiya iz stekla obmanuli dazhe opytnogo praktika, Ramzaya, tak chto emu
pochudilas' transmutaciya medi v litij.
CHto podelat'! Ramzaj soglasilsya, chto prevrashchenie v element litij ne
podtverdilos'. Odnako v ostal'nom on ostalsya veren svoemu vozzreniyu: v
nastoyashchee vremya principial'no osushchestvima transmutaciya elementov.
Vozmozhnost' dlya takogo prevrashcheniya on videl v ogromnoj energii, zaklyuchennoj
v radioaktivnom veshchestve. Esli eto podtverditsya, pisal Vil'yam Ramzaj v svoih
"Opytah" vyshedshih v svet v 1908 godu, to transmutaciya elementov uzhe ne
pokazhetsya bessmyslennoj mechtoj. Togda okazhetsya, chto otkryt filosofskij
kamen'; vpolne veroyatno, chto osushchestvitsya i drugaya mechta srednevekovyh
filosofov, a imenno: budet poluchen eliksir zhizni, Vyskazyvaniya takogo roda
ne vsegda vyzyvali sochuvstvie u sobrat'ev po nauke. Ramzaya, kak, vprochem, i
Kruksa, uprekali v tom, chto on hochet pridat' himii "srednevekovye cherty".
|to napravlenie nepremenno dolzhno bylo privesti k krizisu v himii.
Ne poddavayas' takim vyskazyvaniyam, ser Vil'yam Ramzaj razrabatyval
dal'she svoyu teoriyu. Na obshchem zasedanii himicheskogo obshchestva v Londone, 25
marta 1909 goda, v doklade "|lementy i elektrony" on ob®yavil, chto, s ego
tochki zreniya, vse elementy otlichayutsya tol'ko razlichnym chislom elektronov i
potomu mogut prevrashchat'sya drug v druga. Nuzhno tol'ko libo otshchepit', libo
prisoedinit' elektrony.
Ramzaj priznalsya, chto do poslednego vremeni schital eto vozzrenie
utopiej, ibo ne znal, kak ego osushchestvit' na praktike. Teper' takim
sredstvom my raspolagaem; po ego mneniyu, eto -- radioaktivnoe izluchenie, chto
podtverzhdaetsya prevrashcheniem radiya v gelij. Ramzaj dolozhil slushatelyam o svoih
samyh poslednih eksperimentah: popytke perevesti serebro v drugoj element s
pomoshch'yu radioaktivnogo izlucheniya. K sozhaleniyu, rezul'tat poka chto byl
otricatel'nym. Ramzaj umolchal o tom, kakoj imenno element on nadeyalsya
poluchit' iz serebra. Odnako mnogim bylo yasno, chto eto moglo byt' lish'
zoloto!
Bylo li eto zhelannoj "reabilitaciej" klassicheskoj alhimii? Takoj
povorot byl neozhidannym -- ved' alhimiya, kazalos', davno byla vybroshena na
svalku istorii. Ee poslednie priverzhency, mahnuv rukoj, soznavalis', chto
tajna polucheniya filosofskogo kamnya bezvozvratno ushla iz etogo mira vmeste s
poslednim umel'cem. A to, chto bylo napisano v staryh alhimicheskih rukopisyah,
kak izvestno, malo chego stoilo.
I vot teper' nastupila velikaya pobeda. Radioaktivnost' privela k
vozrozhdeniyu alhimii -- tak, po krajnej mere, schitali ee priverzhency.
Vysokochtimye uchenye dolzhny byli priznat', chto himicheskie elementy mozhno na
praktike prevratit' drug v druga.
Publikaciya Ramzaya o "transmutacii" medi v litij vnachale tozhe posluzhila
dlya sovremennyh alhimikov "dokazatel'stvom" togo, chto obychnye metally vedut
sebya tak zhe, kak radioaktivnye elementy. A uzh k tverdo ustanovlennomu faktu
prevrashcheniya radioaktivnyh elementov nichego ne dobavish': obrazuetsya zhe radij
iz urana, kotoryj sam, prohodya cherez ryad prevrashchenij, stanovitsya svincom.
|to li ne dolgozhdannoe podtverzhdenie alhimicheskogo ucheniya?
Istolkovanie radioaktivnogo prevrashcheniya elementov bylo dlya porugannoj
alhimii voprosom chesti. Principial'no bylo bezrazlichno, prevrashchaetsya li uran
v radij, med' v litij ili rtut' v zoloto. Starye i novye alhimiki pobedno
zayavlyali: ved' dostatochno bylo neskol'kih milligrammov radiya, chtoby
razrushit' tu iskusno sozdannuyu stenu predrassudkov, kotoraya byla vozdvignuta
protiv svyatogo ucheniya o prevrashchenii elementov.
"Zabavno nablyudat', kak v gazetah i illyustrirovannyh ezhenedel'nikah v
rubrike "Nauka i tehnika" ves'ma ostorozhno podgotavlivayut neposvyashchennuyu
publiku k nazrevayushchemu povorotu",-- eti slova poyavilis' v 1908 godu v stat'e
odnogo iz entuziastov pod vyzyvayushchim zagolovkom "Triumf alhimii.
(Transmutaciya metallov)". Priverzhency alhimii argumentirovali v spore
po-svoemu. Kazhdomu, mol, izvestno, chto nauka razvivaetsya burno.
Sledovatel'no, ovladenie proizvol'nym prevrashcheniem elementov yavlyaetsya lish'
voprosom vremeni, i togda my uznaem, kak iskusstvenno poluchit' zoloto v
lyubyh kolichestvah. Predskazanie Girtannera bylo-de spravedlivym, odnako ono
otnositsya k XX stoletiyu, a ne k XIX. A chto takoe sto let po sravneniyu s
pochti trehtysyacheletnej istoriej alhimii?
Issledovateli atoma ili alhimiki?
Frederik Soddi, odin iz velikih pionerov issledovaniya atoma, v doklade
na zasedanii britanskih estestvoispytatelej v 1913 godu budto predugadal
tajnye chayaniya alhimikov. "Nel'zya schitat' nevozmozhnym prevrashchenie talliya ili
rtuti v zoloto,-- pisal issledovatel' radiya.-- Problema sostoit lish' v tom,
chtoby udalit' al'fa-chasticu iz talliya libo al'fa- i beta-chasticy -- iz
rtuti. Podobnym zhe obrazom mozhno bylo by poluchit' zoloto iz svinca, udaliv
iz nego odnu beta-chasticu i dve al'fa-chasticy".
Takim obrazom, "recept", stol' otkryto predlozhennyj Soddi, svodilsya k
prostomu, na pervyj vzglyad, prevrashcheniyu atoma s vydeleniem al'fa- ili
beta-izlucheniya. Vopros zaklyuchalsya lish' v tom, mozhno li eto voobshche
osushchestvit' na praktike? Sam Soddi schital, chto dlya provedeniya takih
prevrashchenij dostatochno primeneniya vysokogo elektricheskogo napryazheniya --
poryadka neskol'kih millionov vol't. Odnako v te vremena eshche ne raspolagali
takoj energiej. Znachit, sledovalo podozhdat' s polucheniem zolota. Da i bylo
li eto voobshche cel'yu issledovatelej atoma?
Kogda v 1903 godu byla vpervye nauchno dokazana real'nost' prevrashcheniya
elementov i vechno neispravimye sporshchiki krichali o triumfe alhimii,
issledovatelej atoma men'she vsego volnovala problema iskusstvennogo
polucheniya zolota. Obosnovat' yavlenie radioaktivnyh prevrashchenij,
soprovozhdayushcheesya vydeleniem ogromnyh zapasov energii,-- vot v chem
issledovateli videli svoyu neposredstvennuyu zadachu. Novye puti dlya uchenyh
otkryla znamenitaya formula |jnshtejna E=ts[2], poluchennaya v 1905
godu, kotoraya ob®yasnyala vzaimosvyaz' mezhdu energiej i massoj. Iz formuly
sledovalo, chto teoreticheski vozmozhno iz 1 g veshchestva pri polnom ego
prevrashchenii vysvobodit' energiyu v 25 millionov kilovatt. |to -- kolossal'naya
velichina. Takoe kolichestvo energii poluchaetsya pri sgoranii 250
zheleznodorozhnyh vagonov vysokosortnogo kamennogo uglya.
Uchenye pytalis' otvetit' na vopros, kak mozhno osushchestvit' prevrashchenie
massy v energiyu, inache govorya: iskusstvenno vyzvat' process radioaktivnogo
raspada. Im vsegda prihodilos' brat' v kachestve primera radij. Soddi ochen'
metko sravnil burlyashchij energiej atom radiya s volshebnoj lampoj Aladina iz
skazok 1001 nochi. Iz radiya tozhe mozhno izvlech' neissyakaemoe bogatstvo, esli
znat' "fokus". Takoe sravnenie Soddi privel, chitaya v 1908 godu lekcii v
Glazgo, kotorye v sleduyushchem godu byli napechatany pod nazvaniem "The
Interpretation of Radium[54]".
Primechatel'no takzhe predskazanie Soddi o tom, chto istochniki energii
urana "eshche udivitel'nee", chem dlya radiya. Nado tol'ko najti puti dlya
iskusstvennogo iniciirovaniya i uskoreniya raspada urana, kotoryj protekaet v
techenie millionov let i potomu ne mozhet ispol'zovat'sya. Po mneniyu Soddi,
takoj process budet osushchestvlen lish' togda, kogda my smozhem prevrashchat'
elementy po nashemu zhelaniyu. Sovershenno porazitel'noe vyskazyvanie, sdelannoe
za tridcat' let do pervogo real'nogo ego osushchestvleniya.
Odnako Soddi v svoih vystupleniyah v 1908 godu ne somnevalsya v tom, chto
pridet den', kogda v laboratorii mozhno budet rasshcheplyat' i sozdavat'
elementy. Togda energiya budet v izbytke. CHelovechestvu, kotoroe sposobno
prevrashchat' elementy, ne potrebuetsya zarabatyvat' hleb v pote lica svoego.
Legko predstavit' sebe, chto takie lyudi smogli by sdelat' plodorodnymi
pustyni, rastopit' led polyusov i prevratit' ves' zemnoj shar v raj.
Kak my vidim, issledovateli atoma, sovremennye "alhimiki" XX veka,
vsegda presledovali sovsem inye celi, chem pogonyu za obmanchivym zolotom
alhimii. Razreshit' vopros o prevrashchenii elementov kak problemu yadernoj
fiziki -- vot ih istinnaya zadacha. Odnako etot vopros rassmatrivalsya takzhe s
trezvoj nauchno-prakticheskoj storony, o chem svidetel'stvuet vyskazyvanie
himika Villi Markval'da. Procitiruem stroki iz ego doklada Nemeckomu
himicheskomu obshchestvu v mae 1908 goda: "Prevratit' neblagorodnye metally v
blagorodnye bylo mechtoj alhimikov. My uznali iz svojstv radioaktivnyh
veshchestv, chto esli by etot process udalsya, to pri etom libo vydelilos' by
stol'ko energii, chto po sravneniyu s etim cena poluchennogo blagorodnogo
metalla stala by neznachitel'noj; libo, naoborot, zatraty energii sdelali by
oblagorazhivanie metalla prakticheski bessmyslennym".
Glava 4
SOVREMENNYE ALHIMIKI -- UCHENYE ILI SHARLATANY?
Vdohnovlyayushchie otkrytiya
"Teper' ya znayu, kak on vyglyadit..."-- obratilsya k svoim sotrudnikam
|rnest Rezerford v odin prekrasnyj den' v nachale 1912 goda. Na udivlennyj
vopros, chto zhe, sobstvenno, on imeet v vidu, fizik otvetil: "...Atom!"
Vidimo, Rezerford otkryl nechto znachitel'noe. Ved' do toj pory ni odin
chelovek ne imel istinnogo predstavleniya o tom, chto zhe takoe atom. Snachala
dumali, chto eto svoego roda billiardnyj shar. Posle otkrytiya elektrona
polagali, chto eto, skoree, elektricheski nejtral'noe obrazovanie, na
poverhnosti kotorogo razmeshcheny elektrony, sposobnye otshcheplyat'sya. U
Rezerforda tozhe byla svoya tochka zreniya. Eshche v mae 1911 goda v rabote,
pomeshchennoj v londonskom "Filosofikl megezin", on pripisyval atomu
"central'nyj zaryad". Nyne issledovatel' atoma porazil svoih sotrudnikov iz
Manchesterskogo universiteta novym variantom: "Teper' ya znayu, kak vyglyadit
atom v dejstvitel'nosti: atom imeet ... yadro!"
Atomnoe yadro? |to bylo poistine nechto novoe. K etomu vyvodu Rezerford
prishel eksperimental'nym putem; osnovyvayas' na opytah svoih sotrudnikov
Gejgera i Marsdena, on bombardiroval platinovuyu fol'gu al'fa-chasticami. Pri
etom udalos' pokazat', chto priblizitel'no odna chastica iz 8 000 udarivshihsya
o fol'gu otklonyalas', dazhe otbrasyvalas' nazad. CHto zhe moglo zaderzhivat'
chasticu, imeyushchuyu znachitel'nuyu sobstvennuyu massu i mchashchuyusya skvoz' atomy so
skorost'yu 15 000 km/s? |to moglo byt' tol'ko prepyatstvie, kotoroe bylo eshche
bolee plotnym, chem al'fa-snaryady, i pri etom stol' malym po razmeru, chto
popadaniya byli ves'ma redkimi,-- a imenno yadro atoma.
Dal'nejshie opyty priveli Rezerforda k vyvodu, chto yadro atoma zaryazheno
polozhitel'no i velichina zaryada yadra sovpadaet s poryadkovym nomerom
sootvetstvuyushchego elementa. Sledovatel'no, yadro yavlyaetsya centrom moshchno
szhatogo zaryada, v kotorom skoncentrirovana vsya massa atoma. Zdes' nahoditsya
istochnik nevoobrazimoj atomnoj energii! Utochnennuyu teoriyu sushchestvovaniya
atomnogo yadra Rezerford opublikoval v avguste 1912 goda v "Filosofikl
megezin". Izvestnomu issledovatelyu atoma vnov' udalos' prorvat'sya skvoz'
zastyvshie teoreticheskie predstavleniya, za kotorymi skryvalas' tajna atoma.
Datskij fizik Nil's Bor, stavshij vskore vedushchim teoretikom v oblasti
atomnogo ucheniya, podhvatil mysli anglijskogo kollegi i v 1913 godu v
neskol'kih rabotah "On the Constitution of Atoms and
Molecules[55]" vyskazal svoi predstavleniya o novoj modeli atoma.
Atom sostoit iz polozhitel'no zaryazhennogo yadra, sosredotochivshego v sebe vsyu
massu; yadro okruzheno elektronami, chislo kotoryh kompensiruet zaryad yadra i
kotorym predpisany vpolne opredelennye orbity. Teper' predstavlenie ob atome
stanovilos' chetkim. Konechno dolzhno bylo projti nekotoroe vremya, prezhde chem
poyavilis' konkretnye dannye o stroenii atomnogo yadra. Odnako uzhe sejchas
mozhno bylo sdelat' cennye vyvody. Istochnikom radioaktivnogo izlucheniya i
mestonahozhdeniem tainstvennoj energii atoma moglo byt' tol'ko yadro.
Naprotiv, za pogloshchenie i izluchenie svetovyh i rentgenovskih luchej, a takzhe
za reakcionnuyu sposobnost' atomov otvetstvenny elektronnye obolochki,
nahodyashchiesya vokrug etogo yadra. Uchenye poluchili teper' otchetlivye
predstavleniya i o razmerah atoma: "izmeriv" diametr atoma, ego ocenili v
10[-8] sm, to est' stomillionnoj chast'yu santimetra. Neizmerimo
kroshechnym bylo yadro, kotoroe okazalos' v desyat' tysyach raz men'she, chem ves'
atom.
Eshche odno znachitel'noe otkrytie bylo sdelano v eti gody v fizicheskoj
laboratorii Rezerforda v Manchesterskom universitete. Molodoj sotrudnik G.
Mozli, rabotavshij u Rezerforda s 1910 goda, zanyalsya opredeleniem chastot
rentgenovskogo izlucheniya, ispuskaemogo razlichnymi himicheskimi elementami.
Volnovaya priroda H-luchej byla ustanovlena v 1912 godu rabotami Maksa Laue i
fizikov otca i syna Breggov. Byl takzhe najden sposob opredeleniya ih dlin
voln pri prohozhdenii cherez reshetki kristallov. Otsyuda mozhno bylo rasschitat'
chastotu izlucheniya.
Opyty Mozli zasluzhivayut bolee podrobnogo opisaniya. Oni mogut dat'
nekotoroe predstavlenie o toj klassicheskoj prostote, s kotoroj
fiziki-eksperimentatory delali v to vremya fundamental'nye otkrytiya. CHtoby
poluchit' zhelaemoe rentgenovskoe izluchenie, nuzhno bylo katodnye luchi,
voznikayushchie v evakuirovannoj gazorazryadnoj trubke, napravit' na antikatod,
izgotovlennyj iz sootvetstvuyushchego elementa ili ego soedinenij. Uzhe eta
problema byla prakticheski ne prostoj. Krome togo, Mozli predpolagal brat'
odin za drugim razlichnye antikatody, chtoby legche bylo sravnivat' spektry
ispuskaemogo rentgenovskogo izlucheniya. Kak eto osushchestvit'?
Posle mnogih popytok Mozli natknulsya na original'noe reshenie. On
izgotovil razryadnuyu trubku iz steklyannogo cilindra dlinoj okolo 1 m i
diametrom 30 sm. |vakuirovat' vozduh iz trubki takih razmerov bylo ves'ma
zatrudnitel'no, uchityvaya malomoshchnye vakuumnye nasosy togo vremeni. |to
udalos' Mozli lish' posle mnogih neudach. V trubku Mozli zapayal rel'sy
igrushechnoj zheleznoj dorogi! Proby issleduemyh veshchestv on pomestil v
malen'kie vagonchiki, kotorye mozhno bylo peredvigat' vzad i vpered i tem
samym po zhelaniyu podvergat' dejstviyu katodnyh luchej. Rentgenovskoe
izluchenie, voznikayushchee pod vozdejstviem poslednih, prohodilo cherez okoshko,
zakleennoe fol'goj, i padalo na kristall. Spektr rentgenovskogo izlucheniya
fizik fiksiroval neposredstvenno na fotoplastinke.
Pri rasshifrovke rentgenovskih spektrov razlichnyh materialov molodoj
issledovatel' poluchil ves'ma neozhidannyj rezul'tat: kazhdomu elementu mozhno
bylo pripisat' harakteristicheskoe rentgenovskoe izluchenie, chastota kotorogo
pryamo proporcional'na kvadratu poryadkovogo nomera sootvetstvuyushchego
himicheskogo elementa. Kogda Mozli sopostavil chastoty rentgenovskogo
izlucheniya elementov s poryadkovym nomerom okazalos', chto oni vozrastayut ot
elementa k elementu na postoyannuyu velichinu. V dekabre 1913 goda v svoej
pervoj rabote "O vysokochastotnyh spektrah elementov", opublikovannoj v
"Filosofikl megezin", fizik pisal: "My poluchili dokazatel'stvo, chto atom
obladaet kakoj-to osnovnoj harakteristikoj, kotoraya ravnomerno vozrastaet
pri perehode ot odnogo elementa k drugomu. |ta velichina mozhet byt' tol'ko
zaryadom polozhitel'nogo yadra".
Vo vtoroj stat'e v aprele 1914 goda Mozli ukazal uzhe na vseobshchuyu
primenimost' novoj zakonomernosti: dlya vseh elementov mozhno odnoznachno
opredelit' poryadkovyj nomer na osnove ih rentgenovskogo spektra. Dazhe
trudnorazdelimye redkozemel'nye elementy, stol' shozhie drug s drugom, chto
zachastuyu uchenye ne znali, kakoj poryadkovyj nomer im prinadlezhit v
periodicheskoj sisteme, Mozli nadeyalsya teper' klassificirovat'. On s
voodushevleniem soobshchal Rezerfordu: "YA ne somnevayus', chto mne udastsya kazhdyj
redkozemel'nyj element zasunut' v svoyu dyrku". Dejstvitel'no, s pomoshch'yu
otkrytoj Mozli fundamental'noj zakonomernosti udalos' ogranichit' chislo
redkozemel'nyh elementov do 14 -- elementy ot 57 do 71-go.
Povsyudu, gde v periodicheskoj sisteme nedostavalo elementov,
obnaruzhivalis' i pustoty v diagramme Mozli: mezhdu 42-m elementom
(molibdenom) i 44-m (ruteniem), mezhdu 60-m (neodimom) i 62-m (samariem),
mezhdu 71-m (lyuteciem) i 73-m (tantalom), 74-m (vol'framom) i 76-m (osmiem).
K etim eshche ne izvestnym elementam s poryadkovymi nomerami 43, 61, 72, 75
pozdnee dobavilis' eshche elementy s nomerami 85, 87 i 91. Teper' ih mozhno bylo
by ochen' tochno obnaruzhit' s pomoshch'yu linij rentgenovskogo spektra. Vse
sdelannye ran'she soobshcheniya o novyh otkrytiyah takzhe mozhno bylo tochno
proverit' s pomoshch'yu zakona Mozli. Anglijskij fizik nashel reshayushchij kriterij
dlya klassifikacii elementov. Bor vyskazal odobrenie: "Rabotu Mozli po ee
vazhnosti i znacheniyu mozhno postavit' v odin ryad s otkrytiem periodicheskoj
sistemy, v nekotorom otnoshenii ona dazhe bolee fundamental'na". Rezerford
prisoedinilsya k etomu mneniyu. Francuzskij himik ZH. Urben, otkryvshij
nekotorye redkozemel'nye elementy i horosho znavshij vsyu slozhnost' ih prirody,
zayavil, porazhennyj: "Zakon Mozli zamenyaet neskol'ko romantichnuyu
klassifikaciyu Mendeleeva tochnym nauchnym ponyatiem[56]".
Esli atomy razletyatsya na kuski...
Udivitel'no, chto pri stol' hvalebnyh gimnah imya Mozli nel'zya najti v
chisle nobelevskih laureatov teh let. O nem voobshche ne bylo slyshno.
Tragicheskaya prichina zastavila zamolchat' etogo molodogo talantlivogo uchenogo.
Bor'ba mezhdu imperialisticheskimi derzhavami za novyj razdel mira,
sprovocirovannaya samym razbojnym ih predstavitelem -- germanskim
monopolisticheskim kapitalizmom, pererosla v 1914 godu v tyazhelyj krizis:
razrazilas' pervaya mirovaya vojna. |ta vojna grubo vtorglas' v mirnyj trud
internacional'noj sem'i issledovatelej atoma. Mozli byl prizvan na voennuyu
sluzhbu i pogib v 1915 godu v boyah za Gallipolis pri Dardanedlah. Nauka
poteryala mnogoobeshchayushchego talantlivogo uchenogo.
Mirovaya vojna velas' s nebyvalym ozhestocheniem, primenyalos' novoe oruzhie
unichtozheniya -- yadovitye gazy. So vremeni izobreteniya dinamita mir ne znal
drugogo takogo sredstva, poluchennogo v nauchnyh laboratoriyah, kotoroe
ispol'zovalos' by stol' uzhasnym obrazom dlya unichtozheniya chelovecheskih zhiznej.
|to byla vojna s primeneniem oruzhiya, razrabotannogo na osnove estestvennyh
nauk. Odnako uzhe v te gody uchenye chisto teoreticheski razmyshlyali o
razrushitel'noj sile gigantskih razmerov-- ob atomnoj energii. V stat'e Soddi
"Matter and Energy" ("Materiya i energiya") 1912 goda chitaem: "Sil'nejshie
vzryvchatye veshchestva, kotorye my znaem, soderzhat edva li millionnuyu chast' toj
energii, kotoraya vysvoboditsya, esli atomy razletyatsya na kuski". K schast'yu,
rassuzhdal dalee uchenyj, v nashe vremya chelovechestvo ne bolee kompetentno v
ispol'zovanii atomnoj energii, chem dikar', kotoryj hochet zapustit' parovuyu
mashinu, a ne znaet dazhe, kak poluchit' ogon'.
Frederik Soddi niskol'ko ne preumen'shal te trudnosti, kotorye stoyat na
puti chelovechestva v dele ispol'zovaniya na Zemle atomnogo ognya i vozmozhnosti
kontrolya nad nim: "Veroyatno, chelovechestvu pridetsya trudit'sya mnogo let, byt'
mozhet, dazhe stoletij, chtoby najti eto sredstvo; odnako cel' uzhe u vseh na
vidu i issledovateli idut k nej samymi raznymi putyami". Razrazivshayasya pervaya
mirovaya vojna pokolebala veru Soddi v dostizhenie raya na zemle s pomoshch'yu
yadernyh sil: "Mozhno sebe predstavit', kak by vyglyadela sovremennaya vojna,
esli by bylo otkryto takoe vzryvchatoe veshchestvo!".
CHto delali drugie issledovateli atoma vo vremya vojny? Otto Han uznal
vojnu so vsemi ee uzhasami na fronte; posle otkomandirovaniya v special'nuyu
himicheskuyu chast' on vremya ot vremeni zanimalsya nauchnoj rabotoj. Han sovetom
i delom podderzhival svoyu sotrudnicu Lizu Mejtner, rabotavshuyu v himicheskom
institute Obshchestva kajzera Vil'gel'ma v Berlin-Daleme. Sovmestno im udalos'
v 1918 godu uspeshno zakonchit' rabotu, nachatuyu eshche do vojny i prervannuyu
voennoj sluzhboj Hana, po poiskam "praotca" radioaktivnogo elementa aktiniya.
Bylo nesomnenno, chto takoj ishodnyj element dolzhen sushchestvovat', ibo aktinij
sam ne yavlyaetsya dolgozhivushchim elementom. Uchityvaya period poluraspada aktiniya,
ravnyj 13,5 godam. Han prishel k vyvodu, chto on davno by "vymer", esli by
postoyanno ne obrazovyvalsya vnov' iz drugogo elementa.
Bylo sdelano predpolozhenie, chto neizvestnyj radioaktivnyj element
sleduet iskat' v ostatkah posle pererabotki uranovoj smolki; eto blestyashche
podtverdilos'. V etoj ves'ma trudno rastvorimoj porode, okreshchennoj v
promyshlennosti "seraya nechist'". Han i Mejtner nashli dolgozhdannyj
radioaktivnyj element. K udivleniyu, eto okazalsya ne prosto neizvestnyj
radioaktivnyj izotop, a voobshche novyj himicheskij element, kotoryj zanyal
pustuyu kletku 91 v periodicheskoj sisteme. |lement, stol' uporno skryvavshijsya
ot ih presledovanij. Han i Mejtner v shutku nazyvali abrakadabra, teper' zhe
oni okrestili ego protaktiniem.
A drugie atomshchiki? CHem zanimalis' oni?
Ramzaj, umershij v 1916 godu, do konca ostavalsya veren svoej lyubimoj
idee o prevrashchenii elementov posredstvom radioaktivnogo izlucheniya. Mimo nego
takzhe ne proshli volneniya voennyh let, Bol'shoj patriot Anglii, on rezko
oborval vse prezhnie druzhestvennye kontakty s nemeckimi kollegami.
Rezerford byl podcherknuto sderzhannym. V 1916 godu v lekcii "Izlucheniya
radiya" v Manchesterskom universitete on zayavil: konechno, chelovechestvo
stremitsya najti puti dlya ispol'zovaniya moshchnyh energij, skrytyh v radii; ved'
iz 1 kg radiya za tysyacheletiya obrazovalos' by stol'ko zhe energii, skol'ko
vydelyaetsya ee pri szhiganii 100 millionov kilogrammov uglya. Odnako ya nadeyus',
prodolzhal uchenyj, chto etot put' ne budet najden do teh por, poka lyudi ne
nauchatsya zhit' v mire so svoimi sosedyami.
Rezerfordu tozhe prishlos' otdat' dan' vojne -- britanskoe admiraltejstvo
pozhelalo, chtoby on stal nauchnym ekspertom po voprosam zashchity korablej ot
vrazheskih podvodnyh lodok. Odnako kazhduyu svobodnuyu minutu fizik ispol'zoval
v svoih sobstvennyh nauchnyh interesah. On nahodilsya v ozhivlennoj perepiske s
Nil'som Borom: "Mne hotelos', chtoby Vy byli ryadom, dlya togo, chtoby obsudit'
s Vami znachenie nekotoryh moih rezul'tatov po stolknoveniyu yader,-- pisal
Rezerford datskomu teoretiku 17 noyabrya 1917 goda.-- Mne kazhetsya, ya poluchil
porazitel'nye rezul'taty. Odnako rabota prodvigaetsya tyazhelo i medlenno. Dlya
staryh glaz ochen' trudno podschityvat' slabye scintillyacii". Rezerford uporno
bombardiroval atomnuyu krepost' svoimi al'fa-luchami v nadezhde, chto odnazhdy
atom priznaet sebya pobezhdennym. "YA nadeyus' etim putem rasshchepit' atom,--
priznaetsya on v drugom pis'me k Boru, datirovannom 9 dekabrya 1917 goda. -- V
odnom sluchae ya poluchil mnogoobeshchayushchij rezul'tat". Pri stol' radostnyh
perspektivah bylo ponyatno, chto Rezerford s nezhelaniem otnosilsya k svoej
voennoj sluzhbe. Kogda odnazhdy on poluchil poricanie ot admiraltejstva za
opozdanie na vazhnoe soveshchanie, to otstranil vse upreki: "YA byl zanyat
eksperimentami, kotorye ukazyvayut na to, chto atom mozhno iskusstvenno
rasshchepit'. Esli eto tak, to eto gorazdo vazhnee, chem vsya vasha vojna!".
Iz etih slov mozhno pochti chto sdelat' vyvod, chto issledovatel' nahodilsya
u celi. Uzh ne nashel li on sposob vysvobozhdat' energiyu atoma putem ego
razrusheniya? Trezvyj, chuzhdyj vsyakoj sensacii tekst otcheta Rezerforda ot
aprelya 1919 goda, opublikovannyj v iyun'skom nomere "Filosofikl megezin", mog
vyzvat' razocharovanie: "Stolknovenie al'fa-chastic s legkimi atomami -- IV.
Anomal'nyj effekt na azote". Odnako v osnove etoj stat'i lezhalo eshche odno
fundamental'noe otkrytie.
Mechty alhimikov sbyvayutsya
|rnest Rezerford s obychnym uporstvom podvergal bombardirovke
al'fa-chasticami razlichnye elementarnye gazy i metodom scintillyacii izmeryal
rasstoyaniya, na kotorye otbrasyvalis' atomy, sostavlyayushchie molekuly gazov.
Atomy azota v apparature Rezerforda otbrasyvalis' al'fa-chasticami na 9 sm.
Odnako zatem fizik obnaruzhil chasticy, kotorye probegali rasstoyanie v 28 sm.
On ustanovil, chto eto byli yadra vodoroda, nazyvaemye takzhe protonami.
Otkuda oni mogli poyavit'sya? Rezerford byl sovershenno uveren, chto v opytah on
isklyuchil dazhe sledy vodoroda. Posle nekotorogo razdum'ya uchenyj nashel
edinstvenno vozmozhnoe ob®yasnenie: atom vodoroda poluchilsya iz yadra atoma
azota, "razrushennogo" udarom al'fa-chasticy. Dal'nejshie opyty podtverdili
pravil'nost' takogo predpolozheniya.
Anglichanin Vil'son ispol'zoval kondensacionnuyu kameru tak, chto v nej
puti yader atomov i drugih zaryazhennyh chastichek stali vidimymi dlya
chelovecheskogo glaza v vide sledov kondensacii. V teh sluchayah, kogda
proishodili prevrashcheniya yader, v kamere nablyudali ne obychnyj put' chastichek, a
razvetvlennyj. Sotrudnik Rezerforda, Blekett, sdelal fotografii sledov yader.
Emu prishlos' proyavit' 23 000 snimkov, chtoby najti 8, na kotoryh byla vidna
takaya "razvilka". |to govorilo o neobychajno nizkoj veroyatnosti stolknoveniya
ili prevrashcheniya. V obnaruzhennyh vos'mi sluchayah shlo prevrashchenie,
nablyudavsheesya Rezerfordom, kotoroe on oshibochno prinyal za "razrushenie". Na
samom dele process protekal v sootvetstvii s uravneniem:
[14]N + [4]He = [17]O + p
Atom azota (N) s massovym chislom 14 prevrashchaetsya s pomoshch'yu
al'fa-chasticy (yadra atoma geliya) v atom kisloroda (O) s massovym chislom 17
(izotop obychnogo kisloroda) i proton (yadro atoma vodoroda). Takim obrazom,
vpervye udalos' iskusstvenno prevratit' odin element v drugoj, ibo
obnaruzhennoe ranee prevrashchenie radiya ili radona v gelij yavlyaetsya processom
estestvennogo radioaktivnogo raspada. Sam Rezerford rasschital, chto proshli by
tysyacheletiya, poka po etomu uravneniyu poluchilsya by lish' 1 mm[3]
vodoroda. Odnako process shel. S pomoshch'yu radioaktivnogo izlucheniya mozhno bylo
prevratit' odin element v drugoj. Konechno, ostavalos' neyasnym,
ogranichivaetsya li eto prevrashchenie tol'ko nekotorymi, a imenno legkimi
elementami. Ili v konce koncov mozhno budet "poluchat'" takim putem i
blagorodnye metally, byt' mozhet, kogda-nibud' dazhe v vesomyh kolichestvah?
Takaya postanovka voprosa byla pravomernoj. Ved' men'she chem za dvadcat'
let posle otkrytiya radioaktivnosti udalos' osnovatel'no peresmotret'
ustanovivshuyusya v nauke dogmu ob elementah i atomah, kotorye dal'she ne
raspadayutsya i ne mogut byt' prevrashcheny drug v druga. Teper' bylo dostatochno
osnovanij dlya togo, chtoby vnov' vostorzhestvovali priverzhency stol' gonimoj
alhimii...
20 let issledovanij yavleniya radioaktivnosti priveli k otkrytiyu bol'shogo
chisla radioaktivnyh elementov, kotorye mozhno bylo podrazdelit' na tri ryada
estestvennogo radioaktivnogo raspada: ryad urana -- radiya, ryad urana --
aktiniya i ryad toriya. So vremeni sushchestvovaniya Zemli nachal'nye predstaviteli
etih ryadov prevrashchalis' vo mnozhestvo radioaktivnyh izotopov. Sredi nih byli
izotopy neskol'kih novyh elementov. Odnako ni v odnom iz ryadov
posledovatel'nogo radioaktivnogo raspada zolota net.
Proshlo neskol'ko let upornyh issledovanij, poka bylo obnaruzheno, chto
sootvetstvuyushchie konechnye produkty radioaktivnyh ryadov, kotorye vnachale
nazyvali radij G, aktinij D i torij D, yavlyayutsya ne chem inym, kak svincom.
Odnako byl li eto tot zhe svinec, kotoryj poluchayut iz rudy na predpriyatiyah i
primenyayut v promyshlennosti i tehnike? Poyavivshiesya somneniya rasseyalis' lish'
togda, kogda opredelili ego atomnuyu massu, a zatem, s pomoshch'yu
mass-spektrograficheskih issledovanij, podtverdili, chto rech' idet o razlichnyh
izotopah svinca:
radij G (svinec ryada urana) -- svinec-206
aktinij D (svinec ryada aktiniya) -- svinec-207
torij D (svinec ryada toriya) -- svinec-208
Svinec estestvennogo proishozhdeniya sostoit, kak i bol'shinstvo
elementov, iz smesi neskol'kih izotopov. Vsego tol'ko 20 himicheskih
elementov yavlyayutsya monoizotopnymi, kak zoloto, dlya kotorogo v prirode
sushchestvuet tol'ko odin ustojchivyj izotop ([197]Au). Poetomu
zoloto obladaet otnositel'noj atomnoj massoj, chislenno ravnoj 197,0.
Estestvennyj svinec sostoit iz ustojchivyh izotopov: 204 (1,4 %), 206
(26,3 %), 207 (20,8 %) i 208 (51,5 %)[57]. Poetomu otnositel'naya
atomnaya massa svinca vychislyaetsya iz razlichnyh vkladov otdel'nyh izotopov i v
srednem daet znachenie 207,2. V rezul'tate nepreryvnyh radioaktivnyh
prevrashchenij soderzhanie svinca na Zemle postoyanno uvelichivaetsya. Sejchas na
nashej planete svinca bol'she, chem bylo v moment ee obrazovaniya.
Nachal'nyj predstavitel' ryada urana -- prirodnyj izotop
[238]U -- raspadaetsya s periodom poluraspada okolo 4,5 milliardov
let. Poetom obrazuyutsya, pomimo drugih, elementy 88 (radij), 86
(radon--emanaciya radiya), 84 (polonij) i, nakonec, 82 (svinec).
Estestvennyj raspad urana, protekayushchij s postoyannym vydeleniem energii,
nel'zya iskusstvenno uskorit'. Dolzhno projti bolee 60 millionov let, chtoby iz
1 kg urana v konce koncov obrazovalos' 10 g svinca. Kogda fiziki-atomshchiki
popytalis' forsirovat' eto prevrashchenie, chtoby vysvobodit', byt' mozhet,
ogromnye kolichestva energii v kratchajshee vremya, oni, kak izvestno, poterpeli
neudachu.
Znachitel'no pozdnee, posle otkrytiya ryadov radioaktivnogo raspada, stalo
yasno, chto i ne buduchi alhimikom, nado priznat' sushchestvovanie estestvennogo
raspada radioaktivnyh elementov. Poetomu v 1919 godu izvestie o pervom
iskusstvennom, rukoj cheloveka provedennom, prevrashchenii atoma stalo
sensaciej. CHto zhe vse-taki v konce koncov, prava alhimiya? Napomnim, chto pri
iskusstvennom prevrashchenii elementa azota v element kislorod Rezerford vybil
iz yadra atoma proton. V kachestve snaryada on v svoe vremya ispol'zoval tyazhelye
al'fa-chasticy.
Soglasno atomnoj modeli Rezerforda -- Bora yadro atoma sostoit iz
opredelennogo chisla protonov, ravnogo zaryadu yadra ili poryadkovomu nomeru
atoma v periodicheskoj sisteme. Tak, yadro atoma svinca soderzhit 82 protona,
yadro talliya--81, yadro rtuti--80, yadro zolota -- 79.
Kak izvestno, eshche v 1913 godu Soddi predlozhil "recept" dlya polucheniya
zolota s pomoshch'yu yadernoj fiziki: zoloto mozhno bylo by "sdelat'" iz sosednih
elementov otshchepleniem (libo prisoedineniem) odnoj i bolee al'fa- libo
beta-chastic ili protona. Inache govorya, poluchennyj lyubym putem atom s 79
protonami yavlyaetsya, bezuslovno, zolotom. Nemalo lyudej v to vremya schitali,
chto luchshe bylo by poluchit' eto zoloto iskusstvennym prevrashcheniem yadra na
osnove novejshih dannyh Rezerforda: iz talliya -- otshchepleniem 2-h protonov; iz
rtuti--otshchepleniem 1-go protona: iz svinca -- otshchepleniem 3-h protonov.
Esli ishodit' iz prevrashcheniya, osushchestvlennogo anglijskim fizikom
[14]N + [4]He = [17]O + p
iz rtuti dolzhno poluchat'sya chistoe zoloto, naprimer, po uravneniyu:
[196]Hg + [4]He = [197]Au + 3p
My ni v koem sluchae ne voz'memsya utverzhdat', chto fiziki presledovali
imenno takuyu cel', kogda nastojchivo bombardirovali al'fa-luchami element za
elementom, zhelaya povtorit' na drugih atomah yadernoe prevrashchenie,
nablyudavsheesya dlya azota. Odnako posledovateli alhimii utverzhdali, chto v odin
prekrasnyj den' ochered' dojdet i do rtuti, hot' ona i zanimaet v
periodicheskoj sisteme tol'ko 80-e mesto[58].
Progulki po svincovym krysham
Strogo govorya, estestvennyj radioaktivnyj raspad urana i radiya do
svinca ne byl cel'yu alhimikov: iz chrezvychajno redkogo elementa radiya, vo
mnogo raz bolee cennogo, chem zoloto, obrazuetsya obychnyj svinec! Vot esli by
radioaktivnyj ryad byl hotya by "obratimym" i mozhno bylo by tak "aktivirovat'"
svinec, chtoby on prevratilsya v takie cennye elementy, kak radij ili, byt'
mozhet, dazhe zoloto[59]? Vot eto bylo by po vkusu alhimikam!
V nachale 1924 goda takaya otchayannaya gipoteza poluchila novuyu pishchu
blagodarya dannym, opublikovannym v special'noj literature. Nekaya Stefaniya
Maracineanu, rodom iz Rumynii, v byulletene Rumynskoj akademii soobshchala, chto
ona otkryla svoego roda inducirovannuyu iskusstvennuyu radioaktivnost'. Pod
dejstviem solnechnyh luchej svinec stanovilsya radioaktivnym. Uchenyj mir byl
porazhen. Eshche nikomu ne udavalos' prevratit' ustojchivye elementy v
iskusstvenno radioaktivnye.
CHtoby eksperimental'no podtverdit' svoyu porazitel'nuyu nauchnuyu nahodku,
Maracineanu otpravilas' v Parizh. Ona poluchila mesto assistenta v Radievom
institute Marii Kyuri i nachala rabotat' nad dissertaciej. Pri sodejstvii
astronoma Delandra Stefanii Maracineanu byla dazhe predostavlena vozmozhnost'
dolozhit' o rezul'tatah issledovanij forumu Parizhskoj akademii nauk i
opublikovat' ih v "Otchetah Parizhskoj akademii nauk". CHtoby dokazat'
pravil'nost' otkrytiya, Maracineanu doshla do samyh nesoobraznyh idej. Ej
kazalos' nedostatochnym vystavlyat' svincovuyu zhest' na solnce, chtoby potom
vyyavit' ee radioaktivnost'. V poiskah takogo prevrashcheniya, dlya naibolee
intensivnogo vozdejstviya solnechnogo sveta ona zalezla na drevnyuyu kryshu
Parizhskoj observatorii i rasstavila tam svoi elektroskopy chtoby delat'
izmereniya radioaktivnosti na meste. Konechno, dlya prohozhih ona predstavlyala
ochen' zabavnuyu kartinu!
Stefaniya Maracineanu sistematicheski sovershenstvovala postanovku
eksperimentov. Ona ispytyvala kuski svincovoj kryshi i ustanovila: svinec s
yuzhnoj storony bashni znachitel'no aktivnee, chem s severnoj. |to ona yakoby
dokazala, obnaruzhiv, hotya i slaboe, al'fa-izluchenie. Obratnaya storona
svincovyh cherepic, ne podvergavshayasya vozdejstviyu solnca, vo vseh sluchayah ne
pokazyvala aktivnosti.
Primechatel'no, chto radioaktivnost' ne ischezla v techenie neskol'kih
mesyacev. U Maracineanu uzhe byla gotova teoriya ob "obratnom prevrashchenii"
svinca v radioaktivnyj polonij i drugie produkty raspada; ona liho dvigalas'
nazad po radioaktivnomu ryadu. Pokrovitel' i poklonnik Maracineanu, professor
Delandr, dopolnil ee gipotezu: byt' mozhet, solnechnye luchi mogli vyzvat'
vzryvy v nekotoryh atomah. A esli ne tol'ko solnce? Esli eto to tainstvennoe
pronikayushchee kosmicheskoe izluchenie, o sushchestvovanii kotorogo uzhe izvestno s
nekotoryh por? Delandr obnarodoval eto na zasedanii Akademii nauk.
V konce 1928 goda shiroko izvestnyj nauchno-populyarnyj nemeckij zhurnal
"Umshau" s voodushevleniem soobshchil, chto otkrytie Maracineanu obeshchaet mnogo
nauchnyh i tehnicheskih chudes. Teper' nakonec mozhno budet provesti obratnoe
prevrashchenie svinca v drugoe, radioaktivnoe, veshchestvo, a takzhe prevrashchat' i
drugie metally.
Prevrashchat' svinec v radij ili dazhe v zoloto -- kakie otkryvalis'
perspektivy! CHto zhe mozhno obnaruzhit', esli provesti analiz svincovyh krysh,
kotorye desyatiletiyami podvergalis' vozdejstviyu solnca? Kogda v seredine 1929
goda Maracineanu opublikovala svoi dannye, udivlenie bylo polnym: analizy
pokazali prisutstvie rtuti. No, prezhde vsego, ona nashla v svince Parizhskoj
observatorii... zoloto! Do 0,001 %. Ibo, kogda issledovatel'nica vzyala dlya
spektral'noj proby svinec s takim zhe soderzhaniem zolota, linii zolota dali
tu zhe intensivnost'. Vyvod: s techeniem vremeni chast' svinca prevratilas' na
solnechnom svetu v rtut', a okolo odnoj tysyachnoj procenta -- v zoloto! Kak
predpolagal eshche Tiffro, solnechnyj svet kataliticheski vozdejstvoval na
"process sozrevaniya" zolota. Ne tol'ko v Meksike, no i vo Francii tozhe!
Otkrytie Maracineanu vyzvalo nakonec kritiku kolleg. Poslednie uzhe
davno sledili za ee publikaciyami, odni s uhmylkoj, drugie s nepriyazn'yu, i
sochli, chto nastupil moment vstupit' v spor. Ego nachali francuzskie uchenye
Fabri i Dyubrejl' v yanvare 1930 goda, kotorye zayavili v "Otchetah": "Po dannym
mademuazel' Maracineanu... predprinyatye opyty po prevrashcheniyu svinca v
zoloto, rtut' i gelij byli osushchestvleny blagodarya dlitel'nomu dejstviyu
solnechnogo izlucheniya. My obyazany soobshchit', chto upomyanutye opyty, provedennye
nami, priveli k sovershenno protivopolozhnym rezul'tatam... My ne smogli
obnaruzhit' dazhe sledov zolota i rtuti v obrazcah svinca, vzyatogo s krysh.
Nikakogo razlichiya mezhdu obeimi storonami svincovyh plastin my ne nashli".
Mademuazel' Maracineanu ne hotela tak legko sdavat'sya: kak izvestno, v
svince vsegda soderzhatsya sledy rtuti: esli Fabri i Dyubrejl' ne smogli najti
estestvennuyu primes' rtuti, eto govorit ne v pol'zu ih dobrosovestnosti kak
analitikov. Na poverhnosti svinca, obrashchennoj k solncu, rtut' nahoditsya v
eshche bol'shih koncentraciyah. Ona obrazuetsya iz "aktivirovannogo svinca" (Pb*)
s vydeleniem al'fa-izlucheniya (dobavim ot sebya: predpolozhitel'no po
uravneniyu: [206]Pb = [202]Hg + [4]He).
Molodaya issledovatel'nica nashla zashchitu i pomoshch' so storony
amsterdamskogo professora himii Smitsa. On poprosil pereslat' emu dve
svincovyh plity iz Parizhskoj observatorii i podtverdil s pomoshch'yu
chuvstvitel'nogo elektrometra Scilarda, chto obrashchennaya k solncu poverhnost'
svinca yavlyaetsya radioaktivnoj. Obratnaya storona, soobshchil Smitc, prakticheski
neaktivna. Poskol'ku drugie issledovateli tozhe hoteli poluchit' takie
obrazcy, to sledovalo opasat'sya, chto krysha Parizhskoj observatorii bol'she ne
smozhet sluzhit' ej zashchitoj ot nepogody. Odnako vse ogranichilos' odnim
ispytaniem. Issledoval Smitc i svinec s kryshi odnoj iz shkol v Amsterdame, a
takzhe s policejskogo upravleniya goroda, i najdennye velichiny, po-vidimomu,
podtverdili gipotezu Maracineanu. Kak Smitsu udalos' beznakazanno dobyt'
svoi "opytnye obrazcy", ostaetsya tajnoj.
Tut v nauchnyj spor vmeshalis' drugie uchenye. Nakonec v dekabre 1929 goda
izvestnyj chehoslovackij issledovatel' radioaktivnosti Begounek iz Pragi
povtoril opyty Maracineanu, hotya i byl ubezhden v ih bessmyslennosti. On
podvergal svinec vozdejstviyu solnechnyh luchej s iyunya po sentyabr' 1929 goda,
to est' v period maksimuma solnechnogo izlucheniya, dazhe vo vremya povyshennoj
solnechnoj aktivnosti, kotoraya proyavilas' v iyune s poyavleniem dvuh solnechnyh
pyaten. Issledovatel' ne nashel nikakoj inducirovannoj radioaktivnosti,
nikakoj rtuti, nikakogo zolota. Begounek dal ponyat', chto rezul'taty
Maracineanu byli ne chem inym, kak "effektami gryazi".
Issledovatel'nica otreagirovala na takie predpolozheniya, kak vsegda,
temperamentno. "YA polagayu, chto elektrometr gospodina Begouneka menee
chuvstvitelen, chem moj",-- bylo odnim iz ee vozrazhenij. Begounek ne zastavil
zhdat' otveta: "Po-vidimomu, u mademuazel' Maracineanu sovershenno lozhnye
predstavleniya ob atmosfernoj radioaktivnosti". Nakonec on vydvinul reshayushchij
argument v diskussii: sleduet uchest' ne tol'ko chasticy radioaktivnoj pyli iz
vozduha, no takzhe i znachitel'nuyu radioaktivnost' dozhdya i snega, kotoruyu
nikak nel'zya udalit' s poverhnosti svincovyh krysh "vodoj, mylom i shchetkoj",
kak eto delala Maracineanu.
Bor'ba mnenij po povodu aktivirovannogo svinca Maracineanu dlilas' do
konca 1930 goda. Nesmotrya na nekotorye popytki pereubedit' nauchnyj mir,
rumynskaya assistentka ne prodvinulas' ni na shag vpered. Ona vernulas' v
Buharest i prekratila dal'nejshie spory. V konce koncov ot nee otkazalsya i ee
pokrovitel', professor Delandr, zayavivshij, chto publikacii Maracineanu emu
tozhe kazalis' "slishkom pospeshnymi".
S tajnoj missiej
V 20-e gody umy uchenyh v gorazdo bol'shej stepeni, chem opyty
Maracineanu, zanimali inye eksperimenty. Ser'eznye uchenye namerevalis'
poluchit' zoloto s sovershenno opredelennymi celyami, isklyuchitel'no dlya
"otechestvennyh nuzhd".
Esli rassmotret' slozhivsheesya v to vremya polozhenie, to prichina etogo
stanet yasnoj. "Mirnyj dogovor", zaklyuchennyj v Versale v iyune 1919 goda mezhdu
voyuyushchimi imperialisticheskimi gosudarstvami, prines nemeckomu narodu usilenie
ekspluatacii kak so storony sobstvennyh hozyaev monopolij, tak i so storony
inostrannogo kapitala. V aprele 1921 goda reparacionnaya komissiya soyuznikov
ustanovila summu reparacij, kotorye dolzhna byla vyplatit' Germaniya: 132
milliarda zolotyh marok! CHtoby dostat' takuyu ubijstvennuyu summu, nemeckomu
hozyajstvu, sotryasaemomu poslevoennymi krizisami, prishlos' by zatratit'
desyatiletiya, 132 milliarda marok! |to sootvetstvovalo 50 t zolota!
Pravye krugi v Germanii stremilis' napravit' nedovol'stvo naroda protiv
etih ogromnyh voennyh kontribucij. Uchenye, v svoyu ochered', naprimer Fric
Gaber, dumali nad tem, kakim obrazom dostat' takuyu massu zolota i osvobodit'
narod ot tyazhesti reparacij.
Kakim obrazom? Konechno, byl odin eshche ne ispol'zovannyj istochnik
neveroyatnyh kolichestv zolota. Izvestnyj shvedskij uchenyj Arrenius, s kotorym
Gaber byl v druzheskih otnosheniyah, ocenil eto kolichestvo v 8 milliardov tonn
zolota. Esli by udalos' dobyt' dazhe tysyachnuyu dolyu, vse ravno eto v sto raz
prevysilo by kolichestvo zolota, podlezhashchee uplate derzhavam-pobeditel'nicam.
Mnogie znali ob etom skazochnom sokrovishche, odnako nikto poka eshche ne smog
ego izvlech' -- zoloto okeanov. Poyasnim: rech' idet ne o sokrovishchah zatonuvshih
ispanskih korablej, gruzhennyh zolotom, a o zolote, prisutstvuyushchem v vide
malyh primesej v morskoj vode. Ves'ma prityagatel'noj byla mysl' -- poprostu
izvlekat' eto zoloto iz morya, a ne dobyvat' ego tyazhelym trudom, kak obychno!
Tot samyj fiziko-himik Gaber, kotoromu udalos' azot vozduha prevratit' v
ammiak, hotel teper' otvazhit'sya na popytku izvlech' zoloto iz morya. V nachale
1920 goda Gaber soobshchil ob etom v krugu svoih blizhajshih sotrudnikov. V
polnoj sekretnosti sovershalis' prigotovleniya k etomu bol'shomu nachinaniyu o
kotorom ostal'noj mir ne dolzhen byl znat'. Bolee treh let do leta 1923 goda,
zatratili Gaber s sotrudnikami, chtoby vyyasnit' samye nasushchnye problemy:
analiticheski tochno opredelit' koncentracii zolota v moryah i podtverdit' eti
dannye statisticheski. Soderzhanie zolota okazalos' neveroyatno malym. Za 50
let do etogo, v 1872 godu, anglichanin Zonshtadt vpervye proanaliziroval
morskuyu vodu iz buhty Ajl of Men i nashel tam maksimal'no 60 mg zolota na
tonnu, to est' na kubicheskij metr. Drugie issledovateli schitali, chto eto
znachenie zavysheno. Dannye kolebalis' ot 2 do 65 mg. Po-vidimomu, oni
zaviseli ot togo, v kakom meste Mirovogo okeana byli otobrany proby.
Na styke vekov v Anglii i SSHA delalis' popytki ekstragirovat' zoloto iz
morya v promyshlennom masshtabe. V 1908 godu etu problemu pytalos' razreshit'
akcionernoe obshchestvo pod rukovodstvom Vil'yama Ramzaya. Vskore v izobilii
poyavilis' patenty po dobyche zolota iz morskoj vody. Ob udachah ne bylo
slyshno. Vse popytki zaglohli v samom zarodyshe iz-za ochen' malogo soderzhaniya
zolota, a takzhe prisutstviya mnogochislennyh soputstvuyushchih solej. Ne bylo
takogo promyshlennogo sposoba, kotoryj pozvolil by otdelit' zoloto ot
soputstvuyushchih veshchestv, to est' obogatit' ego i izvlech'. Odnako Gaber hotel
predprinyat' takuyu popytku. Kak uzhe skazano, tri goda potratil on lish' na
podgotovku. Odin tol'ko otbor prob vody iz okeanov okazalsya celoj problemoj,
ibo ob etom ne dolzhny byli uznat' protivniki. Ved' posle vojny dlya Germanii
dostup k okeanam byl prakticheski zakryt. Ona dolzhna byla sdat' ne tol'ko
voennyj flot, no i torgovye korabli.
Ne men'shego truda stoila razrabotka metoda kolichestvennogo opredeleniya
zolota. Dlya etoj celi Gaber predlozhil mikroanaliticheskij metod, kotoryj
vpervye pozvolyal ulovit' ochen' malye kolichestva zolota. On ispol'zoval
sposobnost' nebol'shih kolichestv svinca, osazhdaemogo iz rastvora v vide
sul'fida, uvlekat' pri osazhdenii vse zoloto, soderzhashcheesya v morskoj vode.
Posle otdeleniya osadka ego vosstanavlivali i pereplavkoj perevodili v
svincovyj korolek, kotoryj soderzhal zoloto i, byt' mozhet, serebro. Svinec
udalyali prokalivaniem, mikroostatok splavlyali s buroj. V rasplave ostavalos'
zernyshko zolota, razmery kotorogo uzhe mozhno bylo ustanovit' pod mikroskopom.
Iz ob®ema sharika i izvestnoj plotnosti zolota opredelyalas' ego massa. Takoj
process analiza dolzhen byl takzhe sluzhit' osnovoj proizvodstvennogo varianta
dlya izvlecheniya zolota iz morskoj vody. Gaber predpolagal snachala propuskat'
morskuyu vodu cherez grubyj predvaritel'nyj fil'tr, a zatem, posle dobavleniya
osaditelya, prosasyvat' cherez tonkij peschanyj fil'tr. Vse eti i posleduyushchie
operacii predstoyalo provodit' v otkrytom more.
Posle treh let sekretnoj raboty nad problemoj zolota Gaber uveroval v
svoe delo: esli doveryat' ego analizam, to voda okeana soderzhala v srednem ot
5 do 10 mg zolota na kubicheskij metr. Prishlos' ves'ma ostorozhno vvesti v
kurs dela sudovye kompanii linii Gamburg -- Amerika: budet li rentabel'nym
process izvlecheniya zolota, esli pridetsya na parohodah pererabatyvat'
gigantskie kolichestva vody? Rezul'taty byli obnadezhivayushchimi: dobycha
neskol'kih milligrammov zolota na tonnu morskoj vody pokroet
proizvodstvennye zatraty, a prevyshayushchie eto kolichestvo 1 ili 2 mg pojdut v
pribyl'. Osushchestvlenie proekta soglasilis' finansirovat' takie koncerny, kak
"Predpriyatie po vydeleniyu serebra i zolota" (Degussa) vo Frankfurte-na-Majne
i "Bank metallov", sdelavshie etot "shirokij zhest", veroyatno, ne tol'ko iz
patrioticheskih pobuzhdenij. Gaber mog sozdavat' svoyu plavuchuyu opytnuyu
laboratoriyu On hotel planomerno ob®ehat' Mirovoj okean, chtoby issledovat',
gde zhe bol'she vsego zolota.
Na perestroennoj kanonerke "Meteor", ot kotoroj ostalsya tol'ko korpus i
kotoruyu pereoborudovali v "okeanograficheskoe issledovatel'skoe sudno",
iskateli zolota vyshli v more v aprele 1925 goda. Oni dolzhny byli
vozvratit'sya iz svoego puteshestviya v nachale iyunya 1927 goda.
Cirkuliruya vzad i vpered mezhdu poberezh'yami Ameriki i Afriki, ekspediciya
otobrala svyshe 5000 prob vody, kotorye byli otoslany v special'nyh
zaplombirovannyh sosudah v institut v Berlin-Daleme. Eshche neskol'ko sot prob
byli polucheny s drugih korablej iz buhty San-Francisko i s poberezhij
Grenlandii i Islandii. Sovetskie kollegi prislali Gaberu obrazcy vody iz
Severnogo Ledovitogo okeana.
V mae 1926 goda v doklade "Zoloto v morskoj vode" Fric Gaber vpervye
otkryl tajnu i soobshchil o shansah polucheniya zolota iz morskoj vody.
Privedennyj im balans byl unichtozhayushchim: "Zolota ne budet!".
Rezul'taty pervyh analizov okazalis' ...nevernymi! Vkradis'
metodicheskie oshibki, srazu ne obnaruzhennye, kotorye davali zavyshennoe
soderzhanie zolota. Slishkom velika byla vera v klassicheskoe himicheskoe
probirnoe iskusstvo. Vnachale ne bylo takzhe navykov po razdeleniyu
mikrokolichestv zolota i serebra, v rezul'tate chego vydelyalos' zoloto,
soderzhashchee serebro. Professoru Gaberu potrebovalos' dlitel'noe vremya, chtoby
najti samye sushchestvennye istochniki oshibok i isklyuchit' ih. V konce koncov s
pomoshch'yu usovershenstvovannogo metoda on mog opredelit' s dostovernost'yu dazhe
millionnuyu chast' milligramma (10[-9] g) zolota. Sovershenno ne
byla uchtena vozmozhnost' zaneseniya mikrokolichestv zolota izvne. Zoloto v vide
sledov prisutstvuet povsyudu: v reaktivah, sosudah, posude. |to -- nebol'shie
kolichestva, no ih dostatochno, chtoby iskazit' rezul'tat mikroanaliza i
privesti k nereal'no zavyshennym znacheniyam.
V itoge vmesto 5--10 mg zolota v kubicheskom metre morskoj vody Gaber
nashel lish' tysyachnuyu dolyu: v srednem ot 0,005 do 0,01 mg. Tol'ko u poberezh'ya
Grenlandii soderzhanie zolota vozroslo priblizitel'no do 0,05
mg/m[3]. Odnako zoloto takoj koncentracii mozhno bylo najti lish' v
vode, poluchennoj posle tayaniya pakovogo l'da.
Gaber issledoval takzhe zolotonosnyj Rejn, odnako ne pod vpechatleniem
skazaniya ob ischeznuvshem "rejnskom zolote" Nibelungov; skoree, on uchityval
tot fakt, chto eshche sto let nazad zemlya Baden dobyvala dlya chekanki svoih monet
zoloto na priiskah etoj reki. Gaber nashel v srednem 0,005 mg zolota na
kubicheskij metr vody. S hozyajstvenno-proizvodstvennoj tochki zreniya rejnskoe
zoloto tak zhe ne predstavlyalo nichego privlekatel'nogo -- takovo bylo mnenie
Gabera. Konechno, s vodoj Rejna uplyvaet ezhegodno pochti 200 kg zolota,
rastvorennogo v bolee chem 63 milliardah kubicheskih metrov vody. Odnako, kto
ego dobudet? Zoloto v koncentraciyah (1--3)*10[-12], to est' 3
chasti zolota na 1 000 000 000 000 chastej rechnoj vody. Gaber ne videl
vozmozhnosti dlya rentabel'noj pererabotki stol' malyh sledov zolota.
Razocharovannyj uchenyj schital, chto, vozmozhno, gde-nibud' v okeane i
sushchestvuyut prostranstva, v kotoryh blagorodnye metally nahodyatsya v
koncentraciyah, blagopriyatstvuyushchih ih promyshlennomu ispol'zovaniyu. Gaber
smirilsya: "YA otkazyvayus' iskat' somnitel'nuyu igolku v stoge
sena[60]".
|tot istochnik zolota takzhe okazalsya zakrytym dlya chelovechestva.
Volshebnaya lampa Adol'fa Mite
"Podumat' tol'ko, v gushche nashih bedstvij -- politicheskih, hozyajstvennyh
i social'nyh -- poyavlyaetsya svetlyj luch, yarkoe siyanie, uteshenie i nadezhda..."
Takoe porazitel'noe vyskazyvanie mozhno bylo prochest' v populyarnoj
drezdenskoj gazete v iyule 1924 goda. Tol'ko chto soobshchalos' o konferencii
soyuznikov v Londone, kotoraya nastaivala na skorejshej uplate reparacij, i vot
vdrug takaya novost'!
Prichinoj "yarkogo siyaniya" bylo zoloto, iskusstvenno poluchennoe zoloto.
Uchenyj, izvestnyj do etogo vremeni tol'ko v uzkom krugu specialistov, tajnyj
sovetnik Adol'f Mite (iz Vysshej tehnicheskoj shkoly), stal vdrug znamenit
svoim otkrytiem po prevrashcheniyu rtuti v zoloto s pomoshch'yu elektricheskih
razryadov.
Takoe velikoe nauchnoe deyanie sovershilos' kak raz v nuzhnyj moment; eto
podcherkivalos' v gazetnom soobshchenii: "Germaniya teper' ovladela tajnoj i
smozhet otkupit'sya ot tyazhesti reparacij; ona smozhet prokormit' i odet' svoj
narod; zolotoj klyuch otkroet neslyhannye perspektivy..." Soobshcheniya v presse
sledovali odno za drugim. Govorili o "pobednom shestvii nemeckogo geniya".
"Pervoe zoloto, izgotovlennoe rukoj cheloveka".
"Zoloto iz rtuti -- vsemirno-istoricheskoe dostizhenie nemeckoj nauki".
Odnako slyshalis' i golosa skeptikov, prizyvavshih k ostorozhnosti. Uzhe
davno hodili sluhi o gorah iskusstvennogo zolota, kotorye proizvodilis' v
polnoj tajne. Vremya ot vremeni uchenyh porazhali soobshcheniyami, podobnymi tomu,
chto poyavilos' 19 yanvarya 1922 goda v "Hemiker cejtung" pod zagolovkom:
"Poslednie otkrytiya i soobshcheniya". Nemeckij himik yakoby poluchil iskusstvennoe
zoloto v elektricheskoj pechi. Vo vsyakom sluchae tak ob etom dolozhil professor
Jel'skogo universiteta Irvin Fisher v svoem doklade. "Hemiker cejtung" s
ironiej kommentirovala: "Po-vidimomu, vse soobshcheniya stremyatsya tol'ko k tomu,
chtoby dokazat' platezhesposobnost' Germanii".
Pisateli-fantasty takzhe davali pishchu dlya predstavlenij o shtabelyah
iskusstvennogo zolota, kotorye v tajne nakaplivaet Germaniya. SHovinisticheskij
roman Rejnhol'da |jhakera, poyavivshijsya v 1922 godu, nazvan: "Bor'ba za
zoloto". Nas interesuet lish' "nauchnoe" razreshenie voprosa, predlagaemoe
avtorom. Geroj romana, nemeckij inzhener Verndt, umeet ulavlivat' energiyu
solnechnogo izlucheniya, "uragannyj potok kvantov energii", s pomoshch'yu machty iz
novogo splava alyuminiya dlinoj v 210 m; eta energiya, prevrashchennaya v neskol'ko
millionov vol't, pozvolyaet emu otshcheplyat' ot kazhdogo atoma svinca dve
al'fa-chasticy i odnu beta-chasticu. V mgnovenie oka Verndt fabrikuet 50 000 t
reparacionnogo zolota. Ves' mir zapolnyaetsya iskusstvennym zolotom.
Neuzheli prishel "konec zolota" i spravedlivo vse to, o chem tak
uvlekatel'no povedal nam Rudol'f Dauman v svoem fantasticheskom romane,
opisyvayushchem budushchie sobytiya 1938 goda? Nemeckij professor himii po imeni
Bargengrond otkryvaet v SSHA sposob polucheniya zolota putem atomnogo
prevrashcheniya, v rezul'tate chego za nim gonyaetsya banda gangsterov. Posle
dikogo presledovaniya udaetsya vyrvat' u professora ego tajnu: zoloto mozhno
poluchit', esli otshchepit' ot vismuta dve al'fa-chasticy pri pomoshchi
"ritmizirovannyh O-luchej"-- ochen' zhestkogo rentgenovskogo izlucheniya. Kogda
geroyu romana Daumana poschastlivilos' skonstruirovat' moshchnye rentgenovskie
trubki, on nachinaet izgotovlyat' zoloto centnerami. Kapitalisticheskie rynki
zolota rushatsya, mirovoj birzhevoj krah privodit k obescenivaniyu zolota. No
tut udaetsya otkryt', kak otlichit' iskusstvennoe zoloto ot prirodnogo. |to
nevozmozhno sdelat' himicheskim putem, a tol'ko fizicheskimi metodami. Teper'
iskusstvennoe zoloto ni s chem ne sputaesh'.
Otdadim dolzhnoe fantazii avtorov romanov. Odnako, esli verit'
sensacionnym gazetnym soobshcheniyam iyulya 1924 goda, to uzhe v 1924 godu stalo
real'nost'yu vse to, o chem obychno pishut v utopicheskih romanah. Professor Mite
i ego assistent SHtamrajh uzhe nashli dolgozhdannyj "arkanum", tot samyj tajnyj
recept dlya polucheniya filosofskogo kamnya, a s nim vnov' otkryli, kak rtut'
prevratit' v polnovesnoe zoloto. CHto zhe proizoshlo?
Mite imel horoshuyu reputaciyu v krugah specialistov. Tajnyj sovetnik
schitalsya odnim iz osnovatelej cvetnoj fotografii, sdelal neskol'ko otkrytij
v oblasti optiki i stal izvesten svoim processom izgotovleniya iskusstvennyh
dragocennyh kamnej. A vot teper' k tomu zhe on delaet iskusstvennoe zoloto. V
tot moment, kogda emu poschastlivilos' sdelat' "otkrytie veka", on rukovodil
fotohimicheskoj laboratoriej Vysshej tehnicheskoj shkoly v SHarlottenburge. Mite
vsegda byl nemnozhko so strannostyami. Nemnogie ego fotografii podtverzhdayut
eto; oni izobrazhayut pozhilogo cheloveka s ugryumym sverlyashchim vzglyadom.
Uzhe v techenie neskol'kih let Mite zanimalsya okrashivaniem mineralov i
stekla pod dejstviem ul'trafioletovyh luchej. Dlya etogo on ispol'zoval
obychnuyu rtutnuyu lampu -- evakuirovannuyu tru6ku iz kvarcevogo stekla, mezhdu
elektrodami kotoroj obrazuetsya rtutnaya duga, izluchayushchaya ul'trafioletovye
luchi.
Pozdnee Mite pol'zovalsya novym tipom lampy, davavshim osobenno vysokij
energeticheskij vyhod. Odnako pri dlitel'noj ekspluatacii na ee stenkah
obrazovyvalis' nalety, kotorye sil'no meshali rabote. V otsluzhivshih rtutnyh
lampah tozhe mozhno bylo obnaruzhit' takie nalety, esli otognat' rtut'. Sostav
etoj chernovatoj massy zainteresoval tajnogo sovetnika, i vdrug, pri analize
ostatka ot 5 kg lampovoj rtuti, on nashel ... zoloto! Zoloto iz rtuti?!
"Eshche desyat' let nazad takoe obstoyatel'stvo edva li privleklo
vnimanie,-- pisal Mite v svoem pervom soobshchenii ot 4 iyulya, opublikovannom v
zhurnale "Naturvissenshaften" 18 iyulya 1924 goda.-- Togda ne verili v
vozmozhnost' prevrashcheniya odnogo elementa v drugoj i sochli by takoj fakt
oshibkoj. Segodnya my ne mozhem ostavit' eto nablyudenie bez vnimaniya ..." Mite
uveryal, chto on dolgo kolebalsya, soobshchat' li ob etom otkrytii iz-za
neveroyatnosti processa, hotya "tverdye dannye" u nego byli eshche v aprele etogo
goda.
Mite razdumyval: vozmozhno li teoreticheski, chtoby v rtutnoj lampe rtut'
v rezul'tate razrusheniya atoma raspadalas' do zolota s otshchepleniem protonov
ili al'fa-chastic. Mite i ego sotrudnik SHtamrajh provodili mnogochislennye
opyty, zavorozhennye ideej takogo prevrashcheniya elementov. Ishodnym veshchestvom
sluzhila rtut', peregnannaya v vakuume. Issledovateli polagali, chto ona ne
soderzhit zolota. Podtverdili eto takzhe analizy izvestnyh himikov K. Gofmana
i F. Gabera. Mite poprosil ih issledovat' rtut' i ostatki v lampe, hotya ne
soobshchil, kakie celi on presleduet.
|toj rtut'yu, po analiticheskim dannym svobodnoj ot zolota, Mite i
SHtamrajh zapolnili novuyu lampu, kotoraya zatem rabotala v techenie 200 ch.
Posle otgonki rtuti oni rastvorili ostatok v azotnoj kislote i uvlechenno
rassmatrivali pod mikroskopom to, chto ostalos' v stakane: na pokrovnom
stekle sverkal zolotisto-zheltyj aglomerat oktaedricheskih kristallov.
Blestyashchij metall rastvoryalsya tol'ko v carskoj vodke i daval vse izvestnye
reakcii "carya metallov". To bylo chistoe zoloto! S etogo vremeni ego
otkryvateli byli glubochajshim obrazom ubezhdeny, chto oni osushchestvili "raspad
atoma rtuti" do zolota.
Posle poyavleniya vypuska "Naturvissenshaften" s "predvaritel'nym
soobshcheniem" Mite o sensacionnoj nahodke pressa dnya pod ogromnymi zagolovkami
soobshchala ob etom otkrytii i uzhe predskazyvala vozmozhnye ego posledstviya dlya
mirovoj valyuty. Reportery postoyanno osazhdali fotohimicheskuyu laboratoriyu
Vysshej tehnicheskoj shkoly. U Mite teper' ne bylo spokojnoj minutki; v
redakciyah uhmylyalis': nel'zya beznakazanno byt' otkryvatelem iskusstva
izgotovleniya zolota.
Odnako uchenyj podcherkival v "Berliner lokal' ancejger": "Hotelos' by
srazu v korne presech' mnenie, chto otkrytoe nami iskusstvo polucheniya zolota
pozvolyaet dobyvat' zoloto v lyubyh zhelaemyh kolichestvah. |to nevozmozhno...".
Nad takimi slovami ponimayushche posmeivalis' -- dazhe togda, kogda Mite nazval
cenu iskusstvennogo zolota, rasschitannuyu iz rashoda materialov i energii: 20
millionov marok za 1 kg. Obychnaya tovarnaya cena 1 kg chistogo zolota
sostavlyala togda 3000 marok. |ti ogovorki ne prinimalis' vser'ez: konechno,
ved' process sejchas razrabotan v laboratornom masshtabe: nesomnenno, on budet
vskore znachitel'no udeshevlen. Otkrytiem Mite zainteresovalis' elektricheskie
koncerny, i ne zrya. Sam zhe on sdelal patentnuyu zayavku na svoj process!
Reakciya pressy byla odnoznachnoj: 3 avgusta berlinskaya "Illyustrirte
cejtung" na pervoj stranice napechatala bol'shoj portret Mite s podpis'yu
"Alhimik". Podozrevaem, chto gospodin tajnyj sovetnik ne bez udovol'stviya
kupalsya v luchah svoej slavy. V laboratorii on ustanovil memorial'nuyu dosku,
chtoby opovestit' sleduyushchie pokoleniya o meste i date pervogo prevrashcheniya
rtuti v zoloto.
Otklik kolleg byl dvoyakim. F. Gaber i K. Gofman, kotoryh dazhe v gazetah
imenovali svidetelyami udachnogo prevrashcheniya, pis'menno otkazalis' uchastvovat'
v opytah. Veroyatno, oni opasalis' za svoyu nauchnuyu reputaciyu: iskusstvo
alhimii bylo slishkom somnitel'nym. K tomu zhe Gaber byl nedovolen
skrytnichestvom Mite: pereslannye im proby byli zasekrecheny, da i v
publikaciyah Mite sovershenno ne bylo konkretnyh dannyh. Odnako, po ponyatnym
prichinam, izvestnyj uchenyj vse zhe zainteresovalsya etim novym istochnikom
zolota. Gaber nachal povtoryat' opyty Mite. Fiziko-himika zanimala, prezhde
vsego, nauchnaya storona problemy: raspad neradioaktivnogo elementa, stoyashchego
v periodicheskoj sisteme vblizi radioaktivnogo, v sosednij element, kotoryj
sluchajno okazalsya stol' zhelannym zolotom. "|to bylo porazitel'noe i
neveroyatnoe nablyudenie,-- govoril Gaber pozdnee, ocenivaya zadnim chislom
"otkrytie" Mite i SHtamrajha,-- odnako kakoe-to neopredelennoe chuvstvo
govorilo vse zhe v ego pol'zu".
Za granicej ne menee zainteresovanno sledili za pobednymi soobshcheniyami o
prevrashchenii rtuti. Izvestnyj londonskij zhurnal "Nejchur" napechatal
vyskazyvanie Soddi ot 16 avgusta 1924 goda. Issledovatel' atoma napomnil,
chto on uzhe davno predskazyval vozmozhnost' prevrashcheniya rtuti v zoloto na
osnove sovremennyj predstavlenij o stroenii atoma. Slozhnost' zhe sostoyala v
tom, chtoby obnaruzhit' takoe prevrashchenie; do sih por ono bylo dostignuto lish'
v nevesomyh kolichestvah dlya drugih elementov, i tol'ko putem yadernyh
prevrashchenij. Porazitel'no, esli Mite dejstvitel'no obnaruzhil vesomye
kolichestva iskusstvenno poluchaemogo elementa, kotoryj mozhno himicheski
identificirovat'. Odnako Soddi ne dumal, chto zoloto obrazovalos' putem
otshchepleniya al'fa-chasticy ili protona. Skoree mozhno govorit' o pogloshchenii
elektrona: esli poslednij obladaet dostatochno bol'shoj skorost'yu, chtoby
pronzit' elektronnye obolochki atomov i vnedrit'sya v yadro, togda moglo by
obrazovat'sya zoloto. Pri etom poryadkovyj nomer rtuti (80) umen'shaetsya na
edinicu i obrazuetsya 79-j element -- zoloto!
Teoreticheskoe vyskazyvanie Soddi podkrepilo tochku zreniya Mite i vseh
teh issledovatelej, kotorye tverdo uverovali v "raspad" rtuti do zolota.
Odnako ne uchli togo obstoyatel'stva, chto v estestvennoe zoloto mozhet
prevratit'sya lish' odin izotop rtuti s kassovym chislom 197. Tol'ko perehod
[197]Hg + e[-] = [197]Au
mozhet dat' "nastoyashchee" zoloto.
Sushchestvuet li voobshche izotop [197]Hg? Otnositel'naya atomnaya
massa etogo elementa 200,6, nazyvavshayasya togda atomnym vesom, pozvolila
predpolagat', chto imeetsya neskol'ko ego izotopov. F.V. Aston, issleduya
kanalovye luchi, dejstvitel'no nashel izotopy rtuti s massovymi chislami ot 197
do 202, tak chto takoe prevrashchenie bylo veroyatnym. Po drugoj versii, iz smesi
izotopov [200,6]Hg moglo obrazovat'sya i [200,6]Au, to
est' odin ili neskol'ko izotopov zolota s bol'shimi massami. |to zoloto
dolzhno bylo by byt' tyazhelee. Poetomu Mite pospeshil opredelit' otnositel'nuyu
atomnuyu massu svoego iskusstvennogo zolota i poruchil eto luchshemu specialistu
v etoj oblasti -- professoru Gonigshmidtu v Myunhene.
Konechno, kolichestvo iskusstvennogo zolota dlya takogo opredeleniya bylo
ves'ma skudnym, odnako bol'shego u Mite poka ne bylo: korolek vesil 91 mg,
diametr sharika 2 mm. Esli sravnit' ego, drugimi "vyhodami", kotorye poluchal
Mite pri prevrashcheniyah v rtutnoj lampe -- oni v kazhdom opyte sostavlyali ot
10[-2] do 10[-4] mg,-- eto byl vse zhe zametnyj kusochek
zolota. Gonigshmidt i ego sotrudnik Cintl' nashli dlya iskusstvennogo zolota
otnositel'nuyu atomnuyu massu 197,2 ± 0,2. Znachit, "drugogo" zolota ne
poluchilos'.
Postepenno Mite snyal "sekretnost'" so svoih opytov. 12 sentyabrya 1924
goda zhurnal "Naturvissenshaften" opublikoval soobshchenie iz fotohimicheskoj
laboratorii, v kotorom vpervye byli privedeny eksperimental'nye dannye i
bolee podrobno opisana apparatura. Vyhod tozhe stal izvesten: iz 1,52 kg
rtuti, predvaritel'no ochishchennoj vakuumnoj peregonkoj, posle 107-chasovogo
nepreryvnogo goreniya dugi dlinoj v 16 sm, pri napryazhenii ot 160 do 175 V i
toke v 12,6 A Mite poluchil celyh 8,2 * 10[-5] g zolota, to est'
vosem' sotyh milligramma! "Alhimiki" iz SHarlottenburga uveryali, chto ni
ishodnoe veshchestvo, ni elektrody i provoda, podvodyashchie tok, ni kvarc lampovoj
obolochki ne soderzhali analiticheski opredelimyh kolichestv zolota.
Inostrannaya konkurenciya
V tot den', 5 dekabrya 1924 goda, bol'shaya fizicheskaya auditoriya Vysshej
tehnicheskoj shkoly v SHarlottenburge byla nabita bitkom. Nemeckoe obshchestvo
tehnicheskoj fiziki sobralos' na zasedanie, v programme kotorogo znachilos':
"Professor A. Mite: Ob obrazovanii zolota iz rtuti (s demonstraciyami)". Tak
mnogoobeshchayushche glasilo ob®yavlenie. Tajnyj sovetnik Mite vpervye publichno
vystupil pered predstavitelyami nauki. Ego slushali s bol'shim vnimaniem.
Dokladchik soobshchil, chto v poslednie nedeli on menyal postanovku opytov.
Luchshe vsego rabota shla s obychnymi rtutnymi razryadnymi trubkami. Odnako poka
ne izvestny tochnye usloviya, pri kotoryh iz rtuti obrazuetsya zoloto. Povtoryaya
predydushchie opyty, Mite vdrug sovsem ne nashel zolota. Vyhod tozhe sil'no
kolebalsya. Do sih por emu udavalos' poluchit', samoe bol'shee, desyatuyu
milligramma zolota iz 1000 g rtuti. Mite ob®yavil svoim slushatelyam, chto
vskore predstoit razreshit' osnovopolagayushchij vopros: udaetsya li prevratit'
vsyu rtut' v zoloto ili tol'ko maluyu chast'? Ob®yavlennye "demonstracii"
privlekli mnogo lyubopytnyh, kotorye ne zaglyadyvali obychno na nauchnye
sobraniya. Ved' ne kazhdyj den' pokazyvayut, kak sdelat' zoloto. Imenno etogo,
veroyatno, ozhidali, prochitav ob®yavlenie. Mite, specialist po fotografii,
predstavil tol'ko cvetnye diapozitivy: fotografii zolota, kotoroe on
"iskusstvenno" poluchil iz rtuti, vdobavok fotografiyu agatovoj stupki s
pervoj poluchennoj proboj zolota "istoricheskij eksponat", kak gordo otmetil
orator. Takoe zoloto, sfotografirovannoe pri 300-kratnom uvelichenii i
sproecirovannoe na stenu, imponirovalo. Pri demonstraciyah lish' nemnogie
ponikali, chto rech' idet o kroshechnyh kristallikah.
V zaklyuchenie svoih iz®yasnenij Mite prizval slushatelej i vseh uchenyh
ubedit'sya v istinnosti prevrashcheniya rtuti v zoloto: opyty eti mozhet prodelat'
vsyakij, ibo usloviya dlya etogo est' v kazhdoj laboratorii. Obychnuyu rtutnuyu
lampu mozhno vklyuchit' povsyudu. Konechno, sleduet vooruzhit'sya nekotorym
terpeniem, tak kak ne kazhdyj opyt daet polozhitel'nye rezul'taty.
|ksperimenty takogo roda nado stavit' kak mozhno skoree, poskol'ku sleduet
opasat'sya, chto zagranicej ushli gorazdo dal'she v voprose izgotovleniya zolota.
Mite nameknul na izvestie, kotoroe on nedavno poluchil. Germanskoe
posol'stvo v Tokio soobshchalo, chto issledovateli iz Berlin-SHarlottenburga ne
odinoki v svoih popytkah polucheniya zolota iz rtuti. Nauchnyj rabotnik Nagaoka
eksperimentiroval v Tokio nad prevrashcheniem rtuti s pomoshch'yu elektricheskih
razryadov vysokogo napryazheniya. Mite i SHtamrajh mogli by pozavidovat'
blagopriyatnym usloviyam raboty yaponca. Nagaoka provodil opyty s napryazheniem v
neskol'ko millionov vol't vmesto smehotvornyh 175 V Mite. Sloj rtuti
probivalsya iskrovym razryadom dlinoj v 120 sm. Odnako berlinskij
eksperimentator mog uteshit'sya: vyhod zolota byl ne vyshe, chem u nego.
Okazyvaetsya, v Soedinennyh SHtatah tozhe ne dremali. Vskore posle togo
kak stali izvestny opyty Mite, N'yu-Jorkskomu universitetu bylo porucheno
izuchit' osnovy processa prevrashcheniya rtuti dlya ocenki vozmozhnostej ego
tehnicheskogo voploshcheniya. Interes amerikanskoj obshchestvennosti byl razbuzhen.
Finansovye i bankovskie vorotily Uoll-strita, hranivshie samye bol'shie v mire
zapasy zolota, stali opasat'sya, chto gde-libo skopyatsya eshche bolee moshchnye, chem
v Fort-Nokse, kolichestva zolota, da k tomu zhe eshche i iskusstvennogo. Na
gorizonte pokazalsya prizrak zolotoj inflyacii.
V kachestve predstavitelya perepugannoj "imperii dollara" slovo vzyal
nauchno-populyarnyj razvlekatel'nyj zhurnal "Sajntifik ameriken". ZHurnal
ob®yavil konkurs i predostavil denezhnye sredstva dlya nauchnyh eksperimentov,
chtoby ustanovit' istinu kak v interesah nauki, tak i dlya gosudarstvennyh
finansov.
V N'yu-Jorkskom universitete issledovaniyami rukovodil professor SHeldon.
On proveryal opyty Mite i sam iskal original'nye resheniya voprosa, kak iz
rtuti prigotovit' zoloto. CHikagskij universitet soobshchal, chto sobiraetsya
provodit' opyty s potokom elektronov. Sotrudniki universiteta predpolagali
bombardirovat' atomy so skorost'yu v tysyachu raz bol'shej, chem v rtutnoj lampe
Mite.
Veroyatno, samaya sumasshedshaya ideya v "strane neogranichennyh vozmozhnostej"
prishla v golovu tomu izobretatelyu, kotoryj -- esli verit' soobshcheniyam togo
vremeni -- podgotovlyal gigantskij proekt, ispol'zuya ogromnye vodnye moshchnosti
Niagarskogo vodopada, etot fantast hotel prevratit' 35 millionov loshadinyh
sil v elektricheskuyu energiyu i vozdejstvovat' eyu na neskol'ko sot kilogrammov
rtuti, chtoby poluchit' iz nee chistoe zoloto. Amerika byla voodushevlena.
Kriticheskie golosa trebovali prekrashcheniya etogo shiroko zadumannogo
predpriyatiya, no ih zastavili umolknut'. Razdavalis' trebovaniya nepremenno
provesti "eksperiment veka", dazhe esli eto privedet k padeniyu kursa dollara
na N'yu-Jorkskoj birzhe. Mnogochislennye zevaki raspolozhilis' na smotrovyh
bashnyah, postroennyh vokrug Niagarskogo vodopada. Oni hoteli prinyat' uchastie
v zrelishche, uvidet', kak chelovek pronikaet v "process bozhestvennogo
sozidaniya" i sam sozdaet zoloto. Kak zhe okonchitsya etot spektakl'?
Otvet daet tochnaya nauka
Mnogie himiki, ob®edinennye v Nemeckoe himicheskoe obshchestvo s osuzhdeniem
smotreli na chuzhaka Mite, kotoryj sobiralsya sdelat' kar'eru za ih schet.
Odnako odnim nedoveriem nel'zya bylo izoblichit' Mite, a poluchit'
dokazatel'stva mozhno bylo, tol'ko imeya nadezhnuyu informaciyu. Poetomu
"alhimikov" iz SHarlottenburga priglasili sdelat' otchet pered obshchestvom ob ih
vydayushchihsya rabotah. CHto eto -- reverans pered alhimiej?
Esli prochest' protokol zasedaniya ot 15 iyunya 1925 goda, to oshchushchaesh'
neobychajnuyu napryazhennost', v kotoroj protekalo eto sobranie. Predsedatel',
Maks Bodenshtejn, privetstvoval mnogochislennyh prisutstvuyushchih, bystro obsudil
vnutrennie voprosy obshchestva, chtoby vsled za etim perejti k glavnomu. Zatem
mesto na kafedre zanyal Mite i nachal govorit' "ob obrazovanii zolota iz
rtuti". Posle etogo SHtamrajh dolzhen byl dolozhit' ob "obnaruzhenii obrazovaniya
zolota iz rtuti". Na etot raz ne bylo drugih dokladov, kotorye obychno
osveshchayut mnogie storony himicheskih issledovanij, V etot den', 15 iyunya 1925
goda, na povestke dnya obshchestva stoyal lish' odin vopros: iskusstvo delat'
zoloto. Mite dolozhil o svoih novejshih dostizheniyah. Povysilsya vyhod zolota v
ravnomerno rabotayushchih dugovyh lampah. On soobshchil, chto v issledovatel'skoj
laboratorii vsemirno izvestnoj firmy Simensa byli takzhe nachaty
samostoyatel'nye opyty. U Simensa issledovateli Dume i Lotc opredelili, chto
zoloto obrazuetsya dazhe pri propuskanii cherez rtut' toka dostatochnoj sily.
Primechatel'no, chto v posledovavshej za etim diskussii prakticheski ne
vyrazhalis' somneniya, a skoree tihoe, bezmolvnoe udivlenie. V etom byla
nemalaya vina Frica Gabera. On povtoryal opyty Mite i teper' soobshchil, chto, kak
i ego kollega, obnaruzhil zoloto. Gaber ne mog ne pozdravit' gospodina Mite s
etim "nauchnym dostizheniem, samym zamechatel'nym za poslednie desyatiletiya".
Drugie uchenye zaglushili svoi somneniya: tajnyj sovetnik Gaber schitalsya
avtoritetom v himicheskoj nauke, ego sposob opredeleniya mikrokolichestv zolota
dolzhen byt' neuyazvimym.
Odnako vskore nastupil perelom. Podozrenij u himikov voznikalo tem
bol'she, chem bol'she priznanij delal Mite. Zoloto to obrazuetsya, i vsegda v
minimal'nyh kolichestvah, to snova ne obrazuetsya. Nikakoj proporcional'nosti
ne obnaruzhivaetsya, to est' kolichestva zolota ne vozrastayut s uvelicheniem
soderzhaniya rtuti, povysheniem raznosti potencialov, pri bol'shej dlitel'nosti
raboty kvarcevoj lampy. Poluchalos' li dejstvitel'no iskusstvenno to zoloto,
kotoroe obnaruzhivali? Ili ono uzhe prisutstvovalo ran'she? Byt' mozhet, Mite --
takaya zhe zhertva samoobmana, kak i ego predshestvenniki-alhimiki, kotorye,
sami togo ne vedaya, obogashchali neznachitel'nye primesi zolota?
Istochniki vozmozhnyh sistematicheskih oshibok v metode Mite proveryali
neskol'ko uchenyh iz himicheskih institutov Berlinskogo universiteta, a takzhe
iz laboratorii elektricheskogo koncerna Simensa. Himiki prezhde vsego detal'no
izuchili process peregonki rtuti i prishli k udivitel'nomu zaklyucheniyu: dazhe v
peregnannoj, kazalos' by, ne soderzhashchej zolota rtuti vsegda imeetsya zoloto!
Ono libo poyavlyalos' v processe peregonki, libo ostavalos' rastvorennym v
rtuti v vide sledov, tak chto ego nel'zya bylo srazu obnaruzhit' analiticheski.
Tol'ko posle dlitel'nogo stoyaniya ili pri raspylenii v duge, vyzyvavshem
obogashchenie, ono vdrug vnov' obnaruzhivalos'. Takoj effekt mog vpolne byt'
prinyat za obrazovanie zolota.
|ti novye fakty uzhe v avguste 1925 goda priveli kolleg iz universiteta
k vyvodu: "Obrazovanie zolota iz rtuti, po dannym Mite i SHtamrajha, po
men'shej mere, ploho vosproizvoditsya". Kogda putem mnogokratnoj peregonki v
vysokom vakuume byla dejstvitel'no poluchena rtut', ne soderzhashchaya zolota, to
s nej v rtutnoj lampe zolota sovsem ne obrazovyvalos'.
Vyyavilos' eshche odno obstoyatel'stvo. Ispol'zovannye materialy, v tom
chisle kabeli, idushchie k elektrodam, i sami elektrody,-- vse soderzhalo sledy
zolota. Gaber, kotoryj eto ustanovil, smog pokazat', chto "prevrashchenie" rtuti
v zoloto prakticheski proishodilo do teh por, poka pary rtuti izvlekali
zoloto iz materiala elektrodov
Po mneniyu Frica Gabera, vpolne mozhno bylo oshibit'sya prinyav obnaruzhennye
v takih opytah sledy zolota za iskusstvenno poluchennye. On privel v kachestve
primera svoego sotrudnika obnaruzhivshego pri kakih-to analiticheskih
issledovaniyah sledy zolota, kotorye drugie ne nahodili. |tot analitik imel
privychku chasto snimat' ili sdvigat' svoi ochki v zolotoj oprave. Zatem on
temi zhe rukami bral kroshechnyj kusochek chistogo svinca, chtoby pomestit' ego v
tigel' dlya probirnogo analiza. Takoj "oshibki" bylo dostatochno, chtoby
obnaruzhit' mikroprimesi zolota v svince. Gaber ustanovil takzhe, chto zoloto v
izmerimyh koncentraciyah perenositsya vozduhom. On profil'troval neskol'ko
soten litrov vozduha iz pomeshchenij svoego instituta cherez cellyulozu,
propitannuyu sol'yu svinca, i analiticheski obnaruzhil zoloto. Posle etogo Gaber
stal provodit' pereproverku dannyh Mite tol'ko v teh pomeshcheniyah, gde nikogda
ne rabotali s zolotom ili voobshche ne provodili nikakih opytov. Krome togo,
ego sotrudniki dolzhny byli predvaritel'no tshchatel'no ochistit' eti pomeshcheniya,
dazhe zanovo ih pokrasit'.
Pri minimal'nyh koncentraciyah zolota, lezhavshih na predelah tochnosti
opredeleniya, pervoocherednoj problemoj stanovilas' opasnost' uvlecheniya
postoronnih sledov zolota. Sledovatel'no, oshibka vozmozhna, raz®yasnyal Gaber.
Takaya oshibka isklyuchena, esli budet obnaruzheno, chto kolichestvo najdennogo
zolota narastaet, pritom proporcional'no vzyatomu kolichestvu rtuti i
dlitel'nosti opyta. Lish' v etom sluchae rezul'tatam mozhno doveryat'.
Issledovateli laboratorii akcionernogo obshchestva "Simens i Hal'ske" v
Berline, kotorye, kak i Gaber, userdno vyiskivali kakoe-libo
proporcional'noe uvelichenie vyhoda zolota, v konce koncov zayavili, chto
udalos' ustanovit' tol'ko odnu "proporcional'nost'": s vozrastaniem chisla
najdennyh istochnikov oshibok i ih ustraneniem v opytah kolichestvo zolota vse
bol'she umen'shalos'!
Da, s iskusstvennym zolotom iz "volshebnoj lampy Mite" dela byli plohi.
Na soveshchanii fizikov v Dancige v sentyabre 1925 goda Mite dali eto
pochuvstvovat', posle togo kak on sdelal obzor svoih rabot. Nachalas' goryachaya
diskussiya. Fiziki tozhe perestali verit' v transmutaciyu rtuti.
Neskol'ko pozzhe, v noyabre 1925 goda, na nauchnom s®ezde v Berline Mite
gor'ko zhalovalsya, kak mnogo dragocennogo vremeni prihoditsya zatrachivat' na
to, chtoby eksperimental'nym putem oprovergnut' obvinenie v zagryaznenii rtuti
zolotom. Ved' tajnyj sovetnik vse eshche veril v svoi rezul'taty, vse eshche
klyalsya, chto obrazovalos' iskusstvennoe zoloto.
10 maya 1926 goda Nemeckoe himicheskoe obshchestvo vnov' razoslalo
priglasheniya na "zasedanie alhimikov"-- tak vpolne mozhno bylo ego nazvat',
ibo chetyre doklada kasalis' opytov Mite. "Izobretatel'" tozhe prisutstvoval,
no lish' v kachestve gostya. Emu sobiralis' dat' slovo tol'ko v diskussii, dlya
togo chtoby on mog zashchishchat'sya. Na etot raz veter podul uzhe ne v tu storonu,
chto god nazad na zasedanii, posvyashchennom etoj zhe teme.
Dokladchiki -- professora i issledovateli iz institutov Berlinskogo
universiteta, iz issledovatel'skoj laboratorii koncerna Simensa, a takzhe
Fric Gaber iz Instituta himii i elektrohimii Obshchestva kajzera Vil'gel'ma --
soobshchali o svoih opytah, kotorye vo vseh sluchayah priveli k otricatel'nym
rezul'tatam. Dlya nekotoryh uchenyh eto ne bylo novost'yu. Gaber privlek novye
dannye eshche 3 marta 1926 goda na zasedanii Obshchestva kajzera Vil'gel'ma v
Berline v doklade "K voprosu o prevrashchaemosti himicheskih elementov". Krome
togo, v special'nom zhurnale poyavilas' ego stat'ya pod zagolovkom: "O mnimom
obrazovanii iskusstvennogo zolota iz rtuti".
Na zasedanii Himicheskogo obshchestva doklad Gabera byl ubeditel'nym. On
dolozhil, chto vse eksperimenty posle isklyucheniya istochnikov oshibok dali
otricatel'nye rezul'taty, i zaklyuchil: "Takim obrazom, my okonchatel'no
prekrashchaem vse opyty po transmutacii kak besperspektivnye".
Zagnannyj v tupik voprosami himikov Mite dolzhen byl otkryt'
proishozhdenie teh 91 mg "iskusstvennogo" zolota, kotorye posluzhili dlya
opredeleniya otnositel'noj atomnoj massy. Po sravneniyu s temi millionnymi
dolyami gramma, kotorye on obychno obnaruzhival, eto bylo neobychajno bol'shoe
kolichestvo. Kak poluchil on eto zoloto? Mite priznalsya, chto zoloto bylo
dobyto iz rtuti staryh razryadnyh lamp. On togda polagal, chto rtut' iz lamp
po svoej prirode ne mozhet soderzhat' zolota. Posle takogo ob®yasneniya Gaber ne
smog sderzhat' nedovol'stva: kak eto Mite pozvolil sebe poslat' takie ostatki
dlya opredeleniya atomnoj massy. Konechno, eto bylo prirodnoe zoloto. Poetomu
otnositel'naya atomnaya massa "iskusstvennogo" zolota stol' otlichno sovpala s
dannymi dlya prirodnogo elementa!
K koncu zasedaniya Gaber nashel neskol'ko uteshitel'nyh slov dlya
razocharovannogo alhimika: "Tol'ko blagodarya neveroyatno trudoemkim rabotam
gospod Mite, SHtamrajha i Nagaoka stal izvesten tot neozhidannyj fakt, chto v
rtuti i drugih metallah, nahodyashchihsya v prirode, soderzhitsya blagorodnyj
metall. Po etoj prichine ih usiliya, bezuslovno, ne propali darom dlya
himicheskoj nauki... Na osnovanii ih opytov my prishli k absolyutnoj
uverennosti, chto pri ispol'zovanii ukazannyh zdes' sredstv zolota ne
obrazuetsya".
Bylo li eto uzhe koncom? Skoree vsego, net. Nekotorye voprosy ostavalis'
otkrytymi. Vse eshche sushchestvovalo ubeditel'noe zayavlenie fizikov-atomshchikov,
soglasno kotoromu takaya transmutaciya vozmozhna s tochki zreniya atomnoj teorii.
Kak izvestno, pri etom ishodili iz predpolozheniya, chto izotop rtuti
[197]Hg pogloshchaet odin elektron i prevrashchaetsya v zoloto. Odnako
takaya gipoteza byla oprovergnuta soobshcheniem Astona, poyavivshemsya v zhurnale
"Nejchur" v avguste 1925 goda. Specialistu po razdeleniyu izotopov udalos' s
pomoshch'yu mass-spektrografa s povyshennoj razreshayushchej sposobnost'yu odnoznachno
oharakterizovat' linii izotopov rtuti. V rezul'tate vyyasnilos', chto
prirodnaya rtut' sostoit iz izotopov s massovymi chislami 198, 199, 200, 201,
202 i 204. Sledovatel'no, ustojchivogo izotopa [197]Hg vovse ne
sushchestvuet! Esli by bombardirovka rtuti elektronami dejstvitel'no davala
zoloto, to ono dolzhno bylo by imet' bolee vysokuyu otnositel'nuyu atomnuyu
massu, chem prirodnoe, po men'shej mere 198. K takomu vyvodu prishel Aston.
Odnako takie neizvestnye izotopy zolota byli by, po vsej veroyatnosti,
neustojchivymi. Esli by oni obrazovalis', to ih ochen' legko bylo by
obnaruzhit' po radioaktivnosti.
Sledovatel'no, nuzhno schitat', chto poluchit' estestvennoe zoloto-197 iz
rtuti obstrelom ee elektronami teoreticheski nevozmozhno i opyty, napravlennye
na eto, mozhno zaranee rassmatrivat' kak besperspektivnye. |to v konce koncov
ponyali issledovateli Harkins i Kej iz CHikagskogo universiteta, kotorye
vzyalis' bylo za prevrashchenie rtuti s pomoshch'yu sverhbystryh elektronov. Oni
bombardirovali rtut' (ohlazhdaemuyu zhidkim ammiakom i vzyatuyu v kachestve
antikatoda v rentgenovskoj trubke) elektronami, razognannymi v pole 145 000
V, to est' imeyushchimi skorost' 19 000 km/s. Analogichnye opyty prodelyval i
Fric Gaber pri proverke opytov Mite. Nesmotrya na ves'ma chuvstvitel'nye
metody analiza, Harkins i Kej ne obnaruzhili i sledov zolota. Veroyatno,
polagali oni, dazhe elektrony so stol' vysokoj energiej ne v sostoyanii
proniknut' v yadro atoma rtuti. Libo obrazovavshiesya izotopy zolota stol'
neustojchivy, chto ne mogut "dozhit'" do konca analiza, dlyashchegosya ot 24 do 48
ch.
Takim obrazom, predstavlenie o mehanizme obrazovaniya zolota iz rtuti,
predlozhennoe Soddi, bylo sil'no pokolebleno. Popytki drugih tolkovanij s
tochki zreniya yadernoj fiziki takzhe natknulis' na nepreodolimoe prepyatstvie. V
rtutnoj lampe, krome zolota, nahodili takzhe i serebro, chasto v bol'shih
kolichestvah. S pozicij teorii stroeniya atoma obrazovanie serebra (zaryad yadra
47) iz rtuti (zaryad yadra 82) nel'zya ob®yasnit'. Do sih por byli izvestny lish'
radioaktivnye prevrashcheniya odnogo elementa v drugoj, neposredstvenno
sosedstvuyushchij v periodicheskoj sisteme. V svoem zaklyuchitel'nom slove,
obrashchennom k Mite, Gaber govoril: "Vozniknovenie serebra iz rtuti oznachalo
by novyj tip prevrashcheniya elementov -- raspad yadra na dve poloviny". O takom
"delenii yadra" eshche ne mechtali dazhe teoretiki atoma.
V doklade v marte 1926 goda Gaber skazal: "Reshenie alhimicheskih problem
ostaetsya poka na tom samom meste, do kotorogo dovel ih Rezerford, a imenno
na prevrashcheniyah atomov v nichtozhnyh kolichestvah, kotorye nahodyatsya daleko za
porogom himicheskoj chuvstvitel'nosti". Odnako, nikto ne mozhet schitat',-- k
takomu primechatel'nomu zaklyucheniyu prishel Gaber,-- chto eto nevozmozhno, raz
eto ne udavalos' nikomu. Byt' mozhet, s dal'nejshej razrabotkoj tehnicheskih
istochnikov toka i bolee polnym ovladeniem vysokimi napryazheniyami budet
podgotovlena pochva dlya bolee uspeshnyh opytov.
CHego zhe dostigli amerikancy v ispol'zovanii moshchnyh energii Niagarskogo
vodopada s cel'yu prevrashcheniya rtuti v zoloto? SHiroko zadumannyj eksperiment
zakonchilsya neudachej. Gigantskie energii s neobychajnoj siloj vyrvalis' na
svobodu i razrushili vsyu ustanovku. Zolota ne poluchili. Istoricheskogo
podtverzhdeniya etogo proisshestviya najti nevozmozhno, poskol'ku rech' idet lish'
o fantasticheskoj kartine pisatelya Gansa Dominika, narisovannoj im v
utopicheskom romane, kotoryj byl vypushchen v 1927 godu.
Vernemsya k tochnoj nauke. Kakie rezul'taty poluchil professor SHeldon iz
N'yu-Jorkskogo universiteta pri proverke opytov berlinca Mite? Snachala SHeldon
provodil eksperimenty s temi rtutnymi lampami, kotorye prodavali v Amerike.
On zapolnyal ih rtut'yu, sovershenno ne soderzhashchej zolota. Poskol'ku v etih
eksperimentah zoloto ne bylo obnaruzheno, SHeldon special'no poprosil prislat'
emu iz Germanii odnu iz teh rtutnyh lamp, kotorye ispol'zoval Mite. I zdes'
uspeha ne bylo... V noyabre 1925 goda zhurnal "Sajntifik ameriken" smog
zaverit' vseh zainteresovannyh lic, chto "finansovaya osnova civilizovannogo
mira ne nahoditsya v opasnosti".
Nesmotrya na poslednie neuteshitel'nye rezul'taty, u tajnogo sovetnika
Mite nashlos' mnogo posledovatelej. Professor Smits iz Himicheskogo instituta
Amsterdamskogo universiteta s 1924 po 1928 god gonyalsya za shodnym prizrakom.
On hotel podobno Mite v ego opytah s rtut'yu dobit'sya raspada atoma svinca.
Po ego mneniyu, pri etom dolzhny byli vozniknut' tallij i rtut', byt' mozhet, s
obrazovaniem al'fa-izlucheniya. |ta gipoteza sblizhala ego, kak uzhe izvestno, s
urozhenkoj Rumynii, Maracineanu.
Smits ne pozhelal idti po sledam alhimikov. On obosnoval svoe reshenie
sleduyushchim obrazom: "YA nachal so svinca, ibo predpolagal, chto, byt' mozhet,
konechnyj produkt samoproizvol'nyh radioaktivnyh prevrashchenij mozhno
iskusstvenno vozbudit' dlya dal'nejshego raspada. Izuchenie svinca privlekaet
eshche i potomu, chto uzhe samaya neznachitel'naya transmutaciya do rtuti ochen'
chuvstvitel'no ulavlivaetsya spektral'nym putem; etot zhe metod, kak izvestno,
sovershenno neprigoden dlya obnaruzheniya malyh sledov zolota v rtuti".
Smits i ego sotrudnik Karsen skonstruirovali special'nuyu kvarcevuyu
svincovuyu lampu, kotoraya soderzhala rasplavlennyj svinec, i opublikovali
fotografiyu etogo pribora, napominayushchego konstrukcii alhimikov. Oni
obnaruzhili iskomuyu spektral'nuyu liniyu rtuti i potomu byli ubezhdeny, chto
proizoshlo prevrashchenie elementov:
[206]Pb* = [202]Hg + [4]He
Issledovateli, proveryavshie eti opyty, spravedlivo ukazyvali, chto Smits
i Karsen delali te zhe oshibki, chto Mite i SHtamrajh: oni ne uchityvali sledov
drugih metallov, prisutstvovavshih ili privnesennyh. Niderlandskie
issledovateli v otvet uveryali, chto ih svinec sovershenno ne soderzhal rtuti...
Alhimicheskie patenty
"Produktivnost'" alhimikov v XX veke mozhno prosledit' ne tol'ko po
knigam i zhurnalam, no, kak eto ni stranno, i po patentam. Nam, privykshim k
tomu, chto v patentah, prezhde vsego, otrazheny nauchno-tehnicheskie dostizheniya,
eto kazhetsya ves'ma udivitel'nym.
Rech' idet isklyuchitel'no o patentah, vzyatyh za predelami Germanii;
nemeckoe patentnoe byuro v Berline vsegda otkazyvalo v priznanii zayavok,
kotorye pytalis' zashchitit' istinno alhimicheskij process. Pri zayavke nemeckogo
patenta uzhe togda na pervom plane stoyala prakticheskaya realizuemost', to est'
proizvodstvennoe ispol'zovanie. V drugih promyshlennyh gosudarstvah, takih,
kak Angliya i Franciya, vozmozhno bylo v to vremya zaregistrirovat', kak by
neveroyatno eto ni zvuchalo, processy dlya polucheniya zolota iz malocennyh
metallov. |ti strany proveryali patentnye zayavki tol'ko na formal'noe
sootvetstvie. Takoj konservativnyj princip imeet svoi preimushchestva: do
sleduyushchih pokolenij dohodyat nekotorye zabavnye "otkrytiya", sredi nih --
neskol'ko patentov dlya polucheniya zolota. Srednevekovye alhimiki hranili svoi
tajny s velichajshej tshchatel'nost'yu, a potom unosili ih s soboj v mogilu.
Alhimiki XX veka tak zhe stremilis' obespechit' sebe privilegii, no vpolne
sovremennym sposobom -- s pomoshch'yu patenta.
Vot nekotorye iz nih na vybor. V 191 1 godu nekaya Mariya Ru poluchila ot
anglijskogo i francuzskogo patentnyh byuro patent na "process transmutacii
metallov". Madam Ru, veroyatno, uchenica Tiffro, hotela uskorit' process
obrazovaniya zolota, stol' medlenno protekayushchij v prirode. Iz kremnievoj
kisloty i oksida zheleza (rzhavchiny), vosstanovlennogo do metallicheskogo
zheleza pri vysokih temperaturah, ona poluchala serebro i zoloto. Tak, vo
vsyakom sluchae, govoritsya v opisanii anglijskogo patenta No 26356.
CHerez dvadcat' let, v 1930 godu, anglichane vydali patent (No 306048),
zashchishchavshij poluchenie zolota i serebra iz zheleznyh i stal'nyh opilok.
Izobretatelem etogo edinstvennogo v svoem rode processa byl ital'yanec
Vol'pato. On schital, chto pri dejstvii na zhelezo sil'nogo magnitnogo polya
skorost' obrashcheniya elektronov vozrastaet stol' sil'no, chto oni uzhe "ne
znayut", prinadlezhat li atomam zheleza ili atomam zolota.
Anglijskomu patentnomu byuro takzhe ne delaet chesti patent No 407657,
vydannyj v 1934 godu ispancu Perezu. Ego obladatel' eshche raz otkryl "raspad
atoma rtuti". Putem himicheskoj obrabotki emu udalos' poluchit' iz rtuti
zoloto "v kachestve produkta razlozheniya". Filosofskim kamnem, s pomoshch'yu
kotorogo udalos' provesti takoe razlozhenie, okazalos' ... obychnoe edkoe
kali.
K etomu vremeni v patentnyh byuro Londona i Parizha uzhe davno nahodilis'
pyat' anglijskih patentov i odin francuzskij za 1925--1927 gody, kotorye
zashchishchali "poluchenie zolota iz rtuti". Izobretateli: Adol'f Mite i Gans
SHtamrajh, Germaniya. Oba zablagovremenno peredali svoi patenty akcionernomu
obshchestvu "Simens i Hal'ske". Takim obrazom, sredi zayavitelej alhimicheskih
patentov nahodyatsya ne tol'ko avantyuristy, sharlatany i neuchi, no i nauchnye
rabotniki i dazhe izvestnaya firma.
Itak, Mite okazalsya schastlivym obladatelem neskol'kih inostrannyh
patentov po izgotovleniyu zolota, odnako bogatstva oni emu ne prinesli. On
umer v mae 1927 goda v uverennosti, chto pervym obnaruzhil prevrashchenie rtuti v
zoloto. Dosku s istoricheskimi datami polucheniya zolota posle ego smerti
potihon'ku udalili iz laboratorii.
Pervyj anglijskij patent Mite No 233715 za 1925 god imeet prioritet ot
8 maya 1924 goda, to est' eshche za dva mesyaca do pervogo soobshcheniya,
opublikovannogo v "Naturvissenshaften", Mite i SHtamrajh pozabotilis' o zashchite
svoego processa patentom. Vsemirno izvestnyj koncern zablagovremenno
priobrel vse prava na ispol'zovanie etogo patenta, s tem, chtoby v sluchae
konkurencii obespechit' sebe monopoliyu izgotovleniya iskusstvennogo zolota.
Posle oznakomleniya s inostrannymi patentnymi zayavkami Mite odin
berlinskij himik po imeni Gashler s grust'yu otmetil, chto eshche v 1922 godu on
sdelal takoe zhe otkrytie. Gashler tozhe nashel zoloto v naletah na stenkah
rtutnyh lamp. On ne opublikoval togda svoi rezul'taty "iz patrioticheskih
chuvstv". Odnako ego otkrytie zafiksirovano v nemeckoj patentnoj zayavke,
opublikovannoj 3 aprelya 1924 goda. Komu zhe togda prinadlezhit slava
pervootkryvatelya v dele polucheniya zolota iz rtuti?
Nepriznannyj izobretatel' zayavil: "Gorazdo vazhnee voprosa o prioritete
kazhetsya mne zadacha budushchego ispol'zovaniya otkrytiya dlya nemeckoj ekonomiki i
promyshlennosti". Neobhodimo "napryach' vse sily, chtoby prijti k ekonomicheskomu
rezul'tatu, razmery kotorogo mir dazhe ne v sostoyanii segodnya sebe
predstavit'".
V zaklyuchenie stoit eshche upomyanut' ob avstrijskom patente No 5984,
vydannom himiku Adal'bertu Klobaza iz Veny v oktyabre 1935 goda. Izobretatel'
beskorystno opublikoval svoj process v vide broshyury: "Iskusstvennoe zoloto.
Opyt i uspeh sinteza zolota". Ona vyshla v 1937 godu v Vene i Lejpcige. Vo
vvedenii redakciya rekomendovala etot trud chitatelyam. "CHestolyubivym naturam
legko udastsya razrabotat' dal'she eto svoeobraznoe otkrytie,-- ukazyvalos'
tam.-- Odnako tut est' opasnost', kotoruyu poka chto nikto ne prinimaet
vser'ez: tverdaya opora iz zolota, podderzhivayushchaya vsemirnuyu ekonomiku, mozhet
zakolebat'sya i ruhnut'".
CHto zhe, eto byl by "konec zolota", opisannyj pisatelem Rudol'fom
Daumanom.
Izvestnogo atomshchika, professora Otto Hana, poprosili dat' recenziyu na
knizhku Klobaza dlya nemeckogo special'nogo zhurnala. On ogranichilsya kratkim
vyskazyvaniem: "U chitatelya, kak i u referenta, pri chtenii broshyury voznikaet
vpechatlenie, chto gospodin Klobaza chestno verit v to, o chem pishet. |to ne
prinosit vreda do teh por, poka takaya vera ne pronikla v mir profanov.
Bezotvetstvennym yavlyaetsya povedenie izdatel'stva, kotoroe... svoimi
dopolnitel'nymi rekomendaciyami... vyzyvaet nadezhdy i opaseniya, dlya kotoryh
net ni malejshego osnovaniya".
Klobaza podoshel k probleme transmutacii, sleduya modnomu napravleniyu v
nauke -- s tochki zreniya yadernoj fiziki. Odnako on sam priznavalsya, chto
yavlyaetsya profanom v oblasti atomnoj fiziki. Nu i chto iz etogo? "Strogo
govorya, sovremennoe issledovanie atoma yavlyaetsya ne chem inym, kak v
znachitel'noj stepeni celenapravlennym izgotovleniem zolota; ved'
prakticheskaya cel' zaklyuchaetsya v proizvol'nom prevrashchenii elementov, i
osnovnuyu rol' dolzhno igrat' tajnoe zhelanie poluchit' sinteticheskoe zoloto".
Avstriec upiral na to, chto zoloto yavlyaetsya prosto-naprosto
"zhelezotitanoazotom", razlozhennym na dve poloviny rasshchepleniem atoma: 1/2
Fe3Ti3N6 = Au. Polovina molekulyarnoj massy etogo soedineniya ved' tochno
sootvetstvuet otnositel'noj atomnoj masse zolota! Prosto, no do etogo nado
bylo dodumat'sya.
V neponyatnom himicheskom soedinenii, nazvannom Klobaza, pomimo zheleza i
titana soderzhitsya eshche azot. |tomu elementu Klobaza pripisyvaet osobuyu
funkciyu. Azot v mire atomov yavlyaetsya-de "gryzushchim zubom vremeni". Byt'
mozhet, avstrijskogo izyskatelya vdohnovlyal avtor romanov Gustav Mejrink,
kotoryj nikogda ne skryval svoej sklonnosti k misticheskomu i potustoronnemu
i kak-to napisal odnomu posledovatelyu alhimii: "Azot kazhetsya mne osobenno
vazhnym. Razve ne udivitel'no, chto atomnaya massa azota (14), vozvedennaya v
kvadrat, daet 196 (zoloto)?". Navernyaka Mejrink dlya etih raschetov vzyal ne
samuyu novuyu tablicu atomnyh mass...
Odnako vernemsya k Klobaza. On pomeshchal v 10-litrovyj mednyj ili
emalirovannyj sosud razlichnye himikalii, takie, kak soli titana, zheleza,
medi, sul'fid natriya, hlorid ammoniya, rastvorimoe steklo, a takzhe bol'shie
kolichestva kvarca, slyudy ili pemzovogo peska, vse eto peremeshival i schital,
chto poluchil titanat zheleza FeTiO3, a iz nego -- preslovutoe soedinenie
Fe3Ti3N6. Posle etogo sledoval process splavleniya so svincom, sodoj, buroj i
uglem s dobavleniem 100 g "chistogo" serebra. Esli by Gaber uslyshal takoe
perechislenie himikalij i posudy, on vozradovalsya by, ibo povsyudu nahodilos'
zoloto, zoloto, zoloto... konechno, tol'ko v vide sledov. Odnako Klobaza v
svoih opytah navernyaka obogatil ego.
Glavnaya hitrost' v processe polucheniya "Aurum
syntheticum[61]"* byla, nesomnenno, v "rasshcheplenii atoma" na dve
odinakovye poloviny. Takoj process v yadernoj fizike togda eshche schitalsya
nevozmozhnym i byl otkryt znachitel'no pozdnee. Odnako dlya alhimikov delenie
yadra yavno davno uzhe ne bylo tajnoj. Klobaza vypolnyal "rasshcheplenie atoma"
fizicheskim putem v "magnitno-elektrostaticheskom skreshchennom pole". Ochevidno,
process protekal sovershenno spokojno, bez vydeleniya atomnoj energii.
Naprotiv, trebovalos' plamya moshchnoj bunzenovskoj gorelki, chtoby "reakciya"
voobshche nachalas'. Izyskatel' nashel chistoe zoloto v kolichestve 7 mg, chto
sootvetstvovalo vyhodu 0,5 %. Teoreticheski on ozhidal poluchit' 1320 mg.
Odnako Klobaza ne teryal nadezhdy, chto kogda-libo poluchitsya bol'she: "Uzhe vyhod
v chetyre procenta budet vygoden v bol'shom proizvodstve".
CHto skazhet sovremennyj himik po etomu povodu? FeTiO3, prirodnyj
zhelezotitanovyj mineral, mozhet byt' legko poluchen v laboratorii, naprimer
splavleniem oksida zheleza (II) i dioksida titana. No, konechno, po propisi
Klobazy eto himicheskoe soedinenie ne obrazuetsya. To, chto poluchal Klobaza,
bylo, v luchshem sluchae, smes'yu sul'fida zheleza i vodnyh oksidov titana, byt'
mozhet eshche s dobavkoj disul'fida titana TiS2. Mogli obrazovat'sya takzhe
nitridy zheleza i titana. Vozmozhno, Klobaza v svoih "sintezah" poluchal
peremennye kolichestva disul'fida titana, kotoryj vypadaet v vide blestyashchih
cheshuek cveta latuni, libo nitrida titana TiN -- veshchestva bronzovoj okraski.
Poskol'ku oba chisto vneshne ochen' pohozhi na zoloto, to on polagal, vidimo,
chto eto -- cheshujki iskomogo blagorodnogo metalla.
Posle 14 let truda, pri kotorom nadezhda smenyalas' otchayaniem, Klobaza
sovershil primechatel'nyj postupok: on vzyal svoj patent obratno "iz-za
nenadezhnosti processa".
Somnitel'naya pobeda
V nachale XX veka, posle togo kak bylo otkryto prevrashchenie radiya v
gelij, posledovateli alhimicheskogo iskusstva stali govorit' o triumfe
alhimii. Kogda po vsemu miru poshli sluhi ob otkrytii Mite, oni tak zhe
otozvalis' na eto. V 1925 godu poyavilas' kniga s mnogoznachitel'nym
zaglaviem: "Pobeda alhimii. Vnov' otkryta tajna, kak iz neblagorodnyh
metallov poluchit' nastoyashchee zoloto. Puteshestvie iz nochi v den'". Tajnyj
sovetnik Mite, mozhno bylo prochest' v nej, sdelal otkrytie, kotoroe
osushchestvilo nadezhdu, leleyavshuyusya v techenie stoletij. Net somnenij, chto iz
laboratornyh razrabotok rano ili pozdno vozniknet pribyl'noe proizvodstvo.
Najdennyj sposob prevrashcheniya rtuti v zoloto, a takzhe vse stavshie izvestnymi
prevrashcheniya radioaktivnyh elementov trebuyut sovershenno novoj orientacii
himicheskoj nauki. Doslovno v etom "boevike" bylo skazano: "segodnya uzhe
zanesen topor nad kornyami ortodoksal'noj teorii elementov Lavuaz'e, hotya
nikto eshche ne otvalilsya ego opustit'".
CHto zh, dlya "krizisa v himii" povoda ne bylo. Odnako prevrashchenie
elementov Mite, bezuslovno, dalo tolchok dlya vremennogo procvetaniya
alhimicheskogo ucheniya. To, chto eto kak raz sovpalo s "zolotymi dvadcatymi
godami", bylo, veroyatno, ne sluchajno. |ta novaya vspyshka alhimii imela i
sociologicheskie prichiny. Konechno, prosveshchennoe chelovechestvo vovse ne dumalo,
chto vozrozhdenie alhimicheskoj idejnoj makulatury povernet istoriyu vspyat' i
smozhet ostanovit' dal'nejshee razvitie nauki i obshchestva. Vse zhe obostrennye
politicheskie protivorechiya, neopredelennost' social'nogo polozheniya v
kapitalisticheskoj Germanii "zolotyh" let, rastushchaya bezrabotica v te vremena
mirovoj depressii i inflyacii, bezuslovno, podgotovili pochvu dlya sharlatanov,
obmanshchikov, rycarej udachi i prestupnikov, kotorye pytalis' obogatit'sya za
schet lzheucheniya alhimikov i obeshchali svoim zhertvam istinnye chudesa.
Beschislennye primery iz istorii vplot' do nedavnego vremeni dostatochno
horosho dokazyvayut, chto granicy mezhdu izgotovleniem zolota i prestupleniem
ochen' rasplyvchaty.
Poyavilsya na svet dazhe sobstvennyj pechatnyj organ, "Alhimicheskie
listki", pozdnee vysokoparno pereimenovannyj v "Arhiv alhimicheskih
issledovanij"; eto bylo vyzvano kratkovremennym vozrozhdeniem ucheniya
alhimikov v zolotye dvadcatye gody. V programme vnov' osnovannogo zhurnala
znachilos': "V nastoyashchee vremya bol'shaya chast' lyudej ohvachena staroj
alhimicheskoj ideej edinstva sily i materii, tesnoj vzaimosvyazi kosmicheskih i
zemnyh zakonov, vozmozhnosti konechnogo usovershenstvovaniya materii v vide
transmutacii neblagorodnogo v blagorodnoe". Svoim chitatelyam zhurnal obeshchal
"istinnye gory eshche ne otkrytyh zolotyh zeren staroj alhimicheskoj mudrosti".
Nezyblemoj cel'yu yavlyaetsya konechnoe poluchenie i fiksirovanie blagoslovennogo
filosofskogo kamnya.
V vypuskah zhurnala s 1927 po 1930 gody to i delo vspominalis' velikie
umy alhimii. Prezhde vsego, ZHolive Kastlo, osnovatel' i prezident
sushchestvuyushchego s 1896 goda alhimicheskogo obshchestva Societe alchimique de
France, avtor mnogochislennyh traktatov po tajnomu iskusstvu, pochitatel'
"blagorodnogo i nepriznannogo" Tiffro.
Kastlo vozobnovil opyty Tiffro. On ne pridaval nikakogo znacheniya
sovremennym metodam, ne hotel nichego znat' o razrushenii atoma: "|tot grubyj
metod, kotoryj ya by nazval anarhichnym, razrushaet materiyu, no ne dopuskaet
soedineniya vnov'". Odnako on veril v udivitel'noe dejstvie radioaktivnogo
izlucheniya i luchej Rentgena. Kastlo otkryl, chto esli na serebro
vozdejstvovat' radioaktivnym izlucheniem v techenie odnogo goda, to ono
prevrashchaetsya ne v zoloto, kak v svoe vremya nadeyalsya Ramzaj, a chastichno v
med'. Vot poistine -- transmutaciya v nepredvidennom napravlenii.
Francuz schitalsya takzhe otkryvatelem "allotropnogo zolota", modifikacii,
kotoruyu bespolezno iskat' v special'nyh himicheskih uchebnikah. Ona obrazuetsya
yakoby, esli zoloto i rtut' nagrevat' v techenie neskol'kih mesyacev v zakrytom
sosude -- po ispytannomu principu alhimikov: "postoyanno podderzhivaj ogon'".
Nesmotrya na 35-letnie staraniya, Kastlo ne smog dobit'sya oficial'noj
proverki svoego "revolyucioniziruyushchego" processa. Ob etom sozhalel
alhimicheskij zhurnal. Vse ataki Kastlo nauka libo ostavlyala bez vnimaniya,
libo otvechala ironicheskimi zamechaniyami. Izvestnye uchenye ego strany, sredi
nih Mariya Kyuri, voobshche ne otvetili na pis'ma Kastlo, kogda on obratilsya k
nim, chtoby uznat' mnenie o svoej rabote "La revolution
chimique[62]", poyavivshejsya v 1925 godu. Nauchnye zhurnaly tozhe
ignorirovali pozhelanie Kastlo o proverke ego opytov po transmutacii.
"Izvestnyj kastovyj duh universitetskih zapravil ne pozvolyaet im schitat'
polnocennymi raboty postoronnego lica, v osobennosti esli oni nahodyatsya v
protivorechii s akademicheskoj naukoj". Takimi gor'kimi slovami "Arhiv
alhimicheskih issledovanij" prokommentiroval etu neveroyatnuyu situaciyu.
Oskorblennyj velikimi lyud'mi nauki francuz obratilsya 13 aprelya 1927
goda k ostal'nomu miru: "Poluchenie zolota himicheskim putem. Process ZHolive
Kastlo. Vozzvanie k himikam vsego mira!" Kastlo predal glasnosti svoj sintez
zolota, razrabotannyj v techenie treh desyatiletij, i prizyval k
sotrudnichestvu s cel'yu "optimizacii" processa: "YA polagayu, chto imeyu otnyne v
rukah klyuch k regulyarnomu, dazhe k proizvodstvennomu, izgotovleniyu zolota".
Kastlo imel "uspeh". Na etot raz dazhe uvazhaemyj himicheskij zhurnal soobshchil ob
ego issledovaniyah. V "Annal' de shimi analitik" v vypuske No 10 za 1928 god
na stranicah s 285 po 287 imeetsya "poyasnenie": obrazovanie zolota po
processu Kastlo "ob®yasnyaetsya" iz sootnoshenij atomnyh mass i elektronov
ishodnyh elementov.
Pri bolee podrobnom oznakomlenii proslavlennyj v alhimicheskih krugah
process mes'e Kastlo okazalsya receptom, navernyaka uzhe oprobovannym ego
srednevekovymi predshestvennikami. Kastlo splavlyal serebro s olovom i
sul'fidami mysh'yaka i sur'my. Zatem special'nymi himicheskimi reakciyami on
yakoby dokazyval "obrazovanie" zolota. Poskol'ku eti chuvstvitel'nye reakcii
dejstvitel'no pokazyvali minimal'nye kolichestva zolota, poverim francuzu,
chto on obnaruzhil sledy... obogashchennogo im prirodnogo zolota.
Biografii bol'shinstva alhimikov yavlyalis', kak pravilo, cep'yu
razocharovanij,-- sozhaleli "Alhimicheskie listki".-- Udacha obychno izbegaet
teh, kto hochet vyrvat' u prirody tajnu zolota. V svoe vremya Avgust
Strindberg dushoj i telom otdalsya alhimii. Kogda on uzhe schital, chto nashel
bozhestvennuyu tajnu, on popal v tyazhelejshie finansovye zatrudneniya. U Kastlo
dela obstoyali ne luchshe. Svoimi opytami s radiem i rentgenovskimi luchami on
priobrel bolezn' glaz i pochti oslep. Pozhar unichtozhil ego dom, alhimicheskuyu
laboratoriyu i obshirnuyu biblioteku. Konechno, segodnya my schitaem, chto eto --
poterya ne dlya himicheskoj nauki, a skoree, dlya istorii kul'tury, kotoraya
stremitsya prosledit' istoriyu alhimii vplot' do nashih dnej.
180 himicheskih elementov
Verno setovali "Alhimicheskie listki", chto vseh, kto pochital svyatoe
remeslo alhimii, naposledok pokidala udacha. Kazalos' ponachalu, chto eto ne
mozhet otnosit'sya k alhimiku s naklonnostyami ugolovnika -- Francu Tauzendu,
figure naibolee yarkoj iz vsej korporacii. Tauzend sobral vokrug sebya celoe
skopishche pajshchikov - izvestnyh promyshlennikov, politikov, voennyh, znat'.
Pohozhe bylo, chto vsem, kto v gody shirokogo hozyajstvennogo krizisa delal
stavku na etogo udivitel'nogo cheloveka, soputstvuet volna udachi i
finansovogo vezeniya.
Tauzend, podmaster'e iz Bavarii, ostavil remeslo zhestyanshchika i oproboval
svoi vozmozhnosti v razlichnyh drugih "vidah iskusstva". Sleduya muzykal'nym
sklonnostyam, on nashel lak, kotoryj dolzhen byl pridat' skripkam zvuchanie
instrumentov starinnyh ital'yanskih masterov. Ego dikaya neobrazovannost' v
estestvennyh naukah privodila k sumasshedshim rezul'tatam: on pytalsya poluchat'
morfij iz povarennoj soli, proizvesti revolyuciyu v pererabotke stali,
rassylal preparaty protiv tli, yashchura i yazv u zhivotnyh, a takzhe
krovoostanavlivayushchee sredstvo. |ti tajnye sredstva on izgotovlyal v svoej
"laboratorii"-- ambare, na prinadlezhashchem emu uchastke v Obermencinge bliz
Myunhena. Vencom ego himicheskih izyskanij stala vse zhe izvestnaya knizhonka,
otpechatannaya im samim v 1922 godu: "180 elementov, ih atomnye vesa i
vklyuchenie v garmonicheski-periodicheskuyu sistemu".
Byvshij zhestyanshchik osnovatel'no perekroil klassicheskuyu sistemu elementov
i sozdal novuyu: "Kto ispol'zuet takoe razmeshchenie, srazu pojmet, chto
periodicheskaya sistema Mendeleeva ostavlena daleko pozadi". Tauzend
raspolozhil elementy po pravilam... ucheniya o garmonii i prishel k solidnomu
chislu -- 180 elementov. Vsego tol'ko sto iz nih predstoyalo eshche otkryt'.
Sredi nih bylo 12 elementov legche vodoroda, kotorye, odnako, "trudno
poluchit' na nashej planete". Osnovatel' novoj periodicheskoj sistemy vse zhe ne
otvazhilsya nazvat' odin iz novyh elementov v svoyu chest' -- k primeru,
tauzendium.
Tauzend posmeivalsya nad tradicionnym nazvaniem "element". Nauka
razlagala veshchestva, "poka ne doshla do mertvoj tochki i eta mertvaya tochka byla
nazvana elementom... Teper' himii pridetsya perestroit'sya". Tauzend dal
"edinstvenno pravil'noe" opredelenie elementa: tochno tak zhe, kak v uchenii o
garmonii, gde osnovnoj ton vmeste s terciej i kvintoj obrazuet akkord,
element garmonicheski sostavlen iz treh vidov veshchestva. V sootvetstvii s etim
mozhno poluchit' kazhdyj element, esli ovladet' zakonami garmonii. "Esli my
otkryvaem element v segodnyashnem smysle etogo slova,-- prodolzhal novyj
prorok,-- to nam prosto udalos' poluchit' garmonicheskoe sochetanie treh vidov
veshchestva, kotoroe sovpadaet s elementom".
Net smysla pytat'sya ponyat' eto lzheuchenie. Te, kto, interesuyas' naukoj,
v to vremya shvatili broshyuru, veroyatno, bystren'ko vybrosili ee v pechku. I
eto nesmotrya na nastojchivuyu rekomendaciyu ee avtora: "Himiki,
usovershenstvujte svoi poznaniya izucheniem razrabotannoj otnyne garmonicheskoj
himii. Postav'te na mesto staroj periodicheskoj sistemy
garmonicheski-periodicheskuyu sistemu! Garmoniya v himii yavlyaetsya osnovoj vseh
issledovanij".
Avtor ne skryval, kuda, sobstvenno, dolzhny privesti issledovaniya, dlya
kotoryh bavarskij zhestyanshchik sozdal "osnovy": cel'yu yavlyaetsya transmutaciya
elementov! Tysyacheletnie chayaniya, nadezhdy i mechty alhimikov teper' -- slava
Tauzendu!-- byli blizki k osushchestvleniyu. Tajnyj sovetnik Mite priobrel
ser'eznogo konkurenta.
Pervogo zhe najdennogo im partnera Tauzend ob®egoril na kruglen'kuyu
summu v 100 000 marok. "Proizvodstvennyj kapital" on ispol'zoval, chtoby
udovletvorit' svoe davnee stremlenie priobretat' pomest'ya. Bezo vsyakogo
razbora Tauzend skupal doma, pomest'ya, razvalivshiesya zamki, chtoby imi
spekulirovat' libo ispol'zovat' po svoej prihoti. Kogda u partnera stali
voznikat' nekotorye podozreniya, Tauzend soobshchil emu -- v aprele 1925 goda,
chto kak raz sejchas nachnetsya poluchenie zolota. Ne obratit'sya li k tol'ko chto
izbrannomu prezidentu rejha Gindenburgu s pros'boj stat' poruchitelem v
predpriyatii? Nashli posrednika, gosudarstvennogo sekretarya Majsnera -- shefa
prezidentskoj kancelyarii Gindenburga,-- kotoryj blagozhelatel'no otnessya k
idee; cherez nego byl najden v konce koncov drugoj predstavitel' dlya sozdaniya
bavarskoj "zolotoj kuhni"-- general Lyudendorf.
Izbranie Gindenburga oznachalo opasnyj povorot vpravo v politicheskom
razvitii Vejmarskoj respubliki. Lyudendorf, kak i Gindenburg, byl zheleznym
militaristom, i posle mirovoj vojny pravaya propaganda vydavala ego za
"nacional'nogo geroya". Posle neudavshegosya gitlerovskogo putcha 1923 goda, v
kotorom Lyudendorf prinimal nemaloe uchastie, general ispytal svoi vozmozhnosti
na parlamentskoj scene: s 1924 goda on yavlyalsya deputatom parlamenta ot
NSDAP[63]. Buduchi izdatelem fashistskogo listka "Fel'kisher kurir",
Lyudendorf ne vylezal iz dolgov. Teper' on iskal denezhnyh istochnikov dlya sebya
i nacional-socialistskogo dvizheniya, kotoroe uzhe otkryto propagandirovalo
svoi prestupnye celi, odnako ne nahodilo zhelannoj podderzhki, dazhe sredi
pravyh. V etoj situacii alhimik Tauzend pokazalsya "geroyu mirovoj vojny"
poslancem svyshe. Lyudendorfom byl naznachen ekspert, po special'nosti himik,
chtoby, prezhde vsego, podvergnut' process Tauzenda ekspertize. Na ego glazah
Tauzend iz rasplava svinca, k kotoromu on dobavil 3 g oksida zheleza (skazhem
prosto -- rzhavchiny), vse zhe poluchil 0,3 g zolota. Itak, pokazatel'naya
alhimicheskaya transmutaciya proshla na scene s uspehom, i ekspert s rveniem
dolozhil: "Gospodin general, delo vernoe!"
Kogda stali govorit', chto dazhe takoj chelovek, kak Lyudendorf, doveryaet
etomu Tauzendu, neskol'ko finansistov s gotovnost'yu predlozhili k uslugam
alhimika svoi denezhnye sredstva. S Lyudendorfom v kachestve poruchitelya Tauzend
osnoval "Obshchestvo 164". |to ne tajnyj shifr: v sisteme elementov Franca
Tauzenda zoloto imeet nomer 164. CHtoby ptichka ne uletela do togo, kak sneset
zolotye yajca, Lyudendorf zaklyuchil s Tauzendom chastnoe soglashenie: v
sootvetstvii s nim alhimik otkazyvalsya v pol'zu Lyudendorfa ot vsyakoj
realizacii svoego processa sinteza zolota. Tauzendu predostavlyali 5 % ot
pribyli. Akcionery i pajshchiki dolzhny byli poluchit' 12 %, assistenty -- 8 %.
"Nichtozhnyj" ostatok v 75 % Lyudendorf sobiralsya opustit' sebe v karman; "na
blago nemeckogo naroda" -- tak eto nazyvalos', inache govorya: dlya usileniya
partii nacional-socialistov. Sredi chlenov obshchestva byli takie krupnye
promyshlenniki, kak Manesman i SHeler, promyshlennye i finansovye vorotily
nemeckogo rejha, znat', kak, naprimer, knyaz'ya SHenburg-Val'denburg, no byli i
prostye lyudi iz naroda, kotorye doverchivo otdali v ruki Tauzenda svoi
sberezheniya. Zatem shla eshche celaya svora avantyuristov i rycarej udachi, voennyh,
fashistov. Bolee odnogo milliona marok doverili oni Francu Tauzendu,
"cheloveku s udivitel'nymi glazami Hrista", dlya ego alhimicheskih opytov.
"Obshchestvo 164", pereimenovannoe pozdnee v "Issledovatel'skoe obshchestvo
Tauzenda", osnovalo na eti den'gi laboratorii alhimikov po vsemu germanskomu
rejhu. Dlya maskirovki sluzhili strogie nazvaniya, kak, naprimer,
"Severogermanskoe predpriyatie splavov". Tauzend videl svoyu zadachu
preimushchestvenno v tom, chtoby puteshestvovat' ot filiala k filialu, zaklyuchat'
sdelki na pokupku zemel'nyh uchastkov i zamkov i provodit' peregovory "na
vysshem urovne". Naprimer, s predsedatelem soveta upravleniya kaznachejstva,
byvshim ministrom Lence; Tauzend hotel u nego uznat', kuda nadezhnee vsego v
budushchem pomestit' moshchnuyu produkciyu zolota so svoih fabrik.
Zatem on poehal v Italiyu, zavyazal svyazi s odnim iz sekretarej
fashistskogo diktatora Mussolini: Germaniya i Italiya stanut samymi moshchnymi
derzhavami mira blagodarya novomu processu polucheniya zolota. Byl poslan
predstavitel', chtoby ispytat' pochetnoe predlozhenie Tauzenda. K neschast'yu, on
okazalsya professorom himii. Diplomaticheskaya vstrecha sostoyalas' v zamke |ppau
"barona" Tauzenda v yuzhnom Tirole. Ital'yanskij himik nastoyal na probnom
opyte. Tauzend himichil, kak ego pokojnye predshestvenniki v dalekom
srednevekov'e. Odnako uchenyj, pochuyavshij obman, smog ego ulichit'. "Nevinnyj"
kusochek svinca, kotoryj Tauzend hotel dobavit' v rasplav v poslednij moment,
okazalsya splavom svinca s zolotom!
K nachalu 1929 goda "issledovatel'skoe obshchestvo" vynuzhdeno bylo priznat'
sebya nesostoyatel'nym. Rastracheno bylo bolee milliona zolotyh marok. Nikto
tolkom ne znal, kuda devalas' eta ogromnaya summa. Nerabotayushchie fabrichnye
ustanovki, zemel'nye uchastki dlya novyh masterskih, polurazrushennye zamki --
vse eto svidetel'stvovalo o rastochitel'stve Tauzenda. Vo vseh chastyah
Germanii doverivshiesya emu lyudi pred®yavlyali Tauzendu isk v obmane. Bezhavshego
zloumyshlennika nakonec zaderzhali v Italii. V kachestve podsledstvennogo on
byl perevezen v Milan.
Proshlo bolee 300 let s teh por -- s 1591 goda, kak na bavarskoj zemle
slushalsya process nad alhimikom. |to byl nekij Marko Bragadino, kotorogo
obezglavili pod simvolicheskoj viselicej iz zolotoj mishury. Kak-to slozhitsya
sud'ba Tauzenda?
Alhimik Tauzend dokazyvaet svoe iskusstvo
Poltora goda ostavalsya Tauzend v tyur'me kak podsledstvennyj poka
zakonchilos' zatyazhnoe rassledovanie i byli sostavleny akty predvaritel'nogo
sledstviya. Delo Tauzenda bylo delikatnym, ibo v nego byli vtyanuty
vliyatel'nye politiki i promyshlenniki.
Ne padaya duhom, prestupnik uporno uveryal v svoej nevinovnosti. On umeet
delat' zoloto, dazhe kilogrammami, i pust' emu snachala dokazhut, chto on ne
mozhet ego sdelat'. Sledovatel' i prokuror vyshli iz sebya. Ih terpenie bylo
nakonec ischerpano. Oni naznachili pokazatel'noe ispytanie. Pust' Tauzend
pokazhet, na chto on sposoben.
|to alhimicheskoe predstavlenie sostoyalos' v oktyabre 1929 goda na
glavnom monetnom dvore Myunhena v prisutstvii ego direktora neskol'kih
special'no proinstruktirovannyh policejskih, prokurora, sledovatelya, a takzhe
zashchitnika.
Tryuki zhulikovatyh alhimikov byli k tomu vremeni horosho izvestny, i vse
predohranitel'nye mery prinyaty. Kogda Tauzend pribyl na monetnyj dvor, ego
razdeli dogola, tshchatel'no osmotreli, nachinaya ot zubov do nogtej na nogah,
dazhe vyvorachivali veki. Odnako iskusnik dejstvitel'no sdelal zoloto! Iz
svincovoj proby vesom 1,67 g on vyplavil blestyashchij metallicheskij sharik,
kotoryj soderzhal, kak pokazali pozdnejshie analizy, 0,095 g chistogo zolota i
0,025 g serebra. Hotya eksperiment provodilsya v otsutstvie obshchestvennosti,
molva ob udachnoj transmutacii rasprostranilas' po gorodu s bystrotoj molnii.
Direktor monetnogo dvora pod natiskom reporterov, zaikayas', zayavil, chto u
nego navernyaka polegchalo by na serdce, esli by etogo sverkayushchego kusochka
zolota, sfabrikovannogo Tauzendom, vovse ne sushchestvovalo.
|kstrennymi soobshcheniyami na pervyh stranicah gazet pressa soobshchila o
sensacionnom rezul'tate opyta; bol'shimi bukvami byl napechatan zagolovok:
"Alhimik Tauzend dokazyvaet svoe iskusstvo". Gazeta "Drezdner nahrihten" 9
oktyabrya pisala: "Pered nami veshchestvennyj rezul'tat. |to oznachaet, chto najden
iskusnyj sposob delat' zoloto, esli tol'ko Tauzend ne sdelal lovkoj podmeny,
nesmotrya na vse prinyatye predohranitel'nye mery". Nahodchivyj zashchitnik
Tauzenda potreboval osvobozhdeniya ego iz zaklyucheniya, Odnako Verhovnyj sud
strany otklonil eto proshenie: Tauzend nahoditsya pod sledstviem, prezhde
vsego, za moshennichestvo. Ego ne sudyat, kak alhimika v srednie veka.
Osnovnoj process nachalsya tol'ko v yanvare 1931 goda. Ponyatno, chto
sudebnoe razbiratel'stvo vyzvalo bol'shoe vnimanie nemeckoj obshchestvennosti.
Gazety byli polny opisaniem afer bavarskogo zhulika. "CHtoby v dvadcatom veke
chelovek mog vymanivat' dobro u obrazovannyh lyudej pod tem predlogom, chto on
mozhet sdelat' zoloto, eto prosto ne ukladyvaetsya v golove,-- pisal sudebnyj
reporter gazety "Myunher nejste nahrihten".-- I vse zhe u nas dostatochno
dokazatel'stv togo, chto glupost' sushchestvovala vo vse vremena".
Vo vremya processa rech' poshla takzhe ob udachnom eksperimente na
myunhenskom monetnom dvore. Zashchita stroila na etom svoe opravdanie. Byli
zaslushany eksperty. Mnenie universitetskogo professora Gonigshmida iz
Myunhena, kotoryj provodil ekspertizu eshche s iskusstvennym zolotom tajnogo
sovetnika Mite, bylo kategorichnym. Nevozmozhno provesti prevrashchenie elementov
putem prostoj himicheskoj reakcii, kak eto praktikoval Tauzend. |togo mozhno
bylo by dostignut' tol'ko razrusheniem atomov, dlya chego potrebovalis' by
energii, kotorymi v nastoyashchee vremya ne raspolagaet nikto.
Tauzend i ego advokat nachali bylo poyasnyat', chto prevrashchenie elementov
vozmozhno na osnove "garmonicheski-periodicheskoj sistemy". Ne znakom li s nej
gospodin professor? Gonigshmid znal soderzhanie broshyury, znal i gospodina
avtora. Broshyura "180 elementov", otvetil on nevozmutimo, yavlyaetsya plodom
tvorchestva fantazera, polnogo neucha v oblasti estestvennyh nauk, kotoryj
pytaetsya izvlekat' novye premudrosti iz ustarevshih uchebnikov.
Prevrashchenie svinca v zoloto, kotoroe na pervyj vzglyad stol' ubeditel'no
prodemonstriroval Tauzend na monetnom dvore, tozhe poluchilo vo vremya processa
porazitel'noe ob®yasnenie. "Iskusstvennoe" zoloto v kolichestve 95 mg,
sostoyashchee na 80 % iz chistogo zolota i na 20 % iz serebra, vpolne moglo
obrazovat'sya... iz zolotogo pera avtoruchki. Dlya takih zolotyh per'ev kak raz
primenyali splav zolota s serebrom blizkogo sostava. Kogda prokuror uslyhal
eto, on prikazal nemedlenno dostavit' corpus delicti[64]. Odnako
avtoruchku Tauzenda s zolotym perom nigde ne smogli najti...
Sud priznal Franca Tauzenda vinovnym v mnogokratnom obmane. Ego
prigovorili k tyuremnomu zaklyucheniyu srokom na tri goda i vosem' mesyacev, s
uchetom sroka predvaritel'nogo zaklyucheniya. Prokuror treboval shesti let.
Advokat Tauzenda pytalsya po mere sil ubedit' sud v tom, chto vinovat ne
tol'ko ego podzashchitnyj: na samom dele -- tak vyrazilsya zashchitnik v svoej rechi
-- nado sudit' ne Tauzenda, a Lyudendorfa i drugih partijnyh bonz iz NSDAP, a
takzhe teh, kto daval Tauzendu kredit. Oni obozhestvlyali Tauzenda, imevshego
patologicheskie naklonnosti, poka tot v svoej fantazii i svoego roda manii
velichiya ne stal prinimat' sobstvennyj obman za chistuyu pravdu.
Glava 5
FANTASTICHESKIE |NERGII
Poslednie nedostayushchie elementy
Posle ustanovleniya zakona Mozli rentgenovskaya spektroskopiya stala
cennym vspomogatel'nym sredstvom pri poiskah eshche neizvestnyh elementov i dlya
ih klassifikacii. V nachale 20-h godov iz 92 elementov periodicheskoj sistemy
ne bylo obnaruzheno shest': 43-, 61-, 72-, 75-, 85- i 87-j. Ih poryadkovyj
nomer mozhno bylo vyvesti na osnove zakona Mozli, opredeliv chastotu
rentgenovskogo izlucheniya[65]. Blagodarya etomu stalo vozmozhnym
pomestit' eti elementy v sootvetstvuyushchie gruppy periodicheskoj sistemy i tem
samym predskazat' ih svojstva.
Odnako v otnoshenii 72-go elementa ne bylo edinogo mneniya. Nil's Bor na
osnovanii svoej atomnoj modeli prishel k zaklyucheniyu, chto sleduyushchie za
lantanom (elementom 57) chetyrnadcat' elementov dolzhny byt' trehvalentnymi,
ibo oni obladayut odinakovym chislom vneshnih elektronov. |to yavlyaetsya takzhe
prichinoj neobychajnogo shodstva lantanoidov, ili tak nazyvaemyh redkih
zemel'. Tol'ko nachinaya s elementa 72, chislo valentnyh elektronov, kak
obychno, budet uvelichivat'sya ot elementa k elementu na edinicu.
Sledovatel'no, 72-j element, kotoryj eshche ne byl izvesten, dolzhen imet'
chetyre vneshnih elektrona i byt' chetyrehvalentnym. Poskol'ku on -- analog
cirkoniya, ego sleduet iskat' v cirkonijsoderzhashchih mineralah. |lement 72 ni v
koem sluchae ne otnositsya k chislu redkozemel'nyh.
Drugie issledovateli priderzhivalis' protivopolozhnogo mneniya. Oni uzhe
davno bezuspeshno pytalis' vydelit' 72-j element iz mineralov, soderzhashchih
redkie zemli, i vse zhe neutomimo prodolzhali poiski. Francuzskij himik Urben
byl ubezhden, chto eshche v 1914 godu rentgenospektroskopicheskim putem obnaruzhil
redkozemel'nyj element 72, kotoryj byl nazvan im kel'tium. Norvezhskie
issledovateli takzhe davali zayavki na podobnye otkrytiya.
Kto byl prav? Tol'ko praktika mogla razreshit' spor. Polagayas' na teoriyu
Bora, himiki Heveshi i Koster, gostivshie v institute datskogo fizika, nachali
v 1922 godu poiski 72-go elementa v norvezhskih cirkonievyh mineralah. Uzhe v
pervoj frakcii veshchestva mozhno bylo rentgenospektroskopicheskim putem
obnaruzhit' iskomyj element. Vskore udalos' takzhe vydelit' ego analiticheski
vesomye kolichestva. Oba himika nazvali otkrytyj imi element gafnij. Tem
samym oni pochtili mesto raboty Bora, Kopengagen kotoryj po-latyni nazyvaetsya
Hafnia.
Gafnij byl poslednim nedostayushchim elementom s chetnym poryadkovym nomerom.
Soglasno pravilu, ustanovlennomu Harkinsom, takie elementy obychno bolee
rasprostraneny v prirode, chem ih nechetnye sosedi. Takim obrazom, dlya eshche ne
izvestnyh himicheskih elementov -- s poryadkovymi nomerami 43, 61, 75, 85 i 87
-- mozhno bylo predpolozhit', chto oni na Zemle sushchestvuyut tol'ko v vide sledov
ili voobshche ne sushchestvuyut, ibo v protivnom sluchae ih uzhe davno otkryli by.
Poetomu, kogda poyavilos' soobshchenie, chto obnaruzheny elementy 43 i 75,
imenovavshiesya takzhe ekamargancem i dvimargancem, eto stalo nauchnoj
sensaciej; ee rasprostraneniyu sposobstvovala, prezhde vsego, pressa. Na
zasedanii Prusskoj akademii nauk v Berline 11 iyunya 1925 goda himik Ida Takke
soobshchila ob udavshemsya otkrytii. Sovmestno so svoim budushchim suprugom
Val'terom Noddakom i issledovatelem O. Bergom ona vospol'zovalas' sposobom
obogashcheniya, osnovannym na himicheskoj prirode etih elementov. Byli snyaty
rentgenovskie spektry veshchestv, poluchennyh iz raznoobraznyh mineralov.
Nakonec pri pererabotke norvezhskogo minerala kolumbita issledovateli
natknulis' na sledy iskomyh elementov, kotorye oni stali nazyvat' mazurij
(43-j) i renij (75-j). Koncentraciya ih sostavlyala vsego lish'
10[-6]--10[-7] g.
CHerez neskol'ko dnej posle izvestiya ob otkrytii elementov 43 i 75
opytnyj analitik Vil'gel'm Prandtl' sdelal doklad na zasedanii himicheskogo
obshchestva v Myunhene. On nastojchivo predosteregal ot prezhdevremennyh zayavok na
otkrytiya. Prandtlyu ne udalos' najti eti ekamargancy ni v ukazannyh
mineralah, ni v peredannoj im probe veshchestva, kotoraya, po dannym
issledovatel'nicy, dolzhna byla soderzhat' ot 0,8 do 1,0 % reniya.
Situaciya stanovilas' neyasnoj. V eto vremya cheshskie issledovateli
Dolejchek i Gejrovskij zayavili, chto im udalos' obnaruzhit' 1 % 75-go elementa
v solyah marganca polyarograficheskim i spektroskopicheskim putem, i pri etom
ran'she, chem Ide Noddak. Londonskij himik Bryus takzhe sdelal zayavku na
otkrytie 75-go elementa. Po etomu povodu vyskazalsya sovetskij issledovatel'
O. E. Zvyagincev iz Instituta po izucheniyu platiny i drugih blagorodnyh
metallov AN SSSR, kotoryj somnevalsya v otkrytii: v platinovyh rudah
dvimarganca vovse net, vopreki mneniyu gospozhi Noddak. Ko vsemu tomu
poyavilos' eshche soobshchenie anglichanina Loringa ob udavshihsya "sintezah"
elementov 43 i 75 v rentgenovskoj trubke. Alhimicheskie predstavleniya sygrali
pri etom nemaluyu rol', ibo Loring sinteziroval element 43 iz kaliya i nikelya,
a element 75 -- iz svinca i molibdena. Takie alhimicheskie opyty naukoj ne
prinimalis' vser'ez. Vse drugie vyskazyvaniya sledovalo uchest'.
Ida Noddak zashchishchalas' ot obvinenij ves'ma temperamentno, poskol'ku byla
zatronuta ee chest' issledovatelya. Bryus imel delo ne so sledami elementa, a
lish' s margancem, zagryaznennym zhelezom,-- uveryala ona.-- CHto kasaetsya
Gejrovskogo i Dolejcheka, to proverka ih opytov ne daet nikakih ukazanij na
novyj element. Spektral'nye linii, nablyudavshiesya chehami, mogli prinadlezhat'
rtuti i talliyu, a ne 75-mu elementu.
Teper' o Prandtle. CHeta Noddak schitala udivitel'nym, chto gospodin
Prandtl' ne obnaruzhil reniya. V peredannom emu veshchestve soderzhalis' takzhe
uran i niobij -- v kolichestvah desyatikratnyh po sravneniyu s elementom 75.
Dazhe eti elementy Prandtl' ne smog obnaruzhit'. "My gotovy,-- snishoditel'no
ob®yavili oni,-- poslat' Prandtlyu novyj preparat, esli on mozhet udostoverit',
chto ego spektrograf sposoben ulovit' soderzhanie v neskol'ko procentov". |to
malo taktichnoe zamechanie vyzvalo u starogo himika chrezvychajnoe razdrazhenie:
bolee 25 let rabotal on s redkimi i rasseyannymi elementami. "YA mogu bez
preuvelicheniya skazat', chto v oblasti preparativnoj neorganicheskoj himii
raspolagayu nesravnenno bol'shim opytom. Na osnovanii etogo opyta ya dolzhen s
sozhaleniem otmetit', chto metody, s pomoshch'yu kotoryh V. i I. Noddak hotyat
vydelit' oba ekamarganca iz mineralov, nehoroshi ...".
Spor dlilsya neskol'ko let, do teh por, poka Ida i Val'ter Noddak v
oktyabre 1929 goda ne soobshchili o vydelenii imi v celom 1 g reniya. Oni
poluchili eto kolichestvo iz 600 kg minerala molibdenovogo bleska i dokazali
chistotu novogo elementa spektral'nymi metodami. Tem samym kletka s
poryadkovym nomerom 75 v periodicheskoj sisteme okazalas' zanyatoj. CHto
kasaetsya sud'by elementa 43, to ona ostalas' pokrytoj zavesoj molchaniya.
Rano trubit' pobedu
S ne men'shimi boyami shli himiki k otkrytiyu 61-go elementa. Ponevole
sprosish', vsegda li poiski poslednih nedostayushchih elementov dolzhny vyzyvat'
ssory i spory mezhdu uchenymi mira?
Vil'gel'm Prandtl' bezuspeshno pytalsya vydelit' redkozemel'nyj element
61 iz neodimovoj (60-j element) i samarievoj (62-j element) frakcij
prirodnyh ittrievyh zemel'. Emu ne udalos' obnaruzhit' ego dazhe
rentgenospektral'nym metodom. CHerez dva goda, v marte 1926 goda,
amerikanskie himiki Gopkins, Intema i Garris iz Illinojskogo universiteta
soobshchili, chto obnaruzhili etot redkozemel'nyj element spektral'nym analizom.
Oni nashli 61-j element tam, gde ego tshchetno iskal Prandtl' -- v monacitovyh
ostatkah vydelennoj neodimovo-samarievoj frakcii. Novyj element oni
predlozhili nazvat' illinij.
Prandtl' srazu vyskazal somnenie. Odni tol'ko spektral'nye linii nichego
ne dokazyvayut, k tomu zhe eti linii, polagal on, navernyaka proishodyat ot
zagryaznenij. Garris, Intema i Gopkins ne dali eshche ni odnogo obosnovannogo
dokazatel'stva otkrytiya 61-go elementa.
Soobshchenie amerikancev vyzvalo vystuplenie ital'yancev Rolla i Fernandesa
iz Himicheskogo instituta Florentijskogo universiteta: 61-j element byl imi
obnaruzhen eshche v iyune 1924 goda rentgenospektral'nym putem v brazil'skom
monacitovom peske i nazvan florentiem.
S polnym osnovaniem vse zahoteli uznat', v kakom zhurnale opublikovano
eto soobshchenie. Ital'yancy smushchenno priznalis', chto ih eshche ne sovsem polnyj
issledovatel'skij otchet nahoditsya v zapechatannom konverte v Akademii nauk v
Rime. Amerikancy kommentirovali takoe ob®yasnenie s neskryvaemoj nasmeshkoj.
Esli eto dejstvitel'no tak, to oni so vsem pochteniem hoteli by ukazat' na
to, chto eshche v 1922 godu amerikanskie uchenye otkryli neizvestnye linii v
spektre redkozemel'nyh elementov i otnesli ih k nedostayushchemu 61-mu elementu.
Sledovatel'no, v lyubom sluchae prioritet, a takzhe pravo naimenovaniya
nahodyatsya na ih storone.
Esli prosmotret' nauchnye zhurnaly za 1926--1928 gody, to mozhno tol'ko
udivlyat'sya, s kakim uporstvom provodilsya etot nauchnyj boj za pervenstvo v
otkrytii 61-go elementa. Oba lagerya nahodili podderzhku izvne. Do poslednego
vremeni ne bylo edinstva v voprose, komu, sobstvenno, prinadlezhit prioritet;
kak zhe nazyvat' vnov' otkrytyj element, kotoryj nikto eshche vovse i v rukah ne
derzhal: illinij ili florentij?
Samuyu umnuyu mysl' v etom spore vyskazal Vil'gel'm Prandtl' v yanvare
1927 goda: "Vidimo, k koncu periodicheskoj sistemy okolo 93-go nomera
obrazuyutsya neustojchivye konfiguracii; oni dayut o sebe znat' eshche v bolee
rannih periodah, a imenno: u nomera 43, zatem u 43+18 = 61 i, nakonec,
okonchatel'no u 43+18+32 = 93". Drugimi slovami, Prandtl' schital, chto
elementy s nomerami 43, 61 i 93 voobshche ne dolzhny sushchestvovat'.
Ne bolee mirno proishodilo otkrytie elementov 85 (ekaceziya) i 87
(ekaioda). S 1930 po 1932 gody Allison, Merfi i Bishop iz Alabamskogo
politehnicheskogo instituta (SSHA) ne edinozhdy zayavlyali, chto oni obnaruzhili
element 85 -- alabamij i element 87 -- virginij v morskoj vode, v
estestvennyh solyanyh zalezhah, a takzhe v mineralah, soderzhashchih cezij i slyudu.
S pomoshch'yu kakogo-to magnito-opticheskogo metoda issledovatelyam, po-vidimomu,
udalos' provesti obogashchenie vody etimi elementami.
Nauchnaya cennost' takogo novogo metoda analiza goryacho osparivalas'
drugimi uchenymi -- amerikancami Papis i Vajnerom iz Kornuel'skogo
universiteta (Itaka); oni polagali, chto sami poluchili element 87. Syuda nado
prichislit' takzhe nekuyu Hulubaj iz Rumynii, kotoraya hotela nazvat' otkrytyj
eyu element 87 moldaviem.
N'yuton Frend iz Birmingema special'no sovershil poezdku na Mertvoe more,
chtoby zanyat'sya poiskami elementov 85 i 87. Neobychajno vysokaya koncentraciya
solej v etom vnutrennem more dolzhna byla, po ego mneniyu, otkryvat' osobenno
blagopriyatnye vozmozhnosti. Predstavleniya o tom, chto ekacezij, otnosyashchijsya k
shchelochnym metallam, sleduet iskat' v morskoj vode, byli logichnymi, esli
uchest' blizkoe rodstvo 85-go elementa s ceziem, kaliem, natriem. V 1932 godu
v zhurnale "Kemikl n'yus" svoyu leptu v etot vopros vnes nekij Stivenson. On
nakonec uznal, gde v Mirovom okeane sleduet iskat' ekacezij: vo vpadine
Mindanao na glubine okolo 10 000 m. Kto reshitsya na takuyu ekskursiyu?
Vopreki vsem staraniyam issledovatelej, kletki 43, 61, 85 i 87
periodicheskoj sistemy ostavalis' pustymi. Renij byl prakticheski poslednim
elementom, kotoryj smogli himicheski vydelit' klassicheskim putem v
dostatochnom kolichestve, hotya i posle trudoemkih operacij.
Ot drugih nedostayushchih elementov mozhno bylo uvidet' lish' "teni" v vide
rentgenovskih spektral'nyh linij. Pri etom ne bylo dazhe uverennosti, chto oni
otnosilis' imenno k iskomym elementam. Takuyu neudachu ob®yasnyali tem, chto
elementov 43, 61, 85 i 87 teper' uzhe ne sushchestvuet. Navernyaka oni raspalis'
za te 4,6 milliardov let, chto sushchestvuet Zemlya. Vo vsyakom sluchae, eto
sledovalo predpolozhit' po otnosheniyu k elementam 85 i 87, tak kak oni v
periodicheskoj sisteme dolzhny raspolagat'sya ryadom s radioaktivnymi
elementami.
Snaryad bez zaryada
So vremeni prevrashcheniya azota v kislorod pri pomoshchi al'fa-izlucheniya v
1919 godu vse tverdo uverovali v to, chto yadernaya fizika yavlyaetsya klyuchom ko
vseobshchemu prevrashcheniyu elementov. Odnako vsled za nadezhdoj, chto metodom
Rezerforda mozhno postepenno prevratit' ili rasshchepit' vse atomy s pomoshch'yu
al'fa-luchej s dostatochno bol'shoj energiej, uchenyh postiglo razocharovanie. Za
desyat' let posle pervogo udachnogo eksperimenta smogli podvergnut'
bombardirovke edva lish' dyuzhinu elementov, da i to samyh legkih. V sluchae
tyazhelyh elementov v massivnoe yadro atoma ne mogli proniknut' dazhe
al'fa-chasticy s maksimal'noj energiej v 9 megaeletronvol't (MeV). Oni
otklonyalis' bol'shim odnoimennym zaryadom yadra, ne pridya s nim v
soprikosnovenie. Tem samym byla utrachena vsyakaya nadezhda na prevrashchenie rtuti
s pomoshch'yu al'fa-chastic v sosednee zoloto. Vyhod dumali najti v ispol'zovanii
takih snaryadov, kak protony (yadra atoma vodoroda). Konechno, dlya etogo
neobhodimo iskusstvenno uskorit' etu chasticu do stol' zhe vysokih energii,
kakimi obladali al'fa-chasticy. Otkuda zhe vzyat' takie gigantskie energii? Dlya
etoj celi sledovalo by poluchit' i ispol'zovat' napryazhenie v neskol'ko
millionov vol't -- tehnika, kotoroj togda eshche ne ovladeli.
Perelom proizoshel v 1930 godu. Amerikanskie fiziki v Vashingtone
skonstruirovali transformator na 3 megavol'ta (MB) i s ego pomoshch'yu uskorili
protony do energii v 1 MeV. CHerez god Van-der-Graaf v Prinstonskom
universitete postroil svoj pervyj generator na 1,5 MeV, nazvannyj pozdnee
ego imenem.
|rnest Lourens i ego sotrudniki iz universiteta v Berkli v konce koncov
nashli sovershenno novyj put': iskusnym priemom, s pomoshch'yu bol'shih
elektromagnitov v pole vysokogo napryazheniya, Lourens zastavil chasticy mchat'sya
po spirali. Takim sposobom mozhno bylo postepenno uskorit' chasticy do vysokih
energij. |to byla novaya ustanovka -- ciklotron. Posredstvom takogo
uskoritelya chastic mozhno bylo dostich' intensivnostej izlucheniya, kotorye
teoreticheski ekvivalentny neskol'kim kilogrammam radiya. Byl sdelan moshchnyj
shag vpered, ibo chelovechestvo nikogda ne smoglo by poluchit' stol'
znachitel'nyh kolichestv radiya.
V konce 1931 goda Lourens s pomoshch'yu svoego ciklotrona dostig moshchnosti 1
MeV, cherez god -- uzhe 5 MeV. V nastoyashchee vremya moshchnost' sovremennyh
uskoritelej chastic izmeryayut v gigaelektronvol'tah (GeV), to est' v
milliardah elektronvol't. Po sravneniyu s pervymi uskoritelyami segodnyashnie
moshchnejshie agregaty s ih kilometrovymi putyami probega chastic vyglyadyat
gigantami.
Uchenikam Rezerforda, Kokroftu i Uoltonu, v 1932 godu udalos' provesti
pervoe yadernoe prevrashchenie s pomoshch'yu iskusstvenno razognannyh protonov:
mishen'yu sluzhilo yadro atoma litiya -- samogo legkogo elementa posle vodoroda i
geliya. Putem takogo obstrela litij prevratilsya v gelij. Sovetskie
fiziki-atomshchiki I. V. Kurchatov i N. N. Sinel'nikov, kotorye vskore posle
kembridzhskih uchenyh i nezavisimo ot nih obnaruzhili tu zhe reakciyu, pervymi
dali veroyatnoe ob®yasnenie processa. Sensacionnaya pressa videla v
"razrushenii" litiya dal'nejshij shag k podchineniyu atomnyh sil cheloveku i
svyazyvala s etim samye otvazhnye fantazii: boevoj korabl' s neskol'kimi
grammami litiya v kachestve topliva smozhet peresech' Atlantiku... Zamet'te,
voennyj korabl', a ne torgovoe sudno bylo pervym primerom v ocenke atomnoj
energii. Specialisty rassmatrivali etot eksperiment gorazdo bolee trezvo.
Prevrashchenie atoma litiya idet s nichtozhnym vyhodom. Nuzhno uskorit' milliony
protonov, chtoby proizoshlo odno-edinstvennoe stolknovenie.
K ispytannym snaryadam, bombardirovavshim atomnoe yadro,-- al'fa-chasticam
(yadram atoma geliya), protonam (yadram atoma vodoroda) -- k nachalu 1932 goda
prisoedinilsya eshche odin: dejtron. |to -- yadro tyazhelogo izotopa vodoroda,
kotoroe obladaet massoj, ravnoj udvoennoj masse protona. V tom zhe godu v
kosmicheskom izluchenii na bol'shoj vysote byl otkryt pozitron, okazavshijsya
polozhitel'no zaryazhennoj chasticej -- antichasticej otricatel'nogo elektrona.
Vskore etu novuyu elementarnuyu chasticu udalos' takzhe obnaruzhit' pri zemnyh
radioaktivnyh processah. Kogda v 1932 godu uchenik Rezerforda, Dzhejms CHedvik,
otkryl eshche odnu, do toj pory neizvestnuyu, chasticu -- nejtron, to etot god v
nauchnyh krugah stali spravedlivo nazyvat' annus mirabilis -- godom chudes.
CHedvik obnaruzhil chasticu, ne imeyushchuyu zaryada, s massoj, ravnoj masse
protona, kak sostavnuyu chast' tak nazyvaemogo berillievogo izlucheniya. |ti
pronikayushchie luchi, sostoyashchie iz nejtronov, byli otkryty v 1930 godu pri
bombardirovke berilliya al'fa-chasticami Dolgoe vremya schitalis' zhestkim
gamma-izlucheniem. Zatem udalos' pokazat', chto berillievoe izluchenie na samom
dele sostoit iz gamma-luchej i potoka nejtronov.
S otkrytiem nejtrona srazu razreshalis' te principial'nye trudnosti, s
kotorymi dlya teoretikov bylo svyazano istolkovanie atomnyh yader. Do etogo
sushchestvovalo vozzrenie, chto yadro atoma sostoit iz protonov i elektronov.
Takoe predstavlenie tailo v sebe trudno razreshimye protivorechiya. Krome togo,
ono ne davalo ob®yasneniya, pochemu pri odinakovom zaryade yadra izotopy odnogo i
togo zhe elementa obladayut razlichnoj massoj. V 1932 godu sovetskij fizik D.D.
Ivanenko, a vskore posle etogo Verner Gejzenberg -- odin iz osnovatelej
kvantovoj mehaniki -- nezavisimo drug ot druga prishli k vyvodu: yadra atomov
sostoyat iz protonov i nejtronov. Razlichie mass izotopov ob®yasnyalos' bol'shim
ili men'shim chislom nejtronov.
Poyavilas' nadezhda, chto s otkrytiem nejtrona najden snaryad, kotoryj --
imenno potomu chto byl "ne zaryazhennym"-- smozhet proniknut' v ustojchivuyu
krepost' yader tyazhelyh atomov. Byt' mozhet, teper' i tyazhelyj element -- rtut'
mozhno budet prevratit' v sosednij element -- zoloto?
V svoem trude "The interpretation of the atom[66]" v 1932
godu Frederik Soddi pervym vyskazalsya po povodu fundamental'noj roli
nejtrona kak neocenimogo novogo snaryada dlya prevrashcheniya atomov, byt' mozhet,
dazhe ih deleniya. Odnako vse eshche ostavalsya otkrytym odin vopros: kak eto
osushchestvit'?
Iskusstvennaya radioaktivnost'
V nachale 30-h godov kazalos', chto lyubimoe zanyatie mnogih issledovatelej
atoma -- poiski novyh produktov raspada -- uzhe ne mozhet dat' nichego novogo.
Takie issledovaniya provodilis' s chisto kriminalisticheskim chut'em. Teper' ryad
estestvennyh radioaktivnyh elementov okazalsya polnym. Nichego ne menyalo i to
obstoyatel'stvo, chto sushchestvovanie pervogo chlena ryada aktiniya, aktinourana
bylo do sih por lish' gipoteticheskim. Issledovatelyam atoma i ne snilos', chto
mozhno budet otyskat' eshche neizvestnye radioaktivnye elementy.
V eto vremya mezhdu specialistami voznikli ochen' interesnye spory, a
imenno po povodu elementa s poryadkovym nomerom 93. Takogo elementa voobshche ne
dolzhno bylo sushchestvovat' na Zemle. Uran, posle togo kak on byl pomeshchen
Mendeleevym v periodicheskuyu sistemu, byl priznan samym poslednim iz 92-h
elementov. Tak polagali vse.
Odnako nekotorye uchenye ne mogli rasstat'sya s mysl'yu, chto chislo
elementov, vozmozhno, prevyshaet 92. Kogda-to, v 1922 godu, Nil's Bor
razmyshlyal o vozmozhnosti sushchestvovaniya blagorodnogo gaza s poryadkovym nomerom
118 -- kak eto vytekalo iz ego teorii spektrov i stroeniya atoma. Mnogim
specialistam takie predstavleniya kazalis' pustym teoretizirovaniem.
V aprele 1934 goda Ida Noddak bol'shim soobshcheniem "Periodicheskaya sistema
elementov i ee pustye kletki" probudila novyj interes k etoj probleme. V
doklade, kotoryj byl opublikovan v zhurnale "Angevandte hemi" 19 maya 1934
goda, ona stavila provokacionnyj vopros: pochemu periodicheskaya sistema vdrug
obryvaetsya posle urana? V sostavlennoj eyu tablice ona demonstrativno
ostavlyala nezanyatye mesta ot 93 do 96 dlya elementov, kotorye eshche predstoyalo
otkryt'. Takoj shag ona obosnovyvala ves'ma optimistichno: "Nam kazhetsya
vozmozhnym, chto elementy, sleduyushchie za uranom, tak nazyvaemye transurany, s
vozrastaniem poryadkovogo nomera stanovyatsya vse menee zhiznesposobnymi, a
potomu vse bolee redkimi. Odnako stoyashchie za uranom chetnye elementy 94 i 96
mogli by byt' polucheny segodnyashnimi sredstvami...; sleduet ozhidat', chto kak
raz v etom meste sistemy poyavyatsya nekotorye neozhidannosti".
Dejstvitel'no, takie neozhidannosti ne zastavili sebya dolgo zhdat'. Uzhe v
nachale 1934 goda Iren Kyuri, doch' Marii Kyuri, vmeste so svoim suprugom.
Frederikom ZHolio, sdelala otkrytie, porazivshee specialistov. Im udalos'
obnaruzhit' "novyj tip radioaktivnosti". Tak nazyvalos' ih soobshchenie v
"Otchetah Parizhskoj akademii nauk" ot 15 yanvarya. CHto zhe krylos' za etim
zagolovkom?
Oba issledovatelya bombardirovali alyuminievuyu fol'gu al'fa-chasticami;
pri etom obnaruzhilas' otchetlivaya radioaktivnost' alyuminiya, kotoraya
sohranyalas' takzhe posle udaleniya istochnika izlucheniya. Takoj effekt nikto
nikogda ne nablyudal. Otdel'nye atomy alyuminiya posle vozdejstviya al'fa-chastic
prevratilis' v radioaktivnyj fosfor (R*). |tim novym metodom mozhno bylo
iskusstvenno vyzvat' radioaktivnost'. To, chto Stefaniya Maracineanu oshibochno
iskala na svincovyh kryshah, stalo faktom: dlya legkih elementov -- poka
tol'ko dlya nih -- mozhno iskusstvenno inducirovat' radioaktivnost':
[27]Al + [4]He = [30]P + n
Radioaktivnyj fosfor raspadaetsya do ustojchivogo izotopa kremniya s
vydeleniem pozitrona:
[30]P = [30]Si + e[+]
Issledovatelyam atoma, etim "alhimikam XX veka", vnov' udalos'
osushchestvit' porazitel'noe prevrashchenie elementov. Iskusstvennym putem
prinudit' veshchestva k radioaktivnomu raspadu -- eto bylo, bezuslovno, novym
bol'shim shagom na puti k gigantskim zapasam energii atomnogo yadra.
|nriko Fermi iz Fizicheskogo instituta Rimskogo universiteta, novaya
zvezda v mezhdunarodnom semejstve issledovatelej atoma, zainteresovalsya
otkrytiem iskusstvennoj radioaktivnosti i nachal sistematicheski obstrelivat'
nejtronami odin element za drugim. Molodoj fizik nadeyalsya, chto takim putem,
a ne tol'ko s pomoshch'yu al'fa-chastic emu udastsya vyzvat' iskusstvennuyu
radioaktivnost'.
Fermi i ego kollegi d'Agostino, Segre, Amal'di i Rozetti podoshli k etim
opytam strogo metodicheski. Oni nachali s elementa 1, vodoroda, i podvergli
ego vozdejstviyu potoka nejtronov. Posle togo kak byl ubran istochnik
nejtronov -- zapayannaya trubka s emanaciej radiya i poroshkom berilliya, uchenye
ispytali obluchennyj element na radioaktivnost'. Dlya etogo byl ispol'zovan
schetchik ih sobstvennoj konstrukcii, rabotavshij po principu schetchika Gejgera
-- Myullera, izvestnogo s 1928 goda. Fermi vbil sebe v golovu ispytat' vse
elementy periodicheskoj sistemy vplot' do urana. Otkuda zhe vzyat' nuzhnye
veshchestva? Fizikam potrebovalos' nekotoroe vremya dlya togo, chtoby obyskat'
zapylivshiesya polki institutov, himicheskih magazinov i aptek i najti vse, chto
im trebovalos'.
Mnogie sotrudniki Rimskogo universiteta nahodili povedenie molodyh
fizikov ochen' zabavnym: Fermi i ego druz'ya po okonchanii oblucheniya mchalis',
kak oderzhimye, po dlinnym koridoram instituta, chtoby ispytat' svoi preparaty
v pomeshchenii, ne zarazhennom radioaktivnost'yu. Ved' moglo tak sluchit'sya, chto
obrazovalsya korotkozhivushchij radioaktivnyj element s periodom poluraspada v
neskol'ko sekund. Potom obychno mozhno bylo videt', kak oni medlenno
vozvrashchalis' s razocharovannymi licami. Dlya pervyh vos'mi elementov fiziki ne
smogli obnaruzhit' nikakoj iskusstvennoj radioaktivnosti. Odnako na devyatom
elemente, ftore, schetchik vdrug zashchelkal. Vskore ital'yancy ustanovili, chto
obluchenie nejtronami aktiviziruet mnogie elementy. CHashche vsego poslednie
izluchali beta-luchi i prevrashchalis' pri etom v atomy sleduyushchego elementa.
Fermi otkryl "radioaktivnost', inducirovannuyu bombardirovkoj nejtronami".
Tak nazval on stat'yu, napisannuyu 10 aprelya i opublikovannuyu v mae 1934 goda
v zhurnale "Nejchur",
Spor vokrug devyanosto tret'ego elementa
Interesnyh rezul'tatov |nriko Fermi ozhidal dlya poslednego elementa
periodicheskoj sistemy. Uran yavlyaetsya samym tyazhelym elementom, vstrechayushchimsya
na Zemle. YAdro etogo atoma sostoit iz 92 protonov i 146 nejtronov.
Otnositel'naya atomnaya massa v rezul'tate sostavlyaet 238, tochnee, dlya izotopa
[238]U. Uzhe togda predpolagali, chto uran sostoit ne tol'ko iz
etogo izotopa. Naprimer, gipoteticheskij aktinouran dolzhen byl byt' legche.
Odnako s pomoshch'yu mass-spektrografa Astona v to vremya ne udavalos' najti
drugie izotopy urana, krome [238]U.
Vopros ob aktinourane byl razreshen odnoznachno tol'ko togda, kogda
amerikanskij fizik Artur Dempster iz CHikagskogo universiteta v dekabre 1934
goda ispol'zoval novyj istochnik ionov dlya mass-spektrografa povyshennoj
razreshayushchej sposobnosti. V 1935 godu Dempster vnes yasnost' v vopros ob
izotopnom sostave urana: krome izvestnoj chetkoj linii, dlya [238]U
on nashel eshche slabuyu liniyu dlya [235]U -- iskomogo aktinourana.
Segodnya my znaem, chto prirodnyj uran na 99,27 % sostoit iz
[238]U, na 0,72 % -- iz [235]U i na 0,005 % -- iz
[234]U.
Kogda v Fizicheskom institute Rimskogo universiteta v seredine 1934 goda
molodoj Fermi nachal bombardirovat' uran nejtronami, on, konechno, ishodil
tol'ko iz sushchestvovaniya [238]U. Esli by, kak polagal Fermi,
udalos' vnedrit' v yadro eshche odin nejtron, to po uravneniyu
[238]U + n = [239]U
obrazovalsya by radioaktivnyj izotop s massovym chislom 239 i -- v sluchae
ego dal'nejshego beta-raspada -- element s zaryadom yadra 93:
[239]U = [239]X + e-
Takogo veshchestva na Zemle eshche ne bylo! Perspektiva otkrytiya etogo
elementa voodushevlyala. Ona oznachala proniknovenie v neizvestnuyu oblast'
materii, do teh por polnost'yu sokrytuyu ot chelovecheskih predstavlenij.
Shodnoe chuvstvo dolzhno bylo v prezhnie vremena ohvatyvat' krugosvetnyh
moreplavatelej, kogda oni puskalis' v ekspedicii dlya otkrytiya novyh stran i
kontinentov i obnaruzheniya ih bogatstv.
Voodushevleniyu ital'yancev ne bylo granic, kogda s pervym zhe opytom
prishla udacha: obluchennyj uran okazalsya sil'no radioaktivnym i, kak
predpolagalos', ispuskal beta-luchi. Issledovaniya pokazali, chto produkty
radioaktivnogo raspada ne identichny s sosednimi elementami urana. Takoe
obnaruzhenie mozhno bylo provesti ochen' izyashchno. Pri himicheskom analize
trebovalos' tol'ko dobavit' soedinenie predpolagaemogo elementa, skazhem,
soli toriya. Posle obychnoj himicheskoj pererabotki i razdeleniya aktivnost'
neizvestnogo produkta prevrashcheniya libo obnaruzhivalas' snova v torievoj
frakcii -- i togda eto byl izotop toriya,-- libo ee ne bylo. V poslednem
sluchae raz®yasneniya mogli dat' dal'nejshie himicheskie opyty s dobavleniem
drugih elementov ili ih soedinenij. Takie himicheskie identifikacii chasto i s
bol'shoj tochnost'yu provodili v to vremya Otto Han, Liza Mejtner i Fric
SHtrasman.
Pri povtorenii svoih opytov Fermi ne nashel nikakih ukazanij na to, chto
iz urana, obluchennogo nejtronami, obrazovalis' kakie-libo izotopy izvestnyh
sosednih elementov, takie, kak protaktinij, torij, aktinij, radij. Ishodya iz
etogo, novyj vid radioaktivnyh atomov dolzhen byl prinadlezhat' elementam,
nahodyashchimsya po druguyu storonu urana -- transuranam! Po mneniyu Fermi,
osobenno pravomernym bylo pripisat' obrazovavshijsya radioaktivnyj osadok s
periodom poluraspada 13 min novomu, 93-mu, elementu. Nesmotrya na eto, Fermi
dal ochen' ostorozhnoe nazvanie svoemu otchetu, opublikovannomu v zhurnale
"Nejchur" 16 iyunya 1934 goda: "Vozmozhnoe poluchenie elementov s atomnym
nomerom, prevyshayushchim 92". Poetomu, kogda ital'yanskaya pechat' nachala vo vse
gorlo krichat' o dokazannom poluchenii 93-go elementa i gromoglasno prichislila
eti uspehi k "pobedam fashistov v oblasti kul'tury", eto ne moglo ne zadet'
Fermi i ego kolleg.
Ital'yanskie fiziki otkryli v svoih rabotah porazitel'nyj effekt:
radioaktivnost', inducirovannaya nejtronami, vdrug usilivalas' vo mnogo raz,
esli nejtrony predvaritel'no propuskali cherez sloj parafina. Parafin
yavlyaetsya smes'yu uglevodorodov. Na svoem puti cherez kusok parafina nejtrony
vstrechali bol'shoe chislo atomov vodoroda toj zhe massy. V rezul'tate
stolknovenij nejtrony peredavali atomam vodoroda chast' energii, otklonyalis'
ot pryamolinejnogo puti i priobretali zigzagoobraznuyu traektoriyu. Peredavaya
chast' energii, oni tormozilis'. Takim obrazom, nejtrony pokidali parafin so
znachitel'no men'shimi skorostyami, chem vhodili nego. Takie zamedlennye, ili
teplovye, nejtrony vyzyvayut prevrashcheniya atomov s gorazdo bol'shej
veroyatnost'yu, chem bystrye, kotorye chasto proskakivayut mimo celi.
Fermi razmyshlyal dalee... S pomoshch'yu etogo metoda mozhno budet v blizhajshem
budushchem iskusstvenno poluchat' novye radioaktivnye elementy. Byt' mozhet, dazhe
v takih kolichestvah, chto oni smogli by zamenit' estestvennye radioaktivnye
veshchestva, kotorye vse bol'she dorozhayut. Otkrytie priobretalo kommercheskoe
napravlenie, chto zastavilo Fermi i ego sotrudnikov 26 oktyabrya 1934 goda
podat' zayavku na patent po iskusstvennomu izgotovleniyu radioaktivnyh veshchestv
iz drugih elementov putem bombardirovki zamedlennymi nejtronami. CHto zhe, eshche
odin alhimicheskij patent? Edva li. Mysl' o tom, chtoby poluchat' kogda-libo
atomnuyu energiyu pri pomoshchi takih iskusstvennyh prevrashchenij elementov, ne
prihodila togda Fermi. I vse zhe sdelannoe otkrytie oznachalo sushchestvennyj shag
v etom napravlenii.
Vokrug otkrytiya 93-go elementa grozil opyat' vozniknut' spor o
prioritete. Ibo v iyule 1934 goda cheshskij inzhener Koblik soobshchil chto on
vydelil etot element iz uranovoj smolki Ioahimstalya i uzhe opredelil ego
otnositel'nuyu atomnuyu massu: 240. V chest' svoej rodiny Kublik nazval ego
bogemij. |to izvestie bylo rasprostraneno gazetami po vsemu svetu.
Otkrytie elementa 93, zayavlennoe s dvuh storon, bylo, konechno,
sensaciej. Odnako Ida Noddak ne razdelyala vseobshchego voodushevleniya. |to bylo
yasno hotya by iz ee doklada "O sovremennyh metodah predskazaniya himicheskih
elementov", kotoryj ona sdelala 14 sentyabrya 1934 goda v Leningrade po sluchayu
stoletiya D. I. Mendeleeva. Vmeste s drugimi vydayushchimisya uchenymi, sredi
kotoryh byl Otto Han, ona priehala na Mezhdunarodnyj Mendeleevskij s®ezd po
priglasheniyu Akademii nauk SSSR.
S nebol'shimi izmeneniyami doklad Idy Noddak privel zhurnal "Angevandte
hemi" 15 sentyabrya 1934 goda pod zagolovkom: "O 93-m elemente". Gospozha
Noddak sohranila kriticheskuyu tochku zreniya na takie "otkrytiya". Ona soobshchila,
chto bogemij yavlyaetsya ne chem inym, kak smes'yu soedinenij vanadiya i vol'frama.
Ne mozhet byt' i rechi o novom elemente. K tomu zhe v avguste 1934 goda
"Hemiker cejtung" pomestila zayavlenie: "Inzhener Odolen Koblik, predsedatel'
pravleniya gosudarstvennoj uranovoj i radievoj fabriki v Ioahimstale,
CHehoslovakiya, podavshij zayavku na otkrytie novogo elementa, bogemiya, soobshchaet
nam, chto on okazalsya zhertvoj oshibki. Pri povtornom ispytanii obnaruzheno, chto
issledovannye preparaty soderzhali znachitel'nye kolichestva vol'frama,
svoeobraznoe povedenie kotorogo pri analize navodilo na mysl' o
sushchestvovanii novogo elementa. Kak ni dosaden etot fakt, sleduet uchest'
chistoserdechnost', s kotoroj inzh. Koblik soobshchaet vsem o svoej nelepoj
oshibke".
Voinstvuyushchaya uchenaya okazalas' prava. Dokazatel'stva Fermi takzhe ne byli
ubeditel'nymi; po mneniyu Idy Noddak, bylo by oshibochnym delat' zaklyuchenie o
sushchestvovanii elementa 93 tol'ko na tom osnovanii, chto ne byli obnaruzheny v
kachestve vozmozhnyh produktov elementy, sosednie s uranom. Konechno, v uzhe
izvestnyh yadernyh prevrashcheniyah vsyakij raz voznikali izotopy libo togo zhe,
libo sosednego elementa. Odnako eto ne vsegda mozhet byt' tak. Mozhno s tem zhe
uspehom prinyat',-- delala Noddak logichnyj vyvod,-- chto pri takih, ranee ne
izvestnyh, razrusheniyah yadra -- s pomoshch'yu nejtronov -- mogut v znachitel'noj
mere proishodit' drugie yadernye reakcii, ne te, kotorye... nablyudalis' do
sih por. Dumaetsya, chto pri obstrele tyazhelyh yader nejtronami eti yadra
razvalyatsya na neskol'ko bol'shih chastej, kotorye kak raz mogut byt' izotopami
izvestnyh elementov, no ne sosednih s obluchennymi".
Rassuzhdeniya Idy Noddak dolzhny byli by, kak iskra v stoge sena,
perenestis' k fizikam-atomshchikam. Odnako "uchenye muzhi" ostalis' ravnodushnymi.
"To, chto ne mozhet byt', fizicheski ne dolzhno byt'", i nikto ne daval na eto
svoego blagosloveniya, kak i na smeloe predpolozhenie Idy Noddak, vyskazannoe
v 1934 godu, soglasno kotoromu yadro urana moglo samym nastoyashchim obrazom
raspast'sya. Sproshennyj pozdnee Otto Han dovol'no mrachno zayavil, chto on v to
vremya dazhe ne riskoval citirovat' gipotezu Noddak, kazavshuyusya absurdnoj, ibo
opasalsya za svoyu reputaciyu uchenogo.
Otkrytiya elementov idut polnym hodom
Byvshij sotrudnik Otto Hana, radiohimik A. fon Grosse, schital, chto
transurany Fermi vovse ne novye elementy, a na samom dele izotopy 91-go
elementa -- protaktiniya. Tut zagovorilo chestolyubie pervootkryvatelej
protaktiniya. Otto Han i Liza Mejtner hoteli sami ustanovit', kto zhe prav --
Fermi ili Grosse.
To ne byl protaktinij. Issledovatelyam iz Berlin-Dalema ne sostavilo
truda ustanovit' eto. Esli Han i Mejtner dumali tem samym proyasnit' problemu
transuranov, to oni, bezuslovno, oshibalis'. Rezul'taty eksperimentov byli na
redkost' zaputannymi. Veshchestvo, s trudom vydelennoe posle oblucheniya urana
nejtronami, podvergavsheesya mnogokratnomu otdeleniyu, okazalos' slozhnym,
sostoyashchim iz neskol'kih radioaktivnyh izotopov. |to neobychajno zatrudnilo
neobhodimuyu identifikaciyu novyh transuranov: ved' ne tol'ko uran, no i torij
pod dejstviem nejtronov mozhet prevrashchat'sya po neskol'kim napravleniyam.
Iz pervoj raboty "k probleme urana" ot dekabrya 1934 goda postepenno
vyrastali vse novye. K koncu 1938 goda, posle chetyrehletnego issledovaniya,
14 publikacij svidetel'stvovali o rabotosposobnosti Hana, Mejtner i
SHtrasmana. "Pochti tragicheskij rezul'tat",-- tak pozdnee ocenil ih Otto Han.
K izvestnym ryadam estestvennoj radioaktivnosti pribavilis'
gipoteticheskie ryady prevrashchenij urana, obluchennogo nejtronami. Ih
prihodilos' postoyanno izmenyat'. Okazalos' neobychajno slozhnym
sistematizirovat' eti shemy raspada, chtoby ob®yasnit' vozniknovenie elementov
93, 94, 95, 96, 97, nazyvaemyh takzhe ekareniem, ekaosmiem, ekairidiem,
ekaplatinoj, ekazolotom. V tom, chto im udalos' obnaruzhit' transurany ot 93
do 97, u nemeckih uchenyh, sudya po ih publikaciyam i dokladam, nikakih
somnenij ne bylo. O rabotah Otto Hana po izucheniyu "prirodnyh i iskusstvennyh
radioaktivnyh elementov poslednego ryada periodicheskoj sistemy" soobshchil 10
dekabrya 1935 goda "General' ancejger" vo Frankfurte-na-Majne pod zagolovkom
"Novye elementy ... poluchennye iskusstvenno!":
"...Kak ustanovil prof. Han, iskusstvenno polucheny po krajnej mere tri
razlichnyh tyazhelyh elementa takogo roda (transurana) Samyj ustojchivyj imeet
period poluraspada, ravnyj trem dnyam. Novye elementy obrazuyutsya, konechno,
lish' v isklyuchitel'no malyh kolichestvah. Do sih por nikto ne videl ih svoimi
glazami..."
Nikto ih ne videl, i vse zhe oni dolzhny sushchestvovat' -- elementy tyazhelee
urana?
Uzhe v marte 1936 goda Otto Han smog dolozhit' o novom produkte
prevrashcheniya, kotoryj eshche ne vydelil Fermi: izotope urana [239]U.
Dlya issledovatelya atoma i ego sotrudnikov ne bylo ni malejshego somneniya v
tom, chto etot beta-izluchatel' s periodom poluraspada 23 min dolzhen
prevratit'sya v element 93 -- ekarenij. Svoimi sravnitel'no slabymi
sredstvami berlinskie uchenye ne smogli, k sozhaleniyu, obnaruzhit' produkt
prevrashcheniya. Pomimo togo, oni ne pridali dolzhnogo znacheniya svoemu otkrytiyu,
poskol'ku byli ubezhdeny, chto ranee uzhe nashli element 93 i ego
identificirovali.
V seredine 1937 goda v raboty po uranu vklyuchilis' Iren ZHolio-Kyuri i ee
sotrudnik Pol' Savich. Odnako, kak by absurdno eto ni zvuchalo, parizhskie
issledovateli vnesli, prezhde vsego, eshche bol'she putanicy; oni vydelili novyj
radioaktivnyj element s periodom poluraspada 3,5 ch i ob®yavili v svoej pervoj
publikacii v avguste 1937 goda, chto eto -- izotop toriya. Pozdnee oni
soobshchili, chto eto ne izotop toriya, ibo ego mozhno himicheskim putem otdelit'
ot poslednego. Veroyatno, eto -- izotop aktiniya (element 89), esli voobshche ne
novyj transuran s neozhidannymi svojstvami. V marte 1938 goda Kyuri i Savich
soobshchili, chto posle tshchatel'nogo frakcionirovaniya podozrenie na aktinij
otpalo. Kak ni stranno, veshchestvo s periodom poluraspada 3,5 ch obladalo
skoree svojstvami lantana (elementa 57). CHerez neskol'ko mesyacev oni
spohvatilis' vnov': eto ne mozhet byt' lantan, vse zhe eto transuran.
V institute Otto Hana nemalo smeyalis' nad stilem raboty francuzskih
kolleg. |lement s periodom poluraspada 3,5 ch polushutlivo, poluyadovito
nazyvali kur'ezum (Curiosum); naprashivalos' sopostavlenie s Kyuri (Curie).
Odnako v Berlin-Daleme dolzhny byli tajno soznat'sya, chto oni tozhe nichego ne
sdelali dlya identifikacii novogo produkta prevrashcheniya.
18 noyabrya 1938 goda v zhurnale "Naturvissenshaften" poyavilas' eshche odna
rabota iz instituta Obshchestva kajzera Vil'gel'ma v Berlin-Daleme. Avtorami
byli tol'ko Han i SHtrasman. Liza Mejtner vynuzhdena byla pokinut' fashistskuyu
Germaniyu iz-za obostrivshegosya rasovogo terrora. Han i SHtrasman posle
povtornogo frakcionirovaniya "kur'eznogo" veshchestva s periodom poluraspada 3,5
ch prishli k udivitel'nomu zaklyucheniyu: v nem nahodilis' tri "izotopa radiya",
osazhdaemyh solyami bariya.
Radij obrazuetsya iz urana. |to izvestno so vremeni ustanovleniya ryada
radioaktivnogo raspada. Odnako etot process protekaet v techenie millionov
let. Esli to, chto nashli Han i SHtrasman, bylo pravil'nym, to ot urana
(poryadkovyj nomer 92) dolzhny byli by formal'no otshchepit'sya dve al'fa-chasticy,
chtoby obrazovalsya radij (poryadkovyj nomer 88). Han posovetovalsya s Nil'som
Borom po povodu etogo novogo prevrashcheniya yadra, vyzvannogo nejtronami;
teoretik ne smog skazat' nichego, lish' pokachal golovoj: takogo byt' ne mozhet!
V dekabre 1938 goda himiki Han i SHtrasman rabotali bez ustali, chtoby
dokazat' fizikam-atomshchikam, chto pri obluchenii urana nejtronami dejstvitel'no
obrazuetsya radij. Odnako zatem imi ovladeli somneniya. "S etimi "izotopami
radiya" tvoritsya chto-to udivitel'noe, o chem my mozhem soobshchit' prezhde vsego
tol'ko tebe,-- pisal Otto Han 19 dekabrya 1938 goda v poiskah soveta Lize
Mejtner, kotoraya nashla ubezhishche v Stokgol'me.-- Periody poluraspada treh
izotopov ustanovleny dovol'no tochno; ih mozhno otdelit' ot vseh elementov,
krome bariya... Frakcionirovanie nichego ne daet. Nashi izotopy radiya vedut
sebya, kak barij...". Posle mnogochislennyh indikatornyh opytov u Hana i
SHtrasmana vse bol'she krepla uverennost': eto byl barij! Iz atoma urana s
zaryadom yadra 92 obrazovalsya atom bariya s zaryadom yadra 56. YAdro atoma urana
raskololos' na dve poloviny s pochti odinakovoj massoj. Sovershenno novoe
yavlenie radioaktivnogo raspada, kotoroe grozilo postavit' s nog na golovu
osnovy yadernoj fiziki! "My ne mozhem umolchat' o nashih dannyh, dazhe esli oni,
byt' mozhet, i absurdny fizicheski",-- vyskazalsya Otto Han v sleduyushchem pis'me
k svoej byvshej sotrudnice, napisannom 21 dekabrya 1938 goda.
Oba radiohimika speshno podgotovili tekst stat'i. Oni otpravili stat'yu
22 dekabrya, a zhurnal "Naturvissenshaften" opublikoval ee v pervom vypuske
novogo goda, 6 yanvarya 1939 goda: "Ob obnaruzhenii i povedenii
shchelochnozemel'nyh metallov, obrazuyushchihsya pri obluchenii urana nejtronami". V
etoj istoricheskoj rabote Otto Han i Fric SHtrasman opisyvayut, kak im udalos'
himicheski obnaruzhit' raskol tyazhelogo yadra urana, pozdnee nazvannyj deleniem
yadra. Liza Mejtner poluchila po pochte ottisk stat'i.
Vse neverno!
V tot moment, kogda Han i SHtrasman obnaruzhili, chto atom urana posle
bombardirovki nejtronami vzryvaetsya na kuski (so srednej massoj yader), im
prishla v golovu mysl': delenie urana moglo oznachat' smertnyj prigovor dlya
vseh "otkrytyh" ranee elementov -- ot 93- do 97-go. Sledovalo li vse eshche
verit' v eti "transurany"? Ne luchshe li bylo schitat', chto v teh sluchayah rech'
tozhe shla ob oskolkah urana, ob elementah s bolee nizkimi poryadkovymi
nomerami?
Ida Noddak, kotoraya teoreticheski priznala vozmozhnost' deleniya urana eshche
v 1934 godu, nanesla etim "transuranam" smertel'nyj udar. V marte 1939 goda
v soobshchenii v "Naturvissenshaften" ona s udovol'stviem perechislyala ogrehi
oboih radiohimikov. Ona citirovala poslednyuyu rabotu Hana i SHtrasmana ot
noyabrya 1938 goda, v kotoroj avtory dolozhili ob "otkrytii" ne bolee ne menee
kak semi transuranov. I vse eto bylo sovershenno nevernym. Pochemu ne uchli
ukazanie Idy Noddak, sdelannoe v 1934 godu, kotoroe otkryvateli deleniya
urana dazhe ne osmelivayutsya citirovat'?
CHto kasaetsya sushchestvovaniya "transuranov", to Han i SHtrasman byli
fakticheski vynuzhdeny, shag za shagom, otkazat'sya ot svoih prezhnih
vyskazyvanij. |to nachalos' v iyune 1939 goda s "okonchatel'nogo vycherkivaniya"
ekaplatiny (96-j element), kotoraya okazalas' izotopom ioda, i ekairidiya
(95-j element), sostoyavshego v dejstvitel'nosti iz smesi izotopov tellura i
molibdena. Odnako eti popravki byli sdelany samimi issledovatelyami, a ne po
ukazaniyu drugih. V etom otnoshenii povedenie Hana i SHtrasmana zasluzhivaet
vsyacheskogo uvazheniya; oni vsegda publikovali svoi opytnye dannye, tem samym
vynosya ih na sud drugih uchenyh.
Stol' iskusno vozvedennoe zdanie transuranov obrushilos' ochen' bystro.
|lementy 93--97, v svoe vremya stol' "tochno obnaruzhennye", okazalis'
fakticheski ne chem inym, kak oblomkami, obrazovavshimisya pri delenii urana,
elementami so srednej atomnoj massoj. Uchenye drugih stran -- Francii, SSHA,
Sovetskogo Soyuza, Avstrii -- konechno, takzhe zanimalis' identifikaciej
mnogochislennyh produktov deleniya urana. Razocharovanie v Parizhe bylo ochen'
bol'shim, kogda obnaruzhili, chto "kur'eznoe" veshchestvo Iren Kyuri s 3,5-chasovym
periodom poluraspada, stol' pohozhee na lantan, sostoit, po sushchestvu, iz
izotopa lantana s massovym chislom 141.
V bolee pozdnie gody Otto Han neustanno rasskazyval istoriyu poiskov
psevdoelementov 93--97, kotoraya privela k otkrytiyu deleniya yadra, kak
pouchitel'nyj primer nauchnyh zabluzhdenij. Pri etom on ne boyalsya samokritiki;
svoi vospominaniya on nazval: "Lozhnye transurany. K istorii odnoj nauchnoj
oshibki".
Iskusstvennye elementy
Pri obstrele urana teplovymi nejtronami iz nego obrazuyutsya bolee legkie
elementy s poryadkovymi nomerami 35--65: eto zastavlyalo nadeyat'sya, chto sredi
oblomkov budut najdeny takzhe izotopy elementov 43 i 61. Esli vspomnit'
sostoyanie voprosa polucheniya elementov 43, 61, a takzhe 85 i 87 v 1930 godu,
to mozhno bylo ulovit' zametnyj progress. Prezhde vsego, podtverdilos'
podozrenie, chto elementy 43 i 61 yavlyayutsya nestojkimi veshchestvami, kotorye
"vymerli". CHto kasaetsya elementov 85 i 87, to uzhe dovol'no davno ih priznali
raspavshimisya radioaktivnymi veshchestvami.
V 1934 godu fizik Iozef Mattauh nashel empiricheskoe pravilo, kotoroe
pozvolyaet ocenit' ustojchivost' yader izotopov. Soglasno pravilu Mattauha ne
mozhet sushchestvovat' vtorogo ustojchivogo izotopa, esli zaryad ego yadra
otlichaetsya tol'ko na edinicu ot zaryada yadra izvestnogo ustojchivogo izotopa s
tem zhe massovym chislom. |ta zakonomernost' dopolnyaet pravilo Harkinsa, po
kotoromu elementy s nechetnym poryadkovym nomerom (to est' nechetnym chislom
protonov i elektronov) rasprostraneny na Zemle sushchestvenno rezhe, poskol'ku
mala ustojchivost' ih yader.
Po otnosheniyu k elementam 43 i 61 pravilo Mattauha mozhno izlozhit'
sleduyushchim obrazom. Ishodya iz ih polozheniya v periodicheskoj sisteme, massovoe
chislo elementa 43 dolzhno byt' okolo 98, a dlya elementa 61 -- okolo 147.
Odnako uzhe byli izvestny ustojchivye izotopy dlya elementov 42 i 44, a takzhe
dlya elementov 60 i 62 s massami ot 94 do 102 i sootvetstvenno ot 142 do 150.
Poskol'ku vtoroj ustojchivyj izotop s tem zhe massovym chislom ne mozhet
sushchestvovat', to elementy 43 i 61 dolzhny imet' tol'ko nestabil'nyh
predstavitelej. Nesomnenno, chto kogda-to elementy 43 i 61 byli na Zemle v
dostatochnom kolichestve. Kogda voznikla nasha Solnechnaya sistema, to putem
sochetaniya protonov i nejtronov obrazovalis' vse elementy. Odnako za vremya
sushchestvovaniya Zemli -- 4,6 milliardov let -- ih neustojchivye predstaviteli
postepenno sovsem ischezli. Isklyuchenie sostavlyayut tol'ko te radioaktivnye
elementy, kotorye mogli postoyanno popolnyat'sya v predelah estestvennogo
radioaktivnogo ryada, ibo ih ishodnye veshchestva -- uran ili torij -- eshche
sushchestvuyut na Zemle, blagodarya svoim periodam poluraspada, naschityvayushchim
milliardy let. |lementy 43 i 61 k etim estestvennym radioaktivnym ryadam ne
otnosyatsya. Lish' v tom sluchae, esli imeetsya dolgozhivushchij izotop etih
elementov, mozhno bylo by nadeyat'sya obnaruzhit' ego radiohimicheskie sledy.
V to vremya kak nekotorye uchenye vse eshche zanimalis' lozhnymi
transuranami, drugim issledovatelyam udalos' najti vozhdelennye elementy 43 i
87. Vot istoriya ih otkrytiya... V 1936 godu |milio Segre posle zhenit'by
pokinul Fermi i ego kolleg i uehal v Palermo, prezhnyuyu stolicu Sicilii. V
tamoshnem universitete emu predlozhili kafedru fiziki. V Palermo, k svoemu
bol'shomu sozhaleniyu, Segre ne smog prodolzhat' izyskaniya, nachatye s Fermi. V
universitete ne bylo nikakogo oborudovaniya dlya radioaktivnyh issledovanij.
Bystro prinyav reshenie, ital'yanskij uchenyj poehal v Ameriku, chtoby
oznakomit'sya s Kalifornijskim universitetom v Berkli, kotoryj slavilsya samym
luchshim oborudovaniem. V to vremya tam nahodilsya edinstvennyj v mire
ciklotron. "Te istochniki radioaktivnosti, kotorye ya uvidel, byli poistine
porazitel'nymi dlya cheloveka, rabotavshego do etogo tol'ko s
Ra-Ve-istochnikami",-- vspominal fizik.
Osobenno zainteresovalsya Segre otklonyayushchej plastinoj ciklotrona. Ona
dolzhna byla napravit' potok uskorennyh chastic v trebuemom napravlenii. Za
schet stolknovenij s chasticami vysokoj energii -- uskoryalis' dejtrony -- eta
plastina ochen' sil'no razogrevalas'. Poetomu ee prishlos' izgotovit' iz
tugoplavkogo metalla -- molibdena. Na etot metallicheskij molibden,
bombardiruemyj dejtronami, i obratil svoe vnimanie gost' iz Italii. Segre
predpolozhil, chto iz molibdena, 42-go elementa, v rezul'tate obstrela
dejtronami mogli, byt' mozhet, obrazovat'sya izotopy vse eshche neizvestnogo
elementa 43. Vozmozhno, po uravneniyu:
[96]Mo + D = [97]H + n
Prirodnyj molibden yavlyaetsya smes'yu shesti ustojchivyh izotopov. Segre
predpolozhil: a vdrug odin iz shesti vozmozhnyh radioaktivnyh izotopov elementa
43, v kotorye teoreticheski mog by prevratit'sya molibden,-- hotya by odin --
okazalsya nastol'ko dolgozhivushchim, chtoby vyderzhat' morskoe puteshestvie v
Siciliyu. Ibo ital'yanskij fizik namerevalsya zanimat'sya poiskami elementa 43
tol'ko v institute na rodine.
Issledovatel' pustilsya v obratnyj put', imeya v karmane kusok
molibdenovoj plastiny ot ciklotrona v Berkli. V konce yanvarya 1937 goda on
nachal issledovaniya pri podderzhke mineraloga i himika-analitika Perr'e. Oba,
dejstvitel'no, nashli radioaktivnye atomy, kotorye po himicheskim svojstvam
mozhno bylo pomestit' mezhdu margancem i reniem. Kolichestva ekamarganca,
kotorye vnov' iskusstvenno vozrodilis' na Zemle blagodarya issledovatel'skomu
geniyu cheloveka, byli nevoobrazimo maly: ot 10-10 do 10-12 g 43-go elementa!
Kogda v iyule 1937 goda Segre i Perr'e dolozhili o sinteze pervogo
iskusstvennogo elementa, davno vymershego na Zemle -- eto byl den', voshedshij
v istoriyu. Dlya elementa 43 pozdnee nashli ochen' tochnoe naimenovanie:
tehnecij, proishodyashchee ot grecheskogo technetos -- iskusstvennyj. Mozhno li
budet kogda-libo poluchit' ego v vesomyh kolichestvah i poderzhat' v rukah?
Vskore udalos' otvetit' na etot vopros polozhitel'no, kogda obnaruzhilos', chto
pri delenii urana voznikayut izotopy 43 s otnositel'no vysokim vyhodom.
Osoboe vnimanie privlek izotop s massovym chislom 101 i periodom poluraspada
14 min. Predpolagali, chto veshchestvo Fermi s periodom poluraspada 13 min,
mnimyj element 93, dolzhen byl byt' izotopom elementa 43.
Estestvennye radioaktivnye ryady imeyut okonchatel'nyj vid -- v etom nikto
bol'she ne otvazhivalsya somnevat'sya, v osobennosti posle
mass-spektrograficheskoj identifikacii urana-235 Dempsterom. Odnako imelos'
slaboe mesto v ryadu uran -- aktinij. Proshlo bolee dvadcati let s teh por,
kak v etom ryadu otmetili "netochnost'", kotoraya byla pochti chto predana
zabveniyu. Eshche v 1913/1914 godah na eto nesovpadenie natknulis' anglijskij
himik Krenston i avstrijskie issledovateli radioaktivnosti Majer, Hess i
Panet pri izuchenii aktiniya. V kachestve beta-izluchatelya aktinij, kak
izvestno, prevrashchaetsya v radioaktinij, to est' v izotop toriya. Kogda uchenye
izuchali process prevrashcheniya, oni vsegda nablyudali slaboe al'fa-izluchenie.
|tu ostatochnuyu aktivnost' (primerno 1 %) obnaruzhival i Otto Han v opytah po
polucheniyu chistogo aktiniya. "YA ne mog reshit'sya na to, chtoby pridat' znachenie
etoj nebol'shoj velichine",-- soobshchil Han pozdnee. On schital, chto eto, skoree
vsego, primes'.
Proshlo mnogo let. Francuzskaya uchenaya Margarita Perej, sotrudnica
znamenitogo Radievogo instituta v Parizhe, snova poshla po etomu sledu, ochen'
tshchatel'no ochistila frakcii aktiniya i v sentyabre 1939 goda smogla dolozhit' ob
udachnom vydelenii novogo radioaktivnogo izotopa. |to byl stol' dolgo
otsutstvovavshij element 87, tot al'fa-izluchayushchij pobochnyj produkt, kotoryj
daet ostatochnuyu odnoprocentnuyu aktivnost' aktiniya. Madam Perej nashla
razvetvlenie v uzhe zapolnennom ryadu, ibo izotop elementa 87 tochno tak zhe
prevrashchaetsya v aktinij X, kak i izvestnyj radioaktinij. Po predlozheniyu Perej
element 87 nazvali franciem v chest' ee rodiny.
Pravda, himiki i po sej den' ne dostigli bol'shih uspehov v izuchenii
elementa 87. Ved' vse izotopy Franciya -- korotkozhivushchie i raspadayutsya v
techenie millisekund, sekund ili minut. Po etoj prichine element ponyne
ostalsya "neinteresnym" dlya mnogih himicheskih issledovanij i prakticheskogo
ispol'zovaniya. Pri neobhodimosti ego poluchayut iskusstvenno. Konechno, francij
mozhno "poluchat'" i iz estestvennyh istochnikov, no eto -- somnitel'noe
predpriyatie: 1 g prirodnogo urana soderzhit tol'ko 10[-18] g
franciya!
Kogda periodicheskaya sistema byla otkryta, nedostavalo 23-h elementov,
teper' -- tol'ko dvuh: 61- i 85-go. Kak shla dal'she ohota za elementami?
Letom 1938 goda |milio Segre vnov' poehal v Berkli. On namerevalsya izuchit'
korotkozhivushchie izotopy elementa 43. Bezuslovno, takie issledovaniya nado bylo
predprinyat' na meste. Izotopy s malym periodom poluraspada ne "perezhili" by
put' v Italiyu. Edva pribyv v Berkli, Segre uznal, chto vozvrashchenie v
fashistskuyu Italiyu stalo dlya nego nevozmozhnym iz-za rasovogo terrora. Segre
ostalsya v Berkli i prodolzhal tam svoi raboty.
V Berkli s bolee moshchnym ciklotronom mozhno bylo razognat' al'fa-chasticy
do vysokih energij. Posle preodoleniya tak nazyvaemogo poroga kulonovskogo
vzaimodejstviya eti al'fa-chasticy byli v sostoyanii proniknut' dazhe v yadra
tyazhelyh atomov. Teper' Segre uvidel vozmozhnost' prevratit' vismut, element
83, v neizvestnyj element 85. Sovmestno s amerikancami Korsonom i Makkenzi
on bombardiroval yadra vismuta al'fa-chasticami s energiej 29 MeV, chtoby
provesti sleduyushchij process:
[209]Bi + [4]He = [211]X + 2n
Reakciya osushchestvilas'. Kogda issledovateli zakonchili pervuyu sovmestnuyu
rabotu, 1 marta 1940 goda, oni lish' ostorozhno vyskazali mysl' "o vozmozhnom
poluchenii radioaktivnogo izotopa elementa 85". Vskore posle etogo oni byli
uzhe uvereny: iskusstvenno poluchen element 85, do togo kak on byl najden v
prirode. Poslednee poschastlivilos' sdelat' lish' neskol'ko let spustya
anglichanke Lej-Smit i shvejcarcu Minderu iz instituta v Berne. Im udalos'
pokazat', chto element 85 obrazuetsya v radioaktivnom ryadu toriya v rezul'tate
pobochnogo processa. Dlya otkrytogo elementa oni vybrali nazvanie
anglo-gel'vecij, kotoroe bylo raskritikovano kak slovesnaya nesurazica.
Avstrijskaya issledovatel'nica Karlik i ee sotrudnik Bernert vskore nashli
element 85 v drugih ryadah estestvennoj radioaktivnosti, tozhe kak pobochnyj
produkt. Odnako pravo dat' naimenovanie etomu elementu, vstrechayushchemusya lish'
v sledah, ostavalos' za Segre i ego sotrudnikami: teper' ego nazyvayut astat,
chto v perevode s grecheskogo oznachaet nepostoyannyj. Ved' samyj ustojchivyj
izotop etogo elementa obladaet periodom poluraspada tol'ko 8,3 ch.
K etomu vremeni professor Segre pytalsya takzhe sintezirovat' element 61.
Mezhdu tem stalo yasno, chto oba soseda etogo elementa po periodicheskoj
sisteme, neodim i samarij, slabo radioaktivny. Snachala eto kazalos'
udivitel'nym, tak kak v to vremya schitali, chto radioaktivnost' prisushcha
naibolee tyazhelym elementam. Neodim, 60-j element, izluchal beta-luchi,
sledovatel'no, dolzhen byl prevrashchat'sya v element 61. Tot fakt, chto etot
neizvestnyj himicheskij element do sih por ne mogli vydelit', veroyatno,
ob®yasnyalsya ego bystrym radioaktivnym raspadom. CHto zhe delat'? Zdes' vyhod
zaklyuchalsya opyat'-taki v iskusstvennom poluchenii iskomogo elementa. Raz
element 61 nel'zya bylo najti v prirode, fiziki popytalis' ego sintezirovat'.
V 1941/42 godah uchenye Lou, Pul, Kvill i Kurbatov iz Gosudarstvennogo
universiteta v Ogajo bombardirovali redkozemel'nyj element neodim
dejtronami, razognannymi v ciklotrone. Oni obnaruzhili radioaktivnye izotopy
novogo elementa, kotoryj nazvali cikloniem. Odnako eto byl lish' sled,
ostavlennyj na fotoplenke.
Kakovy byli uspehi |milio Segre? On obluchal al'fa-luchami prazeodim --
element 59. Odnako pererabotka bezuslovno sintezirovannyh im izotopov
elementa 61 okazalas' slishkom slozhnoj. Vydelenie ih iz drugih redkozemel'nyh
elementov ne udalos'.
Ob odnom bezrezul'tatnom issledovanii prishlo izvestie iz Finlyandii. Eshche
v 1935 godu himik |remetse nachal analizirovat' koncentraty smesi oksidov
samariya i neodima na prirodnoe soderzhanie v nih 61-go elementa. Dlya etoj
celi bylo pererabotano neskol'ko tonn apatita.
Pervyj etap bor'by za 61-j element imel nichejnyj rezul'tat. Nel'zya bylo
dazhe prinyat' predlozhennoe nazvanie "ciklonij".
Neptunij
Esli ne uchityvat' predstoyavshuyu identifikaciyu 61-go elementa, to k
nachalu 40-h godov byli izvestny vse 92 elementa periodicheskoj sistemy.
Svobodnyh kletok v nej uzhe ne bylo. A kak obstoyalo delo so spornymi
elementami po druguyu storonu urana? Posle rasputyvaniya voprosa s produktami
deleniya urana ot prezhnih "transuranov" ne ostalos' pochti nichego. Imelos'
lish' odno-edinstvennoe isklyuchenie: izotop urana s massovym chislom 239,
obnaruzhennyj Otto Hanom s sotrudnikami eshche v marte 1936 goda, byl istinnym.
Hotya eto byl ne novyj element, no on izluchal beta-luchi, sledovatel'no,
dolzhen byl perehodit' v sleduyushchij, 93-j element.
Kak my uzhe znaem, issledovateli iz Berlin-Dalema ne obnaruzhili 93-j
element, potomu chto oni raspolagali lish' slabymi istochnikami nejtronov. Oni
i ne iskali ego bolee. Ved' uchenye schitali, chto identificirovali drugoj
predstavitel' elementa 93-- ekarenij. V to vremya oni eshche ne podozrevali, chto
eto byli lozhnye transurany. Primeshalas', konechno, i neudacha: ved' Otto Han i
ego sotrudniki uzhe togda mogli by poluchit' opredelimoe kolichestvo 93-go
elementa posle dlitel'nogo oblucheniya nejtronami bol'shih kolichestv urana.
Pozdnee, ocenivaya "pochti tragicheskuyu putanicu", kotoroj togda byli vse
ohvacheny, Otto Han skazal: "Tut ot nas uskol'znula Nobelevskaya premiya". Ibo
amerikancy Mak-Millan i Abel'son byli udostoeny Nobelevskoj premii za
otkrytie 93-go elementa, o kotorom oni dali znat' 15 iyunya 1940 goda.
Kak zhe prishli k otkrytiyu elementa 93, oznachavshemu proryv v neizvestnuyu
oblast' himii? Posle opublikovaniya rabot Hana i SHtrasmana o delenii yadra
amerikanskij fizik |dvin Mak-Millan zahotel opredelit' puti probega bogatyh
energiej oskolkov urana. V Berkli dlya etogo on raspolagal v osnovnom tremya
veshchami: ciklotronom, nekotorym kolichestvom soli urana i... pachkoj papirosnoj
bumagi. Ciklotron rabotal kak istochnik nejtronov: razognannye dejtrony
padali na berillij i vysvobozhdali potok nejtronov, vo mnogo raz prevyshayushchij
tot, chto mogli poluchit' Han i SHtrasman. Mak-Millan smochil pervyj listochek
papirosnoj bumagi rastvorom soli urana i napravil na nego potok nejtronov.
Listochki, lezhashchie pod nim, dolzhny byli ulovit' razletayushchiesya na razlichnye
rasstoyaniya produkty deleniya.
K svoemu udivleniyu, amerikanskij fizik nashel dva istochnika aktivnosti,
rezko otstoyashchih ot drugih produktov deleniya, s periodami poluraspada 23 min
i 2,3 dnya. Uzhe izvestno bylo veshchestvo s periodom poluraspada 23 min. |to byl
najdennyj Hanom [239]U. Drugie atomy, raspadavshiesya s periodom
poluraspada 2,3 dnya, mogli, kak zaklyuchil Mak-Millan, prinadlezhat' produktu,
obrazuyushchemusya iz beta-izluchatelya, to est' iz [239]U, a imenno
novomu elementu 93.
Buduchi fizikom, Mak-Millan chuvstvoval sebya nedostatochno kompetentnym,
chtoby ustanovit' himicheskie svojstva izotopa, kotorye pozvolili by dat'
odnoznachnuyu identifikaciyu etogo elementa. V eto vremya emu popalsya na glaza
|milio Segre. Tot predlozhil provesti neobhodimye himicheskie issledovaniya. V
iyune 1939 goda Segre dolozhil o rezul'tatah. Mnogoznachitel'nym yavlyaetsya uzhe
sam zagolovok ego soobshcheniya: "Neudachnyj poisk transuranovyh elementov".
Segre prishel k sovershenno otricatel'nomu vyvodu: aktivnost' v 2,3 dnya
prinadlezhit ne transuranu, a redkozemel'nomu elementu, to est' odnomu iz
obychnyh produktov deleniya urana. Lish' posleduyushchie issledovaniya dolzhny byli
pokazat', chto dazhe takoj opytnyj issledovatel', kak Segre, mozhet odnazhdy
oshibit'sya.
Neudacha ne otnyala reshimosti u Mak-Millana. K schast'yu, v nachale 1940
goda v Kalifornijskij universitet priehal na neskol'ko dnej ego souchenik,
Filip Abel'son, s tem, chtoby provesti tam kanikuly. Odnako iz otpuska nichego
ne poluchilos'. Rabotaya neustanno den' i noch', Mak-Millan i Abel'son
utverdilis' vo mnenii, chto otkryt pervyj element za predelami klassicheskoj
periodicheskoj sistemy: element 93! Slozhnyj put' otkrytiya privel Mak-Millana
i Abel'sona k mysli nazvat' etot element, nahodyashchijsya po druguyu storonu
urana, neptuniem. Kogda v 1781 godu byla otkryta planeta Uran, schitali, chto
nashli samuyu poslednyuyu i naibolee udalennuyu ot Zemli planetu. Odnako
planetnaya sistema postepenno vydavala svoi dal'nejshie tajny. Raschety
francuza Lever'e na osnove otklonenij v orbite Urana pokazali, chto po druguyu
storonu Urana dolzhna vrashchat'sya eshche odna planeta. Lever'e tochno ukazal, gde
ee nuzhno iskat'. V 1846 godu astronomom Galle byla otkryta na nebosvode
novaya planeta -- Neptun.
Dva atomarnyh pushechnyh yadra
Issledovateli, v tom chisle i Otto Han, zanimalis' identifikaciej
oskolkov urana; odnako fizikov, prezhde vsego, interesovala drugaya problema:
kakoj energiej vyzyvalos' porazitel'noe delenie yadra urana i kakov byl
energeticheskij balans?
Blagodarya perepiske s professorom Hanom, Liza Mejtner byla pervoj iz
postoronnih informirovana o delenii urana. Ob etom eshche ne znali dazhe fiziki
iz instituta Otto Hana, a Liza Mejtner uzhe razmyshlyala o neobychnom yadernom
effekte. |tu problemu ona obsuzhdala so svoim plemyannikom, Otto Robertom
Frishem. Frish, emigrant, kak i Liza Mejtner, nachal rabotat' v institute
Nil'sa Bora v Kopengagene. Issledovateli pervymi dali fizicheskoe tolkovanie
effekta, otkrytogo Hanom i SHtrasmanom, i ukazali, chto takoe "razvalivanie"
na dva blizkih po velichine oskolka energeticheski vozmozhno:
U + n = Va + Kr
Iz defekta massy, voznikayushchego pri delenii takogo roda, Mejtner i Frish
po uravneniyu |jnshtejna E = ts[2] rasschitali energeticheskij
effekt. Oni poluchili nepravdopodobno bol'shuyu velichinu: 200 MeV na 1 mol'
atoma! Takuyu energiyu eshche ne nablyudali ni v processah yadernyh prevrashchenij, ni
tem bolee v himicheskih reakciyah: naprimer, 1 mol' atoma ugleroda pri
sgoranii daet lish' 2 eV energii, a 1 mol' atoma urana pri svoem delenii -- v
sto millionov raz bol'she!
Nil's Bor, kotoromu Frish soobshchil o novom fizicheskom yadernom processe, v
pervyj moment poteryal dar rechi. Zatem velikij teoretik udaril sebya po lbu:
"Kak my tol'ko mogli eto prosmotret'!"
26 yanvarya 1939 goda v Vashingtone sostoyalas' konferenciya po
teoreticheskoj fizike, na kotoruyu byl priglashen i Bor. On dolozhil sobraniyu o
delenii atoma urana. Ne uspel on dogovorit' do konca, kak neskol'ko
amerikanskih fizikov vskochili, kak uzhalennye, so svoih mest. V smokingah
vorvalis' oni v svoi laboratorii, chtoby sobstvennoruchno proverit' otkrytie,
kotoroe oni prozevali.
Bor i Fermi byli priglasheny prinyat' uchastie v odnom iz takih
eksperimentov. Do pozdnego vechera vzglyady fizikov byli prikovany k
oscillografu, svetyashchiesya impul'sy kotorogo ukazyvali na vydelyayushchuyusya energiyu
raspada i byli stol' moshchny, chto, kazalos', oni vzorvut ekran. Bylo li eto
vydeleniem atomnoj energii? Velis' toroplivye diskussii. Sprosili u Fermi,
pochemu on ne zametil deleniya urana eshche v 1934 godu? Oskolki, bogatye
energiej, dolzhen byl obnaruzhit' dazhe ego primitivnyj schetchik. Fermi shvatil
sebya za golovu: konechno zhe! No on v svoe vremya pomestil fol'gu mezhdu
obluchennym uranom i schetchikom, dlya togo, chtoby ustranit' estestvennuyu
radioaktivnost' urana. Tonchajshuyu fol'gu, odnako ona pogloshchala i oskolki. Vot
i ostalos' delenie yadra v to vremya ne otkrytym.
30 yanvarya 1939 goda pod krupnym zagolovkom "Ogromnaya energiya,
vysvobozhdennaya atomom urana" gazeta "N'yu-Jork tajms" soobshchila ob udachnyh
povtornyh eksperimentah amerikancev: "Delenie atoma urana na dve chasti, iz
kotoryh kazhdaya predstavlyaet soboj gigantskoe atomarnoe pushechnoe yadro s
ogromnoj energiej v 100 000 000 elektronvol't[67],-- eto
velichajshaya energiya atoma, kotoraya kogda-libo vysvobozhdalas' chelovekom".
K nachalu 1939 goda bol'shinstvo uchenyh uzhe znali, chto v rezul'tate
bombardirovki nejtronami otdel'nye atomy urana mogut delit'sya s vydeleniem
energii. Odnako eto ne byla eshche cepnaya reakciya, vyzyvayushchaya volnu atomnogo
raspada, kak togo opasalis' Rezerford i drugie. Konechno, byla najdena
"spichka" dlya podzhiganiya atomnogo ognya; odnako "ogon'" ugasal, kak tol'ko
udalyali istochnik nejtronov. Dlya podderzhaniya deleniya urana trebovalas'
postoyanno vozobnovlyayushchayasya reakciya, protekayushchaya samoproizvol'no, bez
dopolnitel'nogo podvoda energii izvne. Vechno siyayushchie zvezdy i nashe Solnce
yavlyayutsya prakticheskimi primerami togo, chto dlya nepreryvnogo vydeleniya
atomnoj energii neobhodimy opredelennye yadernye cepnye reakcii.
Dlya osushchestvleniya takoj cepnoj reakcii pri delenii urana nuzhno bylo,
chtoby pri kazhdom delenii obrazovalis' dopolnitel'nye nejtrony, kotorye mogli
by, v svoyu ochered', razrushit' novye atomy urana. Togda takoj process
rasprostranyalsya by lavinoobrazno i s mgnovennoj skorost'yu vysvobozhdal by
gigantskie kolichestva energii.
Snachala Frederiku ZHolio-Kyuri udalos' poluchit' eksperimental'noe
dokazatel'stvo togo, chto, dejstvitel'no, pri delenii obrazuyutsya nejtrony.
Prakticheski v to zhe vremya, v marte 1939 goda, v SSHA Scilard i Cinn proveli
reshayushchij eksperiment. Vot kak oni opisali zahvatyvayushchij hod opyta: "My doshli
do togo momenta, kogda ostavalos' lish' nazhat' na knopku i nablyudat' za
fosforesciruyushchim ekranom. Esli by tam voznikli vspyshki, eto oznachalo by, chto
pri delenii urana ispuskayutsya nejtrony. Togda vysvobozhdenie atomnoj energii
stalo by vozmozhnym eshche pri nashej zhizni...". Zatem oni nazhali na knopku,
uvideli vspyshki i nablyudali ih, ne otryvayas', minut dvadcat'. "V tot vecher
stalo yasno, chto mir vstupil na put', polnyj trevog",-- skazal Scilard. A vot
chto govoril Rezerford nezadolgo do svoej smerti v oktyabre 1937 goda:
"Vsyakij, kto vidit v prevrashchenii atoma istochnik energii, boltaet chepuhu".
Sejchas, cherez dva goda, vse vyglyadelo sovsem inache.
Teper' mnogie atomshchiki polagali, chto najden pryamoj put' dlya
ispol'zovaniya energii atoma. Odnako ih optimizm zametno umerilo vyskazyvanie
Bora. V fevrale 1939 goda datskij uchenyj porazil vseh gipotezoj, chto
delit'sya sposoben tol'ko izotop urana s massovym chislom 235. |to zamechanie
obeskurazhivalo ibo prirodnyj uran sostoit v osnovnom iz nedelyashchegosya
urana-238 i lish' na 0,7 % iz urana-235. Poetomu neminuem byl predvaritel'nyj
process obogashcheniya etogo urana-235, esli ne vydelenie ego v chistom vide v
kilogrammovyh kolichestvah. Dazhe opytnym fizikam-eksperimentatoram eto
kazalos' nikogda ne dostizhimym.
Trudnosti obnaruzhilis' uzhe na posleduyushchih etapah. Potrebovalsya vse zhe
celyj god, chtoby eksperimental'no proverit' gipotezu Bora i ... podtverdit'
ee. Amerikanskij fizik Nir s pomoshch'yu special'no skonstruirovannogo im
mass-spektrografa s trudom otdelil celyh dve tysyachnyh milligramma urana-235
ot urana-238. On ustanovil, chto pri bombardirovke nejtronami, dejstvitel'no,
delitsya lish' redkij izotop urana. Teper' mozhno bylo zapisat' polnoe
uravnenie deleniya yadra:
[235]U + n = [236]U =[140]Ba +
[84]Kr + 2n + |nergiya
Pri zahvate odnogo nejtrona iz urana-235 obrazuetsya neustojchivyj
uran-236, kotoryj delitsya na izotop bariya i izotop kriptona s vydeleniem
dvuh nejtronov, gamma-luchej i vysvobozhdeniem energii. Sledovatel'no, delenie
yadra urana yavlyaetsya novym tipom prevrashcheniya elementov. V etom processe v
ideal'nom vide osushchestvlyaetsya i drugaya cel' atomshchikov: vysvobozhdenie atomnoj
energii.
Neskol'ko issledovatel'skih grupp -- v SSHA, v SSSR, vo Francii,
Germanii, Avstrii -- v 1939 godu uhvatilis' za delenie urana, otkrytoe Hanom
i SHtrasmanom. V techenie odnogo goda poyavilos' bolee sta nauchnyh publikacij
po teme "Nuclear Fission[68]". Pozhaluj, nikogda eshche novoe
otkrytie ne bylo tak bystro i osnovatel'no obrabotano, pereprovereno i
istolkovano. Nakopilas' ujma eksperimental'nogo i teoreticheskogo materiala.
Sovetskie fiziki YA. B. Zel'dovich i YU. B. Hariton pervymi dali
matematicheskij raschet cepnoj reakcii urana. Ih kollega YA. I. Frenkel'
sformuliroval -- nezavisimo ot Mejtner, Frisha, Bora i Uilera -- teoriyu
raspada urana. Nakonec, v iyune 1940 goda G. N. Flerov i K. A. Petrzhak
obnaruzhili, chto atomy urana raspadayutsya ne tol'ko pod dejstviem nejtronov,
no takzhe i samoproizvol'no, bez vneshnego vozdejstviya. Dlya urana, pravda,
takoe yavlenie nablyudaetsya ochen' redko. |ffekt byl podtverzhden snachala
nemeckim fizikom Gejncem Poze. V kalijnom rudnike glubinoj 450 m on smog
obnaruzhit' spontannoe delenie urana bez pomeh kosmicheskogo izlucheniya. Flerov
i Petrzhak obradovalis' etomu; ved' obychno ves'ma zhelatel'no poluchit' ot
drugih uchenyh podtverzhdenie novogo effekta. Snachala spontannomu deleniyu yader
tyazhelyh atomov ne mogli najti primeneniya. V nastoyashchee vremya etot effekt
priobrel znachenie dlya yadernoj fiziki.
|ksperimental'nye rezul'taty, poluchennye sovetskimi fizikami
neposredstvenno posle otkrytiya deleniya yadra, dokazyvayut atomnye issledovaniya
v SSSR uzhe togda byli na vysokom urovne. Eshche ran'she, v 1922 godu, odin iz
krupnejshih sovetskih uchenyh, geohimik V. I. Vernadskij, ukazal na znachenie
osnovopolagayushchih issledovanij po yadernoj fizike i ne poskupilsya na
predosterezheniya. Uzhe nedaleko to vremya, preduprezhdal uchenyj, kogda chelovek
poluchit v ruki energiyu atoma, takoj istochnik energii, kotoryj dast emu
vozmozhnost' postroit' svoyu zhizn' tak, kak on pozhelaet. |to mozhet proizojti
libo v blizhajshie gody, libo cherez sto let. Verno tol'ko to, chto tak budet.
Ispol'zuet li chelovek etu silu dlya dobra ili dlya samounichtozheniya? Sozrel li
on dlya ispol'zovaniya etoj sily, kotoruyu emu nepremenno peredast nauka?
Issledovateli atoma zablagovremenno stroili plany togo, kak prakticheski
ispol'zovat' energiyu deleniya urana. Nekotorye nadezhdy probudila obzornaya
stat'ya, opublikovannaya v "Naturvissenshaften" 9 iyunya 1939 goda: "Mozhno li
ispol'zovat' v tehnike energiyu, zaklyuchennuyu v yadrah atomov?" Avtorom obzora
byl fizik Zigfrid Flyugge, assistent instituta Otto Hana. Flyugge rasschital,
ishodya iz energii, vydelyayushchejsya pri delenii yadra, chto 1 m[3]
oksida urana dolzhno hvatit', chtoby podnyat' 1 km[3] vody massoj v
10[9] t na vysotu 27 km. Fizik opisal takzhe, chto imenno
neobhodimo, po predstavleniyam togo vremeni, dlya sozdaniya "uranovoj mashiny",
vyrabatyvayushchej energiyu.
Potom nastupilo 1 sentyabrya 1939 goda. V etot den' s napadeniya Gitlera
na Pol'shu nachalas' vtoraya mirovaya vojna. Dva dnya spustya fashistskaya Germaniya
nahodilas' uzhe v sostoyanii vojny s Angliej i Franciej. Nachinaya s etogo
vremeni na internacional'nye atomnye issledovaniya, stol' svobodno
provodivshiesya ranee, opustilas' zavesa nedoveriya. Uchenye, izgnannye iz
gitlerovskoj Germanii, sami stavshie svidetelyami agressivnosti i zhestokosti
fashizma, s uzhasom dumali o tom, chto bylo by s chelovechestvom, esli by eta
vojna velas' s ispol'zovaniem atomnogo oruzhiya. Mnogie vspominali
predosteregayushchie slova Frederika ZHolio-Kyuri, proiznesennye pri vruchenii emu
Nobelevskoj premii v 1935 godu. Uzhe togda francuzskij uchenyj opasalsya, chto
kogda-nibud', esli nauka smozhet po zhelaniyu stroit' ili razrushat' elementy,
budut osushchestvleny yadernye prevrashcheniya vzryvnogo haraktera. Togda,
bezuslovno, poyavitsya bol'shaya opasnost' -- vozmozhnoe razvyazyvanie katastrofy.
Glava 6
|LEMENTY, SOZDANNYE RUKOJ CHELOVEKA
Programma atomnoj bomby
Hod sobytij v fashistskoj Germanii pokazal, chto pravy byli te, kto
predosteregal ot gitlerovskoj atomnoj bomby. V aprele 1939 goda fizik Paul'
Hartek poslal pis'mo v voennoe ministerstvo rejha, chtoby privlech' vnimanie k
novejshim dostizheniyam v yadernoj fizike; oni, byt' mozhet, dadut vozmozhnost'
razrabotat' vzryvchatoe veshchestvo na neskol'ko poryadkov bolee dejstvennoe, chem
te, kotorymi raspolagayut v nastoyashchee vremya. |to zayavlenie posluzhilo nachalom
dlya tajnogo predpriyatiya fashistov. Uzhe letom 1939 goda v otdele vooruzheniya
armii bylo sozdano otdelenie yadernoj fiziki. Rukovodit' im poruchili fiziku
Kurtu Dibneru -- armejskomu specialistu po vzryvchatym veshchestvam. Na okraine
Berlina na opytnom poligone vermahta Dibner poluchil vozmozhnost' vydelit'
sebe uchastok dlya eksperimentirovaniya.
Fiziki takzhe nastojchivo ukazyvali issledovatel'skomu sovetu rejha na
znachenie processa deleniya urana. Poetomu v Germanii vskore poyavilis' dve
sopernichavshie issledovatel'skie gruppy, kotorye s nachala vtoroj mirovoj
vojny veli izuchenie urana v voennyh celyah. Fashisty prinuzhdali specialistov k
sotrudnichestvu metodom, kazavshimsya im samym prostym: uzhe v pervoj nedele
sentyabrya oni razoslali fizikam prizyvnye povestki.
Kurt Dibner i lejpcigskij fizik |rik Bagge, assistent professora
Vernera Gejzenberga, v sootvetstvii s prikazom nametili "rabochij plan po
proizvodstvu opytov dlya prakticheskogo ispol'zovaniya deleniya yadra". V
predelah etoj programmy kazhdomu specialistu byli ukazany svoi zadachi. V.
Gejzenberg i K. F. fon Vejczeker -- vedushchie nemeckie atomnye teoretiki --
obyazyvalis' rabotat' nad teoreticheskimi problemami. 6 dekabrya 1939 goda
Gejzenberg predstavil otdelu vooruzheniya armii doklad "O vozmozhnosti
tehnicheskogo polucheniya energii pri delenii urana". |tu rabotu mozhno schitat'
pervoj obshchej koncepciej dlya razrabotki tak nazyvaemoj uranovoj mashiny,
imenuemoj teper' uranovym ili atomnym reaktorom.
V nej ukazano, chto samyj vernyj metod dlya konstruirovaniya takoj mashiny
sostoit v obogashchenii izotopa [235]U. |tot metod -- edinstvennyj
dlya polucheniya vzryvchatyh veshchestv, razrushitel'naya sila kotoryh budet na
neskol'ko poryadkov prevoshodit' izvestnye sil'nejshie vzryvchatye veshchestva.
Dlya vyrabotki energii mozhno ispol'zovat' i obychnyj uran, bez obogashcheniya,
esli ego soedinit' s drugim veshchestvom, kotoroe moglo by zamedlit' nejtrony,
ne pogloshchaya ih. Voda dlya etoj celi ne podhodit. Po imeyushchimsya dannym, |TOgo
mozhno dostich' s pomoshch'yu tyazheloj vody ili ochen' chistogo grafita.
Tyazhelaya voda predstavlyaet soboj soedinenie tyazhelogo izotopa vodoroda --
dejteriya (D2O). V obychnoj vode (H2O) ee soderzhitsya do 0,015 %. Dlya togo,
chtoby poluchit' tyazheluyu vodu, trebuetsya dlitel'nyj process elektroliza; i vse
zhe nemeckie uchenye otdali predpochtenie takomu zamedlitelyu. V mae 1940 goda
nemeckie vojska v rezul'tate napadeniya na Norvegiyu vzyali pod svoj kontrol'
edinstvennyj elektroliznyj zavod mira, proizvodivshij tyazheluyu vodu,-- Norsk
Gidro v R'yukane. Tem samym, kazalos', byl raschishchen put' dlya fashistskoj
programmy uranovoj bomby. Parallel'no s popytkami zapustit' "uranovuyu
mashinu" predprinimalis' raboty po obogashcheniyu atomnogo vzryvchatogo veshchestva
[235]U. Razlichnye issledovatel'skie gruppy pytalis' najti
optimal'nyj tehnicheskij variant. Byli plany obogashcheniya neobhodimogo izotopa
urana ishodya iz gazoobraznogo geksaftorida urana s pomoshch'yu ul'tracentrifug,
separatorov izotopov ili zhe diffuzionnym metodom. Manfred fon Arden,
vladevshij chastnoj laboratoriej v Berlin-Lihterfel'de, schital, chto prirodnye
izotopy mozhno razdelit' mass-spektrograficheski.
Atomnaya programma SSHA vnachale vo mnogom napominala razrabotki,
provodivshiesya v Germanii. 2 avgusta 1939 goda Al'bert |jnshtejn, kotoryj,
spasayas' ot fashistskogo varvarstva, emigriroval iz Germanii, podpisal pis'mo
prezidentu SSHA Ruzvel'tu, sostavlennoe fizikami-atomshchikami Scilardom i
Vignerom. V nem govorilos', chto na osnove otkrytogo nedavno processa deleniya
urana teper' est' vozmozhnost' izgotovlyat' bomby novogo vida s velichajshej
vzryvnoj siloj. Sleduet opasat'sya, chto v Germanii uzhe rabotayut nad etim.
Pis'mo |jnshtejna yavilos' prelyudiej dlya sozdaniya centralizovannogo
amerikanskogo proekta atomnoj bomby. Takaya programma stala nastoyatel'no
neobhodimoj, kogda k koncu 1941 goda amerikancy sami byli vtyanuty v vojnu, a
so vseh storon shli vesti ob opasnom skachke v oblasti nemeckih atomnyh
issledovanij. Amerikanskie voennye tverdo uhvatilis' za tak nazyvaemyj
Manhettenskij proekt. Pod rukovodstvom generala Grovsa byli ob®edineny vse
krupnye atomnye sily SSHA i sotni tysyach tehnikov i rabochih. Sredi nih byli
uchenye vysokogo ranga: Lourens, Bete, Siborg, Nir, YUri, Scilard, Vigner,
Teller, Oppengejmer. Ne sleduet zabyvat' takzhe emigrantov Fermi, Segre, Dzh.
Franka. Pozdnee k nim primknul Frish i vremenami prisoedinyalsya Nil's Bor,
kotoryj v 1943 godu s trudom spassya begstvom ot presledovanij gestapo.
V SSSR primerno v to zhe vremya planirovalis' podobnye meropriyatiya.
Akademik N. N. Semenov v 1941 godu ukazal Narodnomu komissariatu tyazheloj
promyshlennosti na vozmozhnost' proizvodstva atomnogo oruzhiya. V iyune 1941 goda
germanskie fashisty napali na Sovetskoe gosudarstvo, i vse plany atomnyh
issledovanij prishlos' otlozhit'. CHerez god, v mae 1942 goda, sovetskij fizik
G. N. Flerov soobshchil Gosudarstvennomu Komitetu Oborony, chto sleduet
bezotlagatel'no pristupit' k izgotovleniyu atomnoj bomby. Kogda v 1943 godu
Krasnaya Armiya vse bol'she vynuzhdala fashistskogo agressora k oborone, mozhno
bylo vnov' vzyat'sya za vypolnenie sobstvennoj programmy atomnyh issledovanij.
Odnako tyazhelye rany, nanesennye mirovoj vojnoj Sovetskoj strane, ne
pozvolyali razvit' stol' moshchnuyu atomnuyu industriyu, kak na obojdennoj vojnoj
territorii Soedinennyh SHtatov. Tam, v malonaselennyh prostranstvah
vyrastali, kak griby, gigantskie ustanovki i celye goroda. V Ok-Ridzhe (shtat
Tennessi) amerikancy vystroili kilometrovuyu ustanovku dlya razdeleniya
izotopov urana gazodiffuzionnym i elektromagnitnym metodami. V Henforde na
reke Kolumbiya na territorii 1800 km[2] vozdvigli bol'shie
promyshlennye ustanovki dlya polucheniya 94-go elementa, znachenie kotorogo kak
atomnogo vzryvchatogo veshchestva amerikancy uzhe ocenili.
Poseredine pustyni N'yu-Meksiko, na nedostupnom vysokom plato, voznikla
laboratoriya atomnoj bomby SSHA -- Los Alamos. Vydayushchiesya atomshchiki pod
rukovodstvom Roberta Oppengejmera rabotali zdes' nad konechnoj stupen'yu --
soedineniem delyashchihsya izotopov v atomnoe vzryvchatoe veshchestvo. Bylo
rasschitano, chto oni mogut vzorvat'sya tol'ko pri opredelennoj kriticheskoj
masse. Neobhodimo bylo ochen' bystro soedinit' dve dokriticheskie chasti, chtoby
podzhech' bombu. Togda odin-edinstvennyj nejtron v doli sekundy razvyazhet
atomnuyu cepnuyu reakciyu.
Snachala predpolagalos' privesti v soprikosnovenie neobhodimye
kolichestva [235]U ili 94-go elementa vysokoj chistoty. No dlya
etogo potrebovalos' by neskol'ko kilogrammov veshchestv. Teper' uzhe ne yavlyaetsya
sekretom, chto kriticheskaya massa etih delyashchihsya izotopov sostavlyaet 22,8 kg
dlya [235]U i 5,6 kg -- dlya elementa 94. Kak zhe mozhno poluchit'
stol'ko elementa 94 -- elementa, kotorogo vovse net v prirode? Iskusstvenno
dobytye elementy v to vremya byli polucheny lish' v nevidimyh, nevesomyh
kolichestvah.
Plutonij -- pervyj iskusstvennyj element, uvidennyj chelovecheskim glazom
93-j element, neptunij, ispuskaet beta-izluchenie. Poetomu ego
pervootkryvateli, Mak-Millan i Abel'son, dovol'no odnoznachno utverzhdali v
stat'e ot 14 iyunya 1940 goda, chto element 94 navernyaka soderzhitsya v produktah
raspada neptuniya. Odnako obnaruzhit' eto im ne udalos'. Preparaty byli
slishkom slaby, chtoby mozhno bylo identificirovat' element 94, po-vidimomu,
ves'ma dolgozhivushchij. Poetomu Mak-Millan sovmestno s kollegami Siborgom,
Segre, Kennedi i Valem poshli po drugomu puti.
V dekabre 1940 goda v Berkli oni obluchili uran dejtronami, razognannymi
v 60-dyujmovom ciklotrone. Izotop neptuniya, voznikayushchij v rezul'tate
elementarnogo prevrashcheniya po uravneniyu
[238]U + d = [238]Np + 2n
dolzhen byl raspast'sya v izotop-238 elementa 94 s izlucheniem
beta-chastic. Togda v Berkli nikto ne somnevalsya v etom. Odnako, chtoby
obnaruzhit' element 94, amerikancam prishlos' zatratit' neskol'ko mesyacev.
Ved' element schitaetsya otkrytym tol'ko togda, kogda odnoznachno vydelen odin
iz ego izotopov, oharakterizovan fizicheski i himicheski i opredelen ego
poryadkovyj nomer. Sovershenno novyj element dolzhen proyavlyat' svojstva,
kotorye yavno otlichayut ego ot uzhe izvestnyh sosedej po periodicheskoj sisteme.
V noch' na 23 fevralya 1941 goda probil chas rozhdeniya 94-go elementa, vernee,
ego izotopa-238. Mak-Millan uzhe ne mog neposredstvenno uchastvovat' v etom
otkrytii. V konce 1940 goda on byl prizvan na voennuyu sluzhbu.
Neobhodimo vernut'sya po vremeni nemnogo nazad. Reshenie o tom, chtoby
provesti opyty po polucheniyu elementa 94 s pomoshch'yu ciklotrona v Berkli, bylo
prinyato na soveshchanii fizikov 15 i 16 dekabrya 1940 goda v Kolumbijskom
universitete, v N'yu-Jorke. Lourens ustupil natisku svoih kolleg Segre i
Fermi i vyrazil gotovnost' predostavit' v ih pol'zovanie svoj ciklotron. Vse
nahodilis' pod vpechatleniem smelogo poleta mysli Fermi. Ved' emigrirovavshij
ital'yanec uzhe davno zanimalsya teoreticheskim obosnovaniem "uranovoj mashiny".
On ves'ma ubeditel'no dokazal svoim kollegam, chto v takom "uranovom kotle"
dolzhen obrazovyvat'sya 94-j element. Poslednij dolzhen byl predpolozhitel'no
obladat' toj zhe sposobnost'yu deleniya, chto i uran-235. Poetomu, schital
uchenyj, nastoyatel'no neobhodimo pytat'sya naladit' sintez etogo elementa,
hotya by v malyh masshtabah, s tem, chtoby uznat' ego svojstva.
Istoriki nauki mnogokratno podcherkivayut, chto N'yu-Jorkskaya konferenciya
yavilas' istoricheskim povorotnym momentom: v dekabre 1940 goda vpervye byla
razvita teoriya delimosti neizvestnogo 94-go elementa. Odnako v eto vremya
vsemirnyj obmen nauchnymi ideyami byl uzhe sil'no ogranichen sekretnymi
pregradami, postavlennymi vojnoj. V amerikanskom special'nom zhurnale "Fizikl
rev'yu", ochen' populyarnom, s iyulya-avgusta 1940 goda ne poyavlyalos' nikakih
soobshchenij po uranovoj probleme.
Poetomu istoriki ne zametili rabotu nemeckogo fizika Karla fon
Vejczekera. V to vremya, kogda vse fiziki-atomshchiki upovali na poluchenie
yadernoj energii putem deleniya urana-235, Vejczeker osnovyvalsya uzhe na
vozmozhnosti polucheniya energii iz urana-238. |ti soobrazheniya soderzhalis' v
ego doklade ot 17 iyulya 1940 goda, podgotovlennom dlya otdela vooruzheniya
armii.
Po predstavleniyam Vejczekera, v zapushchennoj uranovoj mashine iz
nedelyashchegosya urana-238, schitavshegosya bespoleznym, dolzhen byl putem
pogloshcheniya nejtronov obrazovyvat'sya transuranovyj 94-j element. Ego
izotop-239, kak i uran-235, yavlyaetsya atomnym delyashchimsya veshchestvom. Byt'
mozhet, voobshche bylo by vygodnee, polagal Vejczeker, sosredotochit' svoe
vnimanie na legko vydelyaemom elemente 94, chem provodit' trudoemkoe
obogashchenie i otdelenie urana-235.
Vernemsya k sobytiyam 1941 goda v SSHA. Dlya elementa 94 uzhe izvesten byl
izotop-238; on byl nedelyashchimsya, sledovatel'no, neinteresnym. Poetomu
fiziki-atomshchiki SSHA napravili vse usiliya na poluchenie delyashchegosya
izotopa-239. V marte 1941 goda 1,2 kg chistejshej soli urana, zamurovannoj v
bol'shoj parafinovyj blok podvergli v ciklotrone bombardirovke nejtronami.
|to bylo do teh por samoe bol'shoe kolichestvo veshchestva, kotoroe podvergli
prevrashcheniyu. Dva dnya i dve nochi dlilas' bombardirovka "kreposti" uranovogo
yadra. Byli polucheny priblizitel'no 0,5 mkg izotopa-239 elementa 94.
Poyavlenie novogo elementa, kak i bylo predskazano teoriej, soprovozhdalos'
potokom al'fa-chastic.
28 marta 1941 goda amerikanskie fiziki sobralis' v Berkli dlya reshayushchego
eksperimenta. Siborg, Serge, Kennedi, Lourens vzvolnovanno sledili za
ekranom oscillografa, kotoryj dolzhen byl pokazat', sposoben li novyj element
k deleniyu. Opyt polnost'yu podtverdil teoriyu: bylo najdeno vtoroe atomnoe
vzryvchatoe veshchestvo, dazhe moshchnee predydushchego, tak kak dlya nego trebovalas'
men'shaya kriticheskaya massa.
Nachinaya s etogo momenta vse issledovatel'skie raboty s elementom 94
stali v SSHA strogo sekretnymi. Nomer 49 -- takov byl kod dlya izotopa-239
elementa 94. I vse te, kto rabotal nad atomnoj bomboj, izgotovlyaemoj iz
94-go elementa, tak i nazyvalis' -- sorok devyatye. V soobshchenii ot maya 1941
goda Lourens podvel itogi dostignutym uspeham i rekomendoval kak mozhno
skoree poluchit' neobhodimoe kolichestvo 94-go elementa dlya uranovogo kotla.
Ne znaya soobrazhenij Vejczekera, v SSHA prishli k tem zhe vyvodam.
Nemeckie issledovateli atoma tozhe ne ostavalis' bezdeyatel'nymi. V
laboratorii Manfreda fon Ardena byli razrabotany osnovy dlya polucheniya 94-go
elementa. V avguste 1941 goda gost' instituta, fizik Fric Houtermans,
zakonchil svoj sekretnyj doklad "K voprosu o razvyazyvanii cepnyh yadernyh
reakcij". V nem on ukazyval teoreticheskie vozmozhnosti dlya izgotovleniya v
uranovom kotle novogo vzryvchatogo veshchestva iz prirodnogo urana.
94-j element obladaet tem preimushchestvom, chto on yavno otlichaetsya po
svoim svojstvam ot urana, tak chto ih sravnitel'no legko razdelit'. Takoe
himicheskoe razdelenie proishodit gorazdo proshche, chem trudoemkoe otdelenie
izotopov urana-235 i urana-238. CHtoby predprinyat' razdelenie v laboratorii,
a zatem -- kak predusmotreno -- v proizvodstvennom masshtabe, bezuslovno,
neobhodimo bylo zaranee ustanovit' svojstva etogo iskusstvennogo elementa.
Odnako dlya analiticheskih himicheskih issledovanij trebovalis' vesomye
kolichestva veshchestva. Otkuda ih vzyat'? Ved' rech' idet ob elemente, kotorogo
net na Zemle. Ili eto vse zhe ne tak?
V techenie 1942 goda amerikancy ves'ma ser'ezno zanimalis' poiskami
transuranov 93 i 94 v prirodnyh mineralah. Trudoemkaya pererabotka uranovyh
rud iz Kolorado i N'yu-Meksiko dala otricatel'nyj rezul'tat. Esli 94-j
element tam voobshche est', utverzhdali amerikanskie specialisty, to soderzhitsya
on v rudnyh koncentratah v sootnoshenii 1 : 10[14] chto govorit o
nevozmozhnosti ego vydeleniya. Do poslednego momenta vozlagali bol'shie nadezhdy
na uranovuyu smolyanuyu rudu iz rajona Bol'shogo Medvezh'ego ozera v Kanade. V
rude, kotoraya soderzhit sorok razlichnyh elementov, nadeyalis' najti
transurany. Odnako i eta nadezhda ne opravdalas'.
Edinstvennoe, chto nashli, tak eto podhodyashchee nazvanie dlya novogo
elementa. Snova predstavilas' vozmozhnost' provesti parallel' s astronomiej.
V 1930 godu proizoshlo znamenatel'noe sobytie: po tu storonu Neptuna byla
otkryta novaya planeta -- Pluton. Anglijskij astronom Lovell uzhe davno
predskazyval ee sushchestvovanie i tem samym proyavil sebya ne tol'ko kak avtor
fantasticheskih rasskazov. |lement 94 nazvali v chest' novoj planety
plutoniem. V takom naimenovanii zaklyucheno predznamenovanie: ved' 94-j
element, kak sleduet iz klassicheskoj mifologii, nosit imya boga smerti.
Kak zhe shlo delo s popytkami polucheniya zametnyh kolichestv plutoniya? V
ciklotrone byli polucheny lish' mikrogrammovye kolichestva -- tysyachnye doli
milligramma. Ispol'zovanie ciklotrona dlya sinteza iskusstvennyh elementov
oznachalo bol'shoj tehnicheskij progress. Bylo vyschitano, chto s obychnymi
radievo-berillievymi istochnikami nejtronov na poluchenie 0,15 g plutoniya iz
urana potrebovalos' by 200 let. Takoe zhe kolichestvo v ciklotrone mozhno bylo
poluchit' za dva dnya, esli ispol'zovat' nejtrony, vybivaemye razognannymi
dejtronami iz berillievoj misheni.
V avguste 1942 goda amerikancam Kanningemu i Verneru udalos' poluchit'
okolo 1 mkg plutoniya. CHerez mesyac, 10 sentyabrya 1942 goda, vpervye bylo
vzvesheno vidimoe kolichestvo iskusstvenno izgotovlennogo elementa: 2,77 mkg
oksida plutoniya. Dlya etogo special'no byli skonstruirovany mikrovesy s
kvarcevoj nit'yu. V konce 1942 goda uzhe imelos' 500 mkg -- polmilligramma
soli plutoniya. |to kolichestvo slishkom malo dazhe dlya togo, chtoby izgotovit'
bulavochnuyu golovku. Porazitel'na razrabotannaya Kanningemom tehnika raboty,
stavshaya osnovoj ul'tramikroanaliza; neobhodimost' raboty s mikrokolichestvami
veshchestva zastavila ispol'zovat' sovershenno novye formy iskusstva himicheskogo
eksperimenta. Laboratornyj stol ustupil mesto mikroskopu. Pochti vse
manipulyacii prishlos' provodit' pod stereomikroskopom. Obychnye laboratornye
stakany i Kolby sokratilis' do razmerov tonchajshih kapillyarov s vnutrennim
diametrom ot 0,1 do 1 mm. V nih pomeshchali ob®emy zhidkosti ot
10[-1] do 10[-5] ml i provodili himicheskie reakcii. Ob
etih rabotah znachitel'noj nauchnoj cennosti po vydeleniyu i izucheniyu 94-go
elementa nauchnyj mir uznal tol'ko v poslevoennye gody, kogda s nih byla
snyata zavesa sekretnosti.
Osnovyvayas' na svojstvah plutoniya, izuchennyh ul'tramikrometodami, byl
sdelan smelyj shag: proektirovanie i postrojka promyshlennyh ustanovok dlya
izgotovleniya i ochistki etogo delyashchegosya elementa v masshtabe 1:1000 000 000.
Rabota byla nachata v SSHA v to vremya, kogda eshche ne funkcioniroval ni odin
reaktor dlya sinteza plutoniya. Poslednij amerikancy zapustili lish' 2 dekabrya
1942 goda: pod tribunoj sportivnogo stadiona v CHikago |nriko Fermi uspeshno
podzheg uranovyj kotel, sostoyashchij iz sloev 6 t urana, 36,6 t oksida urana i
315 t chistejshego grafita. V hod byla pushchena samopodderzhivayushchayasya cepnaya
reakciya: upravlyaemaya, a sledovatel'no, ne razrushitel'naya, kak togo boyalis'.
Vpervye "uranovaya mashina" vyrabatyvala energiyu, hotya snachala tol'ko 200 Vt.
Takzhe vpervye v uranovom reaktore obrazovyvalsya element plutonij: elementy v
reaktore iskusstvenno prevrashchalis' drug v druga v vesomyh kolichestvah.
Dlya atomnoj promyshlennosti SSHA udachnyj eksperiment Fermi oznachal
poslednij etap k osushchestvleniyu proizvodstva plutoniya v Henforde. S
neveroyatnoj pospeshnost'yu byli ustanovleny tri gigantskih uranovyh kotla na
yuzhnom beregu reki Kolumbiya. Atomnyj reaktor Fermi rabotal, kak chasy. Kogda v
gody vojny eti reaktory byli zapushcheny na polnuyu moshchnost', oni pomimo
bol'shogo chisla radioaktivnyh izotopov vyrabatyvali ezhednevno okolo 1,5 kg
plutoniya. Krome togo, v processe yadernogo deleniya vydelyalos' mnogo energii,
kotoraya ne nahodila primeneniya i lish' nagrevala vodu reki.
Kogda amerikanskomu zhurnalistu Vil'yamu Lourensu, avtoru neskol'kih
populyarnyh broshyur po atomnoj energii, razresheno bylo pobyvat' v Henforde,
uvidennoe porazilo ego. Po ego slovam, ne bylo nikakogo priznaka togo, chto v
etom gigante, postroennom rukoj cheloveka, svirepstvuet kosmicheskij ogon';
chto v ego utrobe proishodit tot process sozidaniya elementov, kotoryj,
veroyatno, protekal milliony let nazad, kogda voznikali osnovy nashego
mirozdaniya. Vse kazalos' kakim-to nereal'nym. Ustanovka rabotala v
neestestvennoj tishine, v kotoroj mozhno bylo uslyshat' bienie sobstvennogo
serdca.
Fermi ispol'zoval dlya svoego reaktora grafit v kachestve zamedlitelya.
Nemcy, kak izvestno, predpochli tyazheluyu vodu. Odnako takim putem oni ne
dostigli celi. K tomu zhe fashistskaya Germaniya byla blizka k gibeli i ne
raspolagala temi moshchnymi material'nymi i tehnicheskimi sredstvami, kotorye
imelis' v SSHA. Nemeckaya model' uranovoj mashiny ne dostigla kriticheskoj
massy; nel'zya bylo poluchit' 94-j element. Vse drugie raboty po vydeleniyu
atomnogo vzryvchatogo veshchestva uran-235 tozhe ne byli zakoncheny do konca
vojny. K schast'yu dlya narodov, gitlerovskaya atomnaya bomba tak i ostalas'
strashnym videniem.
"Ad" i "bezumie"
Blagodarya tochnym ul'tramikrohimicheskim rabotam uchenye ochen' skoro stali
raspolagat' vsemi osnovnymi fiziko-himicheskimi dannymi dlya iskusstvennogo
elementa plutoniya. Teper' issledovateli s nekotoroj gordost'yu zayavlyayut, chto
o plutonii izvestno bol'she, chem o kakom-nibud' klassicheskom elemente,
skazhem, zheleze.
Kogda v konce 1943 goda v SSHA smogli "naskresti" neskol'ko milligrammov
plutoniya, v CHikagskom universitete gruppa Glenna Siborga i Al'berta Giorso
stala rabotat' nad sintezom i obnaruzheniem drugih blizhajshih transuranov --
95- i 96-go. Oni, nesomnenno, takzhe dolzhny obrazovyvat'sya v atomnom reaktore
v rezul'tate mnogokratnogo zahvata nejtronov uranom. Odnako ne bylo smysla
vydelyat' neizvestnye elementy iz produktov deleniya do teh por, poka ne budut
izvestny ih himicheskie i fizicheskie svojstva. Poetomu Siborg s sotrudnikami
hoteli snachala poluchit' eti transurany pri pomoshchi ciklotrona bombardirovkoj
plutoniya nejtronami ili dejtronami. Mezhdu tem opyty, dlivshiesya mesyacami, ne
davali kakih-libo sdvigov. Poyavilis' somneniya v pravil'nosti ispol'zovaniya
metodov razdeleniya.
Prezhnie predstavleniya, soglasno kotorym elementy 93, 94, 95 yavlyayutsya
analogami reniya, osmiya i iridiya, to est' dolzhny proyavlyat' te zhe himicheskie
svojstva, byli razrusheny s otkrytiem neptuniya i plutoniya: v etom meste
periodicheskaya sistema elementov byla neverna! |karenij -- neptunij i
ekaosmij -- plutonij, kak ni stranno, sovershenno ne imeli shodstva s reniem
ili osmiem. Poetomu Siborg predpolozhil, chto transurany vmeste s uranom
otnosyatsya k novoj gruppe elementov, yavlyayushchihsya preimushchestvenno
shestivalentnymi. Odnako kak ni privlekatelen byl etot variant, kak raz dlya
nego ne bylo himicheskih dokazatel'stv. Vse operacii, predprinyatye dlya
vydeleniya poluchennyh elementov 95 i 96, ne privodili ni k chemu, esli
ishodit' iz ih 6-valentnosti.
Siborg vnov' i vnov' pereproveryal svoi predstavleniya. Byt' mozhet,
analogichno 14 lantanoidam (redkozemel'nym elementam) sushchestvuet takzhe gruppa
iz 14 "aktinoidov", kotoraya sleduet za aktiniem i zakanchivaetsya 103-m
elementom? V etom sluchae elementy 95 i 96 dolzhny imet' elektronnye
konfiguracii, shodnye s ih "rodstvennikami" -- evropiem (element 63) i
gadoliniem (element 64), to est' dolzhny byt' preimushchestvenno trehvalentnymi.
Zavorozhennaya etoj mysl'yu gruppa Siborga risknula sdelat' otvazhnyj
pryzhok v neizvestnoe. Oni hoteli, prezhde vsego, sintezirovat' element 96,
chtoby na nem proverit' svoi predstavleniya. Letom 1944 goda oni
bombardirovali 10 mg plutoniya -- bol'she ne bylo -- al'fa-chasticami iz
ciklotrona v Berkli:
[239]Pu + [4]He = [242]X+ n
Opyt udalsya, udalis' i himicheskoe razdelenie i identifikaciya elementa
96. Poyavilas' aktinoidnaya koncepciya Siborga: aktinoidy yavlyayutsya ne chem inym,
kak ekalantanoidami. |to sledovalo uchityvat' pri razmeshchenii ih v
periodicheskoj sisteme. Tak poluchilos', chto 96-j element byl otkryt eshche do
95-go. Odnako himicheskoe razdelenie oboih elementov dolgoe vremya kazalos'
nevypolnimym. Odin sotrudnik iz gruppy v Berkli predlozhil nazvat' eti
transurany "pandemonium" (ad) i "delirium" (bezumie). Razdelenie udalos'
tol'ko v 1945 godu i lish' s pomoshch'yu novoj tehniki, kotoraya osnovyvalas' na
selektivnosti tol'ko chto razrabotannyh ionoobmennyh smol. Vydelennyj 96-j
element nazvali kyuriem v chest' Marii Kyuri. Dlya 95-go elementa predlozhili
nazvanie americij, ishodya iz ego lantanoidnogo analoga -- evropiya. Kogda
pozdnee bylo polucheno pervoe vidimoe glazom kolichestvo iskusstvennogo
elementa americiya i ego hoteli zapechatlet' na plenke, v Berkli otyskali
podhodyashchij dlya sravneniya masshtab: malen'koe igol'noe ushko. I vse zhe ono bylo
bol'she, chem kolichestvo americiya, sobrannoe na kroshechnom centrifuzhnom
steklyshke!
CHtoby poluchit' sleduyushchie transurany, nuzhno bylo raspolagat' dostatochno
bol'shimi kolichestvami americiya i kyuriya v kachestve veshchestv dlya misheni. Vopros
kasalsya ne tol'ko ih sinteza i vydeleniya, no i luchevoj zashchity, ibo novye
transurany okazalis' krajne kovarnymi radioaktivnymi veshchestvami. Odnim iz
opasnejshih yavlyaetsya plutonij vsledstvie ego dolgo neischezayushchij
radioaktivnosti, a takzhe sposobnosti zaderzhivat'sya v chelovecheskom organizme.
V 1 m[3] vozduha maksimal'no dopustimoe soderzhanie sostavlyaet
10[-9] g Pu. Esli sravnit' s sinil'noj kislotoj -- odnim iz
sil'nejshih himicheskih yadov, to ee predel'no dopustimaya koncentraciya ravna 11
mg na 1 m[3] vozduha. Poetomu pri rabote s etimi iskusstvennymi
elementami, vvidu ih "radiotoksichnosti", pervoocherednoj problemoj stanovitsya
zashchita.
Sintezy elementov 97 i 98 zastavili sebya zhdat'. Zatem ih nakonec
poluchili. Siborg, Giorso i Tomson v Berkli bombardirovali elementy 95 i 96
al'fa-chasticami bol'shoj energii. Dlya mishenej byli vzyaty milligrammovye
kolichestva americiya i dazhe mikrogrammovye kolichestva kyuriya, kotorye
sintezirovali iskusstvenno v 1949/50 godah. Oni byli polucheny oblucheniem
sootvetstvenno plutoniya i americiya v reaktore moshchnym potokom nejtronov. V
uranovom reaktore potok nejtronov vo mnogo raz intensivnee, chem v
ciklotrone.
Dva novyh elementa uvideli svet: 97-j -- berklij i 98-j - kalifornij.
Osobenno tyazhelo dostalos' obnaruzhenie 98-go elementa: iz mikrogrammovyh
kolichestv kyuriya obrazovyvalos' lish' okolo 5 000 atomov kaliforniya. Kogda eto
stalo izvestno, v universitete v Berkli mnogie shutili: eto kolichestvo
znachitel'no men'she, chem chislo studentov! Berklij tak i ostalsya ochen' redkim
elementom. Mirovoj zapas i segodnya sostavlyaet lish' neskol'ko milligrammov. I
vse zhe blagodarya izoshchrennym metodam analiza nauka znaet vse naibolee
sushchestvennye fiziko-himicheskie konstanty etogo iskusstvennogo elementa.
V nastoyashchee vremya atomnyj reaktor yavlyaetsya osnovnym istochnikom
polucheniya elementov 94--98. Transurany izvlekayut iz othodov, obrazuyushchihsya
posle vygoraniya sterzhnej iz obogashchennogo urana, prichem vydelyayut eti elementy
v razlichnyh kolichestvah. K etomu my eshche vernemsya. Znachitel'no vyshe vyhody
produktov deleniya srednej massy, v kotorye prevrashchaetsya v reaktore uran-235.
K nim otnosyatsya takzhe iskusstvennye elementy 43 i 61.
V 1945 godu amerikanskie himiki Marijskij, Glendenin i Koriell,
ispol'zuya novyj ionoobmennik, vpervye vydelili zametnye kolichestva 61-go
elementa. Vse oni voshli v istoriyu nauki kak pervootkryvateli etogo elementa.
Amerikancy predlozhili nazvat' ego prometij, chto simvolizirovalo by otvagu
chelovecheskogo duha i vmeste s tem vozmozhnye opasnosti ispol'zovaniya atomnoj
energii: ved' Prometej pohitil u bogov ogon', chtoby peredat' ego lyudyam.
Glavnyj izotop, prometij-147, radioaktiven i ispuskaet slaboe
beta-izluchenie. |ti dannye sovpali s teoreticheskimi predskazaniyami. Posle
togo, kak stali izvestny harakternye svojstva novogo elementa, opyty po
obnaruzheniyu ego v prirode, provodivshiesya |remetse i drugimi uchenymi, imeli
nekotoryj uspeh. Rabotaya v promyshlennom masshtabe, finskij himik vydelil iz 6
000 t apatita okolo 20 t oksidov redkozemel'nyh elementov, a iz nih -- 3,8
kg smesi oksidov samariya i neodima. Posle razdeleniya na ionoobmennike
ostalos' celyh 83 mg, kotorye ispuskali slaboe beta-izluchenie. |tu frakciyu
|remetse issledoval v 1965 godu i ee beta-spektr sovpal so spektrom
prometiya-147. Po ocenke |remetse, v koncentrate, poluchennom iz 6000 t
apatita, dolzhno soderzhat'sya 10[-11] g prometiya. Krome togo, sledy
etogo elementa byli najdeny takzhe v uranovoj smolke. Predpolagaetsya, chto
prirodnyj prometij obrazovalsya zahvatom nejtronov 60-m elementom, neodimom,
libo spontannym deleniem urana-238, a takzhe inducirovannym deleniem
urana-235. Odnako takie prirodnye "nahodki" ne otvergayut opredeleniya
prometiya, kak iskusstvennogo elementa. Ved' oshchutimye kolichestva ego i
segodnya mozhno poluchit' tol'ko iz produktov deleniya urana: moshchnye reaktory v
10 000 kVt dayut ezhednevno 1500 mg prometiya-147. V 1959 godu godovoj vypusk
prometiya v SSHA povysilsya uzhe do 650 g.
Izotop tehneciya [99]Ts takzhe udalos' obnaruzhit' v prirode v
vide sledov. V 1 kg uranovoj rudy nashli 10[-10] g izotopa.
Tehnecij-99 voznikaet pri spontannom delenii urana-238. Odnako vryad li
kto-nibud' zahochet poluchat' ego iz uranovyh rud. V nastoyashchee vremya
raspolagayut kilogrammovymi kolichestvami tehneciya i poluchayut ego
isklyuchitel'no v yadernoj promyshlennosti. Eshche v 1959 godu anglijskie himiki
soobshchali, chto oni vydelili 20 g etogo iskusstvennogo elementa iz 100 t
otrabotannogo reaktornogo topliva.
Po novejshim issledovaniyam, plutonij uzhe nel'zya nazyvat' iskusstvennym
elementom, ibo v 1971 godu ego obnaruzhili v prirodnom redkozemel'nom
minerale bastnezite, ne soderzhashchem urana. V 90 kg gornoj porody soderzhitsya
10[-14] g plutoniya-244, chto bylo ustanovleno s pomoshch'yu
mass-spektrografa. |to -- edinstvennyj izotop 94-go elementa, kotoryj eshche ne
sovsem ischez s lica Zemli za vremya ee sushchestvovaniya. Drugie izotopy
plutoniya, kotorye segodnya v vide sledov eshche nahodyatsya v prirodnyh uranovyh
rudah, imeyut, kak uzhe govorilos', iskusstvennoe proishozhdenie.
Po priblizitel'noj ocenke, vsya zemnaya kora tolshchinoj v 16 km soderzhit
okolo 1 kg plutoniya. Vvidu etogo v tablice rasprostranennosti prirodnyh
elementov plutonij zanimaet 90-e mesto -- mezhdu neptuniem i franciem. Takim
obrazom, edinstvennym istochnikom plutoniya yavlyaetsya takzhe yadernaya
promyshlennost', kotoraya dala uzhe mnogie tonny etogo elementa.
Ciklotrony i uranovye reaktory vse bol'she stanovyatsya sovremennym
filosofskim kamnem. S ih pomoshch'yu pomimo bol'shogo chisla izvestnyh
radioaktivnyh elementov v znachitel'nyh kolichestvah sinteziruyutsya i novye --
v grammah, kilogrammah i dazhe tonnah. V etoj svyazi, estestvenno, voznikaet
provokacionnyj vopros: nel'zya li proizvodit' takzhe i zoloto v uranovom
reaktore?
Zoloto, poluchennoe v atomnom reaktore
V 1935 godu amerikanskomu fiziku Arturu Dempsteru udalos' provesti
mass-spektrograficheskoe opredelenie izotopov, soderzhashchihsya v prirodnom
urane. V hode opytov Dempster izuchil takzhe izotopnyj sostav zolota i
obnaruzhil tol'ko odin izotop -- zoloto-197. Nikakih ukazanij na
sushchestvovanie zolota-199 ne bylo. Nekotorye uchenye predpolagali, chto dolzhen
sushchestvovat' tyazhelyj izotop zolota, ibo zolotu v to vremya pripisyvali
otnositel'nuyu atomnuyu massu 197,2. Odnako zoloto yavlyaetsya monoizotopnym
elementom. Poetomu zhelayushchim iskusstvennym putem poluchit' etot vozhdelennyj
blagorodnyj metall vse usiliya neobhodimo napravit' na sintez edinstvennogo
ustojchivogo izotopa -- zolota-197.
Izvestiya ob uspeshnyh opytah po izgotovleniyu iskusstvennogo zolota
vsegda vyzyvali bespokojstvo v finansovyh i pravyashchih krugah. Tak bylo vo
vremena rimskih pravitelej, tak ostalos' i teper'. Poetomu ne udivitel'no,
chto suhoj otchet ob issledovaniyah Nacional'noj laboratorii v CHikago gruppy
professora Dempstera eshche nedavno vyzval vozbuzhdenie v kapitalisticheskom
finansovom mire: v atomnom reaktore mozhno iz rtuti poluchit' zoloto! |to --
samyj poslednij i ubeditel'nyj sluchaj alhimicheskogo prevrashcheniya.
Nachalos' eto eshche v 1940 godu, kogda v nekotoryh laboratoriyah yadernoj
fiziki nachali bombardirovat' bystrymi nejtronami, poluchennymi s pomoshch'yu
ciklotrona, sosednie s zolotom elementy -- rtut' i platinu. Na soveshchanii
amerikanskih fizikov v Neshville v aprele 1941 goda A. SHerr i K. T. Bejnbridzh
iz Garvardskogo universiteta dolozhili ob uspeshnyh rezul'tatah takih opytov.
Oni napravili razognannye dejtrony na litievuyu mishen' i poluchili potok
bystryh nejtronov, kotoryj byl ispol'zovan dlya bombardirovki yader rtuti. V
rezul'tate yadernogo prevrashcheniya bylo polucheno zoloto! Tri novyh izotopa s
massovymi chislami 198, 199 i 200. Odnako eti izotopy ne byli stol'
ustojchivymi, kak prirodnyj izotop -- zoloto-197. Ispuskaya beta-luchi, oni po
istechenii neskol'kih chasov ili dnej snova prevrashchalis' v ustojchivye izotopy
rtuti s massovymi chislami 198, 199 i 200. Sledovatel'no, u sovremennyh
priverzhencev alhimii ne bylo povoda dlya likovaniya. Zoloto, kotoroe vnov'
prevrashchaetsya v rtut', nichego ne stoit: eto obmanchivoe zoloto. Odnako uchenye
radovalis' uspeshnomu prevrashcheniyu elementov. Oni smogli rasshirit' svoi
poznaniya ob iskusstvennyh izotopah zolota.
V osnove "transmutacii", provedennoj SHerrom i Bejnbridzhem, lezhit tak
nazyvaemaya (n, p) -reakciya: yadro atoma rtuti, pogloshchaya nejtron n,
prevrashchaetsya v izotop zolota i pri etom vydelyaetsya proton r.
Prirodnaya rtut' soderzhit sem' izotopov v raznyh kolichestvah: 196 (0,146
%), 198 (10,02 %), 199 (16,84 %), 200 (23,13 %), 201 (13,22 %), 202 (29,80
%) i 204 (6,85 %). Poskol'ku SHerr i Bejnbridzh nashli izotopy zolota s
massovymi chislami 198, 199 i 200, sleduet polagat', chto poslednie voznikli
iz izotopov rtuti s temi zhe massovymi chislami. Naprimer:
[198]Hg + n =[198]Au + r
Takoe predpolozhenie kazhetsya opravdannym -- ved' eti izotopy rtuti
yavlyayutsya dovol'no rasprostranennymi.
Veroyatnost' osushchestvleniya kakoj-libo yadernoj reakcii opredelyaetsya,
prezhde vsego, tak nazyvaemym effektivnym secheniem zahvata atomnogo yadra po
otnosheniyu k sootvetstvuyushchej bombardiruyushchej chastice. Poetomu sotrudniki
professora Dempstera, fiziki Ingrem, Gess i Gajdn, pytalis' tochno opredelit'
effektivnoe sechenie zahvata nejtronov prirodnymi izotopami rtuti. V marte
1947 goda oni smogli pokazat', chto izotopy s massovymi chislami 196 i 199
obladayut naibol'shim secheniem zahvata nejtronov i potomu imeyut naibol'shuyu
veroyatnost' prevrashcheniya v zoloto. V kachestve "pobochnogo produkta" svoih
eksperimental'nyh issledovanij oni poluchili... zoloto! Tochno 35 mkg,
poluchennyh iz 100 mg rtuti posle oblucheniya zamedlennymi nejtronami v atomnom
reaktore. |to sostavlyaet vyhod 0,035 %, odnako esli najdennoe kolichestvo
zolota otnesti lish' k rtuti-196, to poluchitsya solidnyj vyhod v 24 %, ibo
zoloto-197 obrazuetsya tol'ko iz izotopa rtuti s massovym chislom 196.
S bystrymi nejtronami chasto protekayut (n, r)-reakcii, a s medlennymi
nejtronami -- preimushchestvenno (n,()-prevrashcheniya. Zoloto, otkrytoe
sotrudnikami Dempstera, obrazovalos' sleduyushchim obrazom:
[196]Hg + n = [197]Hg* + (
[197]Hg* + e[-] = [197]Au
Obrazuyushchayasya po (n, ()-processu neustojchivaya rtut'-197 prevrashchaetsya v
ustojchivoe zoloto-197 v rezul'tate K-zahvata (elektrona s K-obolochki svoego
sobstvennogo atoma).
Takim obrazom, Ingrem, Gess i Gajdn sintezirovali v atomnom reaktore
oshchutimye kolichestva iskusstvennogo zolota! Nesmotrya na eto, ih "sintez
zolota" nikogo ne vstrevozhil, poskol'ku o nem uznali lish' uchenye, tshchatel'no
sledivshie za publikaciyami v "Fizikl rev'yu". Otchet byl kratkim i navernyaka
nedostatochno interesnym dlya mnogih iz-za svoego ni o chem ne govoryashchego
zagolovka: "Neutron cross-sections for mercury isotopes" (|ffektivnye
secheniya zahvata nejtronov izotopami rtuti). Odnako sluchayu vylo ugodno, chtoby
cherez dva goda, v 1949 godu, chereschur retivyj zhurnalist podhvatil eto chisto
nauchnoe soobshchenie i v kriklivo-rynochnoj manere provozglasil v mirovoj presse
o proizvodstve zolota v atomnom reaktore. Vsled za etim vo Francii proizoshla
krupnaya nerazberiha pri kotirovanii zolota na birzhe. Kazalos', chto sobytiya
razvivayutsya imenno tak, kak predstavlyal sebe Rudol'f Dauman, predskazavshij v
svoem fantasticheskom romane "konec zolota".
Odnako iskusstvennoe zoloto, poluchennoe v atomnom reaktore, zastavlyalo
sebya zhdat'. Ono nikak ne sobiralos' zatoplyat' rynki mira. Kstati, professor
Dempster v etom i ne somnevalsya. Postepenno francuzskij rynok kapitala vnov'
uspokoilsya. V etom ne poslednyaya zasluga francuzskogo zhurnala "Atomy",
kotoryj v yanvarskom nomere 1950 goda pomestil stat'yu: "La transmutation du
mercure en or" (Transmutaciya rtuti v zoloto).
Hotya zhurnal v principe priznaval vozmozhnost' polucheniya zolota iz rtuti
metodom yadernoj reakcii, odnako svoih chitatelej on uveryal v sleduyushchem: cena
takogo iskusstvennogo blagorodnogo metalla budet vo mnogo raz vyshe, chem
prirodnogo zolota, dobytogo iz samyh bednyh zolotyh rud!
Sotrudniki Dempstera ne mogli otkazat' sebe v udovol'stvii - poluchit' v
reaktore nekotoroe kolichestvo takogo iskusstvennogo zolota. S teh por etot
kroshechnyj lyubopytnyj eksponat ukrashaet CHikagskij muzej nauki i
promyshlennosti. |tim raritetom -- svidetel'stvom iskusstva "alhimikov" v
atomnuyu eru -- mozhno bylo polyubovat'sya vo vremya ZHenevskoj konferencii v
avguste 1955 goda.
S tochki zreniya yadernoj fiziki vozmozhny neskol'ko prevrashchenij atomov v
zoloto. My nakonec otkroem tajnu filosofskogo kamnya i rasskazhem, kak mozhno
sdelat' zoloto. Podcherknem pri etom, chto edinstvenno vozmozhnyj put' -- eto
prevrashchenie yader. Vse drugie doshedshie do nas recepty klassicheskoj alhimii
nichego ne stoyat, oni privodyat lish' k obmanu.
Ustojchivoe zoloto, [197]Au, mozhno bylo by poluchit' putem
radioaktivnogo raspada opredelennyh izotopov sosednih elementov. |tomu nas
uchit tak nazyvaemaya karta nuklidov, v kotoroj predstavleny vse izvestnye
izotopy i vozmozhnye napravleniya ih raspada. Tak, zoloto-197 obrazuetsya iz
rtuti-197, izluchayushchej beta-luchi, libo iz takoj rtuti putem K-zahvata. Mozhno
bylo by takzhe poluchit' zoloto iz talliya-201, esli by etot izotop ispuskal
al'fa-luchi. Odnako etogo ne nablyudaetsya. Kak zhe poluchit' izotop rtuti s
massovym chislom 197, kotorogo net v prirode? CHisto teoreticheski ego mozhno
poluchit' iz talliya-197, a poslednij -- iz svinca-197. Oba nuklida
samoproizvol'no s zahvatom elektrona prevrashchayutsya sootvetstvenno v rtut'-197
i tallij-197. Prakticheski eto byla by edinstvennaya, hotya i tol'ko
teoreticheskaya, vozmozhnost' sdelat' zoloto iz svinca. Odnako svinec-197 tozhe
lish' iskusstvennyj izotop, kotoryj nado snachala poluchit' yadernoj reakciej. S
prirodnym svincom delo ne pojdet.
Izotopy platiny [197]Pt i rtuti [197]Hg tozhe
poluchayut tol'ko yadernymi prevrashcheniyami. Real'no osushchestvimymi yavlyayutsya lish'
reakcii, v osnove kotoryh lezhat prirodnye izotopy. V kachestve ishodnyh
veshchestv dlya etogo podhodyat tol'ko [196]Hg, [198]Hg i
[194]Pt. |ti izotopy mozhno bylo by bombardirovat' razognannymi
nejtronami ili al'fa-chasticami s tem, chtoby prijti k sleduyushchim reakciyam:
[196]Hg + n = [197]Hg* + (
[198]Hg + n = [197]Hg* + 2n
[194]Pt + [4]He = [197]Hg* + n
S takim zhe uspehom mozhno bylo by poluchit' iskomyj izotop platiny iz
[194]Pt putem (n, ()-prevrashcheniya libo iz [200]Hg putem
(n, () -processa. Pri etom, konechno, nel'zya zabyvat', chto prirodnoe zoloto i
platina sostoyat iz smesi izotopov, tak chto v kazhdoj sluchae prihoditsya
uchityvat' konkuriruyushchie reakcii. CHistoe zoloto pridetsya v konce koncov
vydelyat' iz smesi razlichnyh nuklidov i neproreagirovavshih izotopov. Process
etot budet trebovat' bol'shih zatrat. Ot prevrashcheniya platiny v zoloto voobshche
pridetsya otkazat'sya iz ekonomicheskih soobrazhenij: kak izvestno, platina
dorozhe zolota.
Drugim variantom sinteza zolota yavlyaetsya neposredstvennoe yadernoe
prevrashchenie prirodnyh izotopov, naprimer, po sleduyushchim uravneniyam:
[200]Hg + r =[197]Au + [4]He
[199]Hg + d = [197]Au + [4]He
K zolotu-197 privel by takzhe ((, r) -process (rtut'-198), ((, r)
-process (platina-194) ili (r, () libo (d, n)-prevrashchenie (platina-196).
Vopros zaklyuchaetsya lish' v tom, vozmozhno li eto prakticheski, a esli da, to
rentabel'no li eto voobshche po upomyanutym prichinam. |konomichnoj byla by tol'ko
dlitel'naya bombardirovka rtuti nejtronami, kotorye imeyutsya v reaktore v
dostatochnoj koncentracii. Drugie chasticy prishlos' by poluchat' ili uskoryat' v
ciklotrone -- takoj metod, kak izvestno, daet lish' kroshechnye vyhody veshchestv.
Esli prirodnuyu rtut' podvergnut' v reaktore dejstviyu potoka nejtronov,
to krome ustojchivogo zolota obrazuetsya glavnym obrazom radioaktivnoe. |to
radioaktivnoe zoloto (s massovymi chislami 198, 199 i 200) imeet ochen' maluyu
prodolzhitel'nost' zhizni i v techenie neskol'kih dnej vnov' prevrashchaetsya v
ishodnye veshchestva s ispuskaniem beta-izlucheniya:
[198]Hg + n= [198]Au* + p
[198]Au = [198]Hg + e[-] (2,7 dnya)
Isklyuchit' obratnoe prevrashchenie radioaktivnogo zolota v rtut', to est'
razorvat' etot Circulus vitiosus[69], ni v koem sluchae ne
udaetsya: zakony prirody nel'zya obojti.
V etih usloviyah menee slozhnym, chem "alhimiya", kazhetsya sinteticheskoe
poluchenie dorogostoyashchego blagorodnogo metalla -- platiny. Esli by udalos'
napravit' bombardirovku nejtronami v reaktore tak, chtoby proishodili
preimushchestvenno (n, ()-prevrashcheniya, to mozhno bylo by nadeyat'sya poluchit' iz
rtuti znachitel'nye kolichestva platiny: vse rasprostranennye izotopy rtuti --
[198]Hg, [199]Hg, [201]Hg -- prevrashchayutsya v
ustojchivye izotopy platiny -- [195]Pt, [196]Pt i
[198]Pt. Konechno, i zdes' ochen' slozhen process vydeleniya
sinteticheskoj platiny.
Frederik Soddi eshche v 1913 godu predlozhil put' polucheniya zolota yadernym
prevrashcheniem talliya, rtuti ili svinca. Odnako v to vremya uchenye nichego ne
znali ob izotopnom sostave etih elementov. Esli by predlozhennyj Soddi
process otshchepleniya al'fa-i beta-chastic mog byt' osushchestvlen, sledovalo by
ishodit' iz izotopov [201]Tl, [201]Hg,
[205]Pb. Iz nih v prirode sushchestvuet lish' izotop
[201]Hg, smeshannyj s drugimi izotopami etogo elementa i himicheski
nerazdelimyj. Sledovatel'no, recept Soddi byl neosushchestvim.
To, chto ne udaetsya dazhe vydayushchemusya issledovatelyu atoma, ne smozhet,
konechno, osushchestvit' profan. Pisatel' Dauman v svoej knige "Konec zolota",
vyshedshej v 1938 godu, soobshchil nam recept, kak prevratit' vismut v zoloto:
otshchepleniem dvuh al'fa-chastic ot yadra vismuta s pomoshch'yu rentgenovskih luchej
bol'shoj energii. Takaya ((, 2()-reakciya ne izvestna i do nastoyashchego vremeni.
Pomimo etogo, gipoteticheskoe prevrashchenie
[205]Bi + ( = [197]Au + 2(
ne mozhet idti i po drugoj prichine: ne sushchestvuet ustojchivogo izotopa
[205]Bi. Vismut -- monoizotopnyj element! Edinstvennyj zhe
prirodnyj izotop vismuta s massovym chislom 209 mozhet dat' po principu
reakcii Daumana -- tol'ko radioaktivnoe zoloto-201, kotoroe s periodom
poluraspada 26 min snova prevrashchaetsya v rtut'. Kak vidim, geroj romana
Daumana, uchenyj Bargengrond, i ne mog poluchit' zoloto!
Teper' nam izvestno, kak dejstvitel'no poluchit' zoloto. Vooruzhennye
znaniem yadernoj fiziki risknem na myslennyj eksperiment: 50 kg rtuti
prevratim v atomnom reaktore v polnovesnoe zoloto -- v zoloto-197. Nastoyashchee
zoloto poluchaetsya iz rtuti-196. K sozhaleniyu, etogo izotopa soderzhitsya v
rtuti tol'ko 0,148 %. Sledovatel'no, v 50 kg rtuti prisutstvuet lish' 74 g
rtuti-196, i tol'ko takoe kolichestvo my mozhem transmutirovat' v istinnoe
zoloto.
Vnachale budem optimistami i polozhim, chto eti 74 g rtuti-196 mozhno
prevratit' v takoe zhe kolichestvo zolota-197, esli podvergnut' rtut'
bombardirovke nejtronami v sovremennom reaktore proizvoditel'nost'yu
10[15] nejtronov/(sm[2]*s). Predstavim sebe 50 kg
rtuti, to est' 3,7 l, v vide shara, pomeshchennogo v reaktor, togda na
poverhnost' rtuti, ravnuyu 1157 sm[2], v kazhduyu sekundu budet
vozdejstvovat' potok 1,16 * 10[18] nejtronov. Iz nih na 74 g
izotopa-196 vozdejstvuyut 0,148 %, ili 1,69 * 10[15] nejtronov.
Dlya uproshcheniya primem dalee, chto kazhdyj nejtron vyzyvaet prevrashchenie
[196]Hg v [197]Hg*, iz kotoroj zahvatom elektrona
obrazuetsya [197]Au.
Sledovatel'no, v nashem rasporyazhenii imeetsya 1,69 * 10[15]
nejtronov v sekundu dlya togo, chtoby prevratit' atomy rtuti-196. Skol'ko zhe
eto, sobstvenno, atomov? Odin mol' elementa, to est' 197 g zolota, 238 g
urana, 4 g geliya, soderzhit 6,022 * 10[23] atomov. Priblizitel'noe
predstavlenie ob etom gigantskom chisle my smozhem poluchit' lish' na osnove
naglyadnogo sravneniya. Naprimer, takogo: predstavim sebe, chto vse naselenie
zemnogo shara 1990 goda -- primerno 6 milliardov chelovek -- pristupilo k
podschetu etogo kolichestva atomov. Kazhdyj schitaet po odnomu atomu v sekundu.
Za pervuyu sekundu soschitali by 6 * 10[9] atomov, za dve sekundy
-- 12 * 10[9] atomov i t. d. Skol'ko vremeni potrebuetsya
chelovechestvu v 1990 godu, chtoby soschitat' vse atomy v odnom mole? Otvet
oshelomlyaet: okolo 3 200 000 let!
74 g rtuti-196 soderzhat 2,27 * 10[23] atomov. V sekundu s
dannym potokom nejtronov my mozhem transmutirovat' 1,69*10[15]
atomov rtuti. Skol'ko vremeni potrebuetsya dlya prevrashcheniya vsego kolichestva
rtuti-196? Vot otvet: potrebuetsya intensivnaya bombardirovka nejtronami iz
reaktora s bol'shim potokom v techenie chetyreh s polovinoj let! |ti ogromnye
zatraty my dolzhny proizvesti, chtoby iz 50 kg rtuti v konce koncov poluchit'
tol'ko 74 g zolota, i takoe sinteticheskoe zoloto nado eshche otdelit' ot
radioaktivnyh izotopov zolota, rtuti i dr.
Da, eto tak, v vek atoma mozhno sdelat' zoloto. Odnako process slishkom
dorog. Zoloto, poluchennoe iskusstvenno v reaktore, bescenno. Proshche bylo by
prodavat' v kachestve "zolota" smes' ego radioaktivnyh izotopov. Mozhet byt',
pisateli-fantasty soblaznyatsya na vydumki s uchastiem etogo "deshevogo" zolota?
"Mare tingerem, si mercuris esset" (YA more by prevratil v zoloto, esli
by ono sostoyalo iz rtuti). |to hvastlivoe vyskazyvanie pripisyvali alhimiku
Rajmundusu Lullusu. Predpolozhim, chto my prevratili ne more, no bol'shoe
kolichestvo rtuti v 100 kg zolota v atomnom reaktore. Vneshne neotlichimoe ot
prirodnogo, lezhit pered nami eto radioaktivnoe zoloto v vide blestyashchih
slitkov. S tochki zreniya himii eto -- tozhe chistoe zoloto. Kakoj-nibud' Krez
pokupaet eti slitki po shodnoj, kak polagaet, cene. On i ne podozrevaet, chto
v dejstvitel'nosti rech' idet o smesi radioaktivnyh izotopov
[198]Au i [199]Au, period poluraspada kotoryh
sostavlyaet ot 65 do 75 ch. Mozhno predstavit' sebe etogo skryagu, uvidevshego,
chto ego zolotoe sokrovishche bukval'no utekaet skvoz' pal'cy. Za kazhdye tri dnya
ego imushchestvo umen'shaetsya napolovinu, i on ne v sostoyanii eto predotvratit';
cherez nedelyu ot 100 kg zolota ostanetsya tol'ko 20 kg, cherez desyat' periodov
poluraspada (30 dnej) -- prakticheski nichego (teoreticheski eto eshche 80 g). V
sokrovishchnice ostalas' tol'ko bol'shaya luzha rtuti. Obmanchivoe zoloto
alhimikov!
Tajna zolotogo medal'ona
Atomnaya fizika daet takzhe otvet na vopros, vozmozhny li voobshche s nauchnoj
tochki zreniya te "prevrashcheniya" drugih metallov v zoloto, kotorye ran'she
praktikovali alhimiki. Segodnya my znaem, chto prevrashchenie atomov v zoloto
osushchestvlyaetsya tol'ko v sluchae transmutacii sosednih elementov -- rtuti i
platiny -- v ustojchivoe zoloto.
Vse drugie "processy" polucheniya zolota -- prevrashcheniem zheleza, olova,
svinca, dazhe serebra -- zaranee obrecheny na neudachu. Esli pri takih
alhimicheskih manipulyaciyah dejstvitel'no "najdeno" zoloto, to ono libo uzhe
bylo, libo obogashcheno povtornymi pereplavkami. CHashche zhe vsego ego lovko
primeshivali s cel'yu obmana. Neredko ispol'zovali i drugie tryuki dlya
izgotovleniya splavov i metallicheskih pokrytij, porazitel'no pohozhih na
zoloto.
Vspomnim hotya by latun', kotoraya v neokislennom sostoyanii obladaet
prekrasnejshim zolotym bleskom. A tot, kto ne poverit, chto otlivayushchaya zolotom
bronza -- splav medi (29) i olova (50) -- ne yavlyaetsya s tochki zreniya
"yadernoj fiziki" zolotom, dolzhen prosto slozhit' zaryady yader otdel'nyh
komponentov: 50 + 29 = 79. Takoj "raschet" sdelal odnazhdy odin
uchenyj-yumorist. Sejchas v yuvelirnom promysle chasto i vpolne zakonnym obrazom
ispol'zuyut splavy iz drugih metallov, porazitel'no pohozhie na zoloto.
Princ-metall -- tak imenuyut latun' zolotoj okraski. Mangejmskim zolotom
nazyvayut splav medi, cinka i olova. Mozaichnoe zoloto, poluchennoe iz medi i
cinka, imeet ottenok samorodnogo zolota. Metall Gamil'tona primenyayut dlya
"zolocheniya" razlichnyh predmetov. Odnako naibolee izvesten tal'mi -- takzhe
splav medi s cinkom, imeyushchij prekrasnuyu zolotuyu okrasku i chrezvychajnuyu
stojkost' k korrozii.
Sushchestvuyut, krome togo, mineraly i himicheskie soedineniya, shodnye s
zolotom. Syuda otnosyatsya slyuda s zheltovato-zolotym bleskom, nazyvaemaya v
narode koshach'im zolotom, i pirit (zheleznyj kolchedan), imeyushchij metallicheskij
latunnyj blesk. Legendarnoe zolotoe sokrovishche korolya Kreza, dolzhno byt',
bol'shej chast'yu sostoyalo iz iskryashchegosya pirita.
Sovsem nedavno, v 1974 godu, kanadskim himikam udalos' poluchit' iz
rtuti kristally s zolotym bleskom. Rech' idet o soedinenii neobychajnogo
stroeniya i sostava: Hg1,85AsF6, arsenoftoride rtuti. Ne "alhimiya" li eto v
luchshem, klassicheskom smysle!
Mogut spravedlivo vozrazit', chto srednevekovye alhimiki eshche nichego ne
znali ob atomnoj fizike. U nih ne bylo ni segodnyashnego opyta, ni
nauchno-tehnicheskih sredstv. Storonniki alhimii schitali, chto sushchestvovali
veskie dokazatel'stva iskusstva alhimikov. Otkuda zhe vozniklo zoloto,
kotoroe izgotovlyal Lullus po porucheniyu anglijskogo korolya |duarda? Esli my
hotim razveyat' legendu o zolote drevnih umel'cev, neobhodimo tochno otvetit'
na etot i drugie voprosy.
Iz kakogo istochnika cherpal zoloto saksonskij kurfyurst Avgust, kotoryj
zanimalsya alhimiej i ostavil zolotoe sokrovishche v 17 millionov talerov?
CHto kroetsya za tajnoj zolotogo medal'ona, kotoryj prepodnes alhimik
Zejler imperatoru Leopol'du I?
CHto oznachaet argentaurum mistera |mmensa?
Prishlo vremya otvetit' na eti voprosy...
V chest' pobedy na more nad francuzami v 1340 godu anglijskij korol'
|duard III -- on carstvoval s 1327 po 1377 god -- povelel chekanit'
special'nye zolotye monety, tak nazyvaemye nobli. Do 1360 goda nobli
sohranyali provokacionnuyu nadpis': "Korol' Anglii i Francii". Monety eti
yakoby byli izgotovleny iz zolota Rajmundusa Lullusa.
Rajmundus Lullus rodilsya v 1235 godu, umer uzhe v 1315-m, po drugim
istochnikam -- ne pozdnee 1333-go. On sluzhil korolyu |duardu I, kotoryj
carstvoval do 1307 goda. |to nesomnenno. S drugoj storony, ustanovleno, chto
nobli izgotovleny iz polnovesnogo zolota, a ne iz zolota alhimikov. Vyhodit,
chto Lullus ne mog sdelat' zoloto. V to zhe vremya istoricheski dostoverno, chto
korol' |duard III sobiral voennye kontribucii putem povysheniya nalogov i
nalozheniem dolgovyh obyazatel'stv. Ne stesnyayas', on konfiskoval zolotye
predmety iz cerkvej i monastyrej, nalagal arest dazhe na simvoly koronacii.
Semnadcat' millionov talerov zolotom sostavilo sokrovishche, kotoroe
ostavil svoim naslednikam saksonskij kurfyurst Avgust. On pravil s 1553 po
1586 god. Avgust sam byl alhimikom, i k tomu zhe emu sluzhil alhimik SHvercer.
Svoe zoloto Avgust yakoby dobyl tajnym iskusstvom.
Kakovo istinnoe proishozhdenie etogo zolota? Aptekar' i istorik Iogann
Hristian Vigleb tozhe zadal sebe takoj vopros. Tochnyj otvet my nahodim v ego
"Istoriko-kriticheskom issledovanii alhimii ili voobrazhaemogo iskusstva
izgotovleniya zolota", poyavivshemsya v 1777 godu. Dlya oproverzheniya legendy o
zolote alhimikov Vigleb pereryl istoricheskie istochniki i obnaruzhil, chto
zolotomu sokrovishchu saksonskogo kurfyursta est' ves'ma veroyatnoe ob®yasnenie. V
XV i XVI vekah razrabotka serebryanyh rud v saksonskih rudonosnyh gorah
dostigla neozhidannogo rascveta. Iz plodonosnyh rudnikov v SHneeberge,
Frajberge i Annaberge dobyvali bol'shie kolichestva serebra. Desyataya chast' --
tak nazyvaemaya desyatina -- dolzhna byla prinadlezhat' vlastitelyu. Eshche takoe zhe
kolichestvo kurfyurst poluchal s monetnogo dvora za predostavlennuyu privilegiyu
chekanki monet. Istoricheski dokazano, chto za 1471 -- 1550 gody saksonskie
kurfyursty prisvoili tol'ko iz shneebergskih serebryanyh rudnikov bolee 4
milliardov talerov.
V period pravleniya kurfyursta Avgusta serebryanoe izobilie rudonosnyh gor
ne umen'shilos'. Poetomu, po mneniyu Vigleba, "uzhe ne yavlyaetsya zagadkoj, kak
Avgust posle 33-letnego pravleniya i stol' zhe dlitel'noj ekspluatacii
rudnikov... smog ostavit' 17 millionov talerov... Mozhno udivlyat'sya, chto on
ne ostavil bol'she". SHneebergskij pirargit soderzhal nemalye kolichestva
zolota, kotoroe tozhe izvlekali. SHvercer, milost'yu kurfyursta naznachennyj
pridvornym alhimikom, imel osoboe pristrastie k etoj serebryanoj rude i
"transmutiroval" ee do teh por, poka v plavil'nom tigle ne nachinalo sverkat'
zoloto.
V 1677 godu monah Vencel' Zejler opustil serebryanyj medal'on vesom 7 kg
primerno na chetyre pyatyh v udivitel'nuyu zhidkost' i na glazah pridvornyh
imperatora Leopol'da I prevratil ego v chistoe zoloto. Nikto i ne dumal
togda, chto tryuk Zejlera budet razgadan tol'ko cherez 250 let. Konechno, i
ran'she otbirali proby po neskol'ko santimetrov s obeih storon "granicy
transmutacii" dlya opredeleniya plotnosti. |ti zarubki mozhno uvidet' i sejchas.
Poluchennoe neopredelennoe znachenie 12,6, pravda, ne sovsem sootvetstvovalo
plotnosti chistogo zolota (19,3), a skoree, splavu serebra s zolotom,
soderzhashchemu 37 % zolota. Odnako takoe predpolozhenie eshche ne davalo klyucha k
tajne medal'ona.
V posleduyushchie gody otbor prob byl zapreshchen, vvidu cennosti medal'ona
dlya istorii iskusstva. Neizvestno bylo, kak razgadat' tajnu, ne otbiraya prob
dlya himicheskogo analiza. Tol'ko v 1931 godu dva himika iz Instituta
mikroanaliza Venskogo universiteta. SHtrebinger i Rajf, smogli narushit' eto
tabu. Oni zaverili, chto ispol'zuyut dlya kazhdogo analiza ne bolee 10--15 mg.
Uchenye otobrali proby bez vidimogo povrezhdeniya medal'ona i ustanovili sostav
splava. CHuvstvitel'nye metody mikroanaliza dali porazitel'nyj rezul'tat:
medal'on imeet sovershenno odnorodnyj sostav, a imenno: 43 % serebra, 48 %
zolota, 7 % medi i nebol'shie kolichestva olova, cinka i zheleza.
Kak zhe udalos' Zejleru pridat' serebryanomu splavu takoj ottenok, chto
vse prinyali ego za chistoe zoloto? Ibo po rezul'tatam analiza stalo
sovershenno yasno, chto rech' zdes' idet ob okrashivanii, a ne prevrashchenii
metalla.
Venskie himiki tverdo reshili okonchatel'no razgadat' tajnu
srednevekovogo medal'ona. Po ih pros'be venskij monetnyj dvor izgotovil
splav takogo zhe sostava. SHtrebinger i Rajf pogruzhali ego obrazcy v samye
razlichnye kisloty i rastvory solej, poka ne otkryli vnov' recept Vencelya
Zejlera. Holodnaya, napolovinu razbavlennaya azotnaya kislota, kotoruyu horosho
umeli gotovit' srednevekovye alhimiki i ispol'zovali dlya razdeleniya zolota i
serebra, soobshchaet pogruzhennym v nee serebryanym splavam zhelaemyj zolotoj
blesk! V nastoyashchee vremya takoe travlenie ili "zheltoe kipyachenie" otnositsya k
samym upotrebitel'nym rabochim priemam yuvelirov. Obrabotkoj razlichnymi
mineral'nymi kislotami dostigaetsya zhelaemaya okraska chistogo zolota v 24
karata.
Ostaetsya eshche ob®yasnit' sluchaj s amerikancem |mmensom. Otkuda vozniklo
zoloto, kotoroe dobyval etot sovremennyj alhimik yakoby iz meksikanskih
serebryanyh dollarov? Imelos' ser'eznoe podozrenie, chto |mmens byl svyazan s
prestupnoj bandoj, pereplavlyavshej pohishchennye ukrasheniya i predmety iskusstva.
Takaya pereplavka praktikovalas' eshche ispancami, kotorye prevrashchali v slitki
zoloto actekov, ne zadumyvayas' nad ih hudozhestvenno-istoricheskoj cennost'yu.
Pochemu by i |mmensu ne postupit' tak zhe, polagali v N'yu-Jorke. "Alhimik",
kotoryj kak remeslennik izgotovlyaet blagorodnyj metall,-- eto li ne samyj
bezopasnyj sposob prikrytiya?
Radioaktivnoe zoloto -- bolee cennoe, chem prirodnoe
Obsuzhdaya vozmozhnost' iskusstvennogo polucheniya zolota iz rtuti, my
videli, chto obratnoe prevrashchenie zolota v rtut' ne tak uzh nevozmozhno. Po
sushchestvu, tol'ko blagodarya kaprizu prirody zoloto sushchestvuet kak prirodnyj
element. Prichina togo, chto zoloto estestvennym putem ne prevrashchaetsya v
rtut', zaklyuchaetsya v neskol'ko bol'shej ustojchivosti yadra [197]Au
po sravneniyu s [197]Hg -- vsego na 1 MeV. Esli by, naoborot,
[197]Hg obladala by bol'shej ustojchivost'yu, to voobshche ne
sushchestvovalo by prirodnogo zolota. Slitki iz iskusstvennogo zolota
prevrashchalis' by v luzhu rtuti.
Vest' o tom, chto zoloto pytalis' v nauchnyh celyah prevratit' v drugoj
element, naprimer v rtut', navernyaka privela by v nedoumenie tajnyh
priverzhencev alhimii. Kakovy prichiny takoj "alhimii navyvorot"?
Odno vremya v izmeritel'noj tehnike osoboe znachenie priobrel izotop
rtuti s massovym chislom 198. |tot izotop trebovalsya v ochen' chistom vide.
Vydelit' ego iz prirodnoj rtuti libo ne udavalos', libo nel'zya bylo iz-za
ogromnyh zatrat. Ostavalsya lish' odin put'. Nuzhno bylo poluchit' rtut'-198
iskusstvenno, a dlya etogo trebovalos' zoloto. Pochemu zhe dlya nauki svet
klinom soshelsya na etoj rtuti?
Metr -- eto odna sorokamillionnaya chast' okruzhnosti Zemli po ekvatoru.
Tak ran'she uchili v shkole. S 1889 goda v Parizhe hranitsya etalon metra --
sterzhen' iz splava platiny s iridiem. Odnako etot etalon yavlyaetsya
iskusstvennoj meroj, kotoraya mozhet izmenyat'sya. V poiskah postoyannogo,
estestvennogo standarta dliny vskore nashli druguyu edinicu: odin metr
sootvetstvuet 1553164,1 dlinam voln krasnoj spektral'noj linii kadmiya,
ravnyh 6438 A (1 A = 10[-10] m). Pri pomoshchi takogo standarta
dostigli dovol'no vysokoj tochnosti, dostatochnoj dlya mnogih celej. Vo vremya
vtoroj mirovoj vojny britanskie konstruktory priborov dlya vozdushnoj i
morskoj navigacii v celyah sekretnosti ispol'zovali lish' velichiny na osnove
krasnoj linii kadmiya.
Odnako novaya mera dliny vse zhe ne sootvetstvovala samym vysokim
trebovaniyam. Kadmij -- smeshannyj element, i kazhdyj iz ego izotopov daet
krasnuyu spektral'nuyu liniyu, dlina volny kotoroj chut'-chut' otlichaetsya ot
drugih. Poetomu eshche v 1940 godu amerikanskie fiziki Vajns i Al'vares
predlozhili proizvodit' otnesenie k zelenoj linii spektra rtuti-198 s dlinoj
volny 5461 A. |ta liniya rezko ogranichena i absolyutno monohromatichna. Vajns i
Al'vares bombardirovkoj zolota nejtronami v ciklotrone v techenie mesyaca
poluchili rtut'-198 v kolichestvah, neobhodimyh dlya spektral'nogo analiza.
Obrazovavshijsya izotop rtuti oni otdelyali nakalivaniem. Ego pary
kondensirovali v kroshechnyh kapillyarah.
Posle vtoroj mirovoj vojny v SSHA v prodazhu postupili pervye rtutnye
lampy Mercury-198 Lamps. Oni soderzhali 1 mg rtuti-198, kotoraya byla poluchena
iz zolota v atomnom reaktore. Drugie gosudarstva vskore takzhe stali
vypuskat' trebuemyj izotop rtuti. S 1966 goda ego poluchayut v GDR, v
Central'nom institute yadernyh issledovanij v Rossendorfe. V tamoshnem atomnom
reaktore himiki poluchili okolo 100 mg rtuti-198 s izotopnoj chistotoj 99 % iz
95 g chistogo zolota v rezul'tate ego 1000-chasovoj bombardirovki nejtronami:
[197]Au + n = [198]Au* + (
[198]Au* = [198]Hg + e[-]
Na osnove takogo novogo standarta dliny metr byl vnov' "peremeren". On
sostavlyaet 1831249,21 dlin voln zelenoj linii izotopa 198Hg. V nastoyashchee
vremya rtut'-198 opyat'-taki vytesnena izotopom blagorodnogo gaza kriptona --
[86]Kr, oranzhevaya liniya kotorogo dlinoj 6058 A bolee
vosproizvodima. Odin metr sootvetstvuet 1650763,73 dlinam voln izlucheniya
atomov kriptona-86 v vakuume.
Promezhutochnyj produkt sinteza rtuti-198--radioaktivnoe zoloto-198--
takzhe nashel primenenie. |tot izotop izluchaet beta-luchi i raspadaetsya s
periodom poluraspada 65 ch do ustojchivogo izotopa [198]Hg. V
nastoyashchee vremya ego ispol'zuyut kak lekarstvennyj preparat -- v
melkodispersnom sostoyanii v vide zolotogo zolya. Ono primenyaetsya dlya
polucheniya radiogramm organov chelovecheskogo tela i dlya lecheniya rakovyh
opuholej. Dlya etoj celi ego vpryskivayut v sootvetstvuyushchie tkani. Kazhdyj atom
zolota dejstvuet kak malen'kaya rentgenovskaya trubka i ubivaet rakovye kletki
v strogo ogranichennoj oblasti. Takaya terapiya gorazdo celesoobraznee, chem
obluchenie bol'shih poverhnostej. Radioaktivnoe zoloto znachitel'no menee
vredno, chem rentgenovskie luchi. Ves'ma naglyadny takzhe sluchai isceleniya pri
obrabotke lejkozov, boleznennom uvelichenii chisla belyh krovyanyh sharikov. V
bor'be s bichom raka iskusstvennoe radioaktivnoe zoloto uzhe okazalo
chelovechestvu neocenimye uslugi.
Sovremennaya nauka vne vsyakogo somneniya skazhet: prevrashchenie elementov --
da, prevrashchenie v zoloto -- net! Dlya chego? Segodnya zoloto rastrachivayut, ne
zadumyvayas', dlya sinteza drugih elementov, predstavlyayushchih interes dlya nauki.
Zoloto ispol'zuyut, chtoby iskusstvenno poluchit' izotopy franciya i astata --
elementov, kotorye, kak izvestno, nel'zya poluchit' iz prirodnyh istochnikov.
Zdes' takzhe alhimiyu stavyat s nog na golovu. Francij poluchayut iz zolota,
kotoroe v sovremennyh uskoritelyah bombardiruyut ionami kisloroda ili neona:
[197]Au + [22]Ne = [212]Fr +
[4]Ne + 3n
Astat obrazuetsya putem prevrashcheniya zolota pri obstrele poslednego
razognannymi yadrami ugleroda:
[197]Au + [12]S = [205]At + 4n
Vot, kakim "dorogim" stalo zoloto dlya sovremennoj nauki: ona ne
stremitsya poluchit' ego iskusstvenno, a, skoree, ispol'zuet kak "syr'e" dlya
sinteza drugih elementov.
Glava 7
ISSLEDOVANIYA I OTVETSTVENNOSTX - SEGODNYA I V BUDUSHCHEM
Politika bomby
Poluchenie atomnoj energii i proizvodstvo iskusstvennyh elementov v
atomnom reaktore predstavlyayut lish' odnu storonu novoj epohi
nauchno-tehnicheskogo progressa. Ibo, k sozhaleniyu, "atomnyj vek" nachalsya ne s
sozdaniya atomnyh elektrostancij, to est' s mirnogo ispol'zovaniya yadernoj
energii, kotoraya sluzhit lish' blagu chelovechestva.
6 avgusta 1945 goda. Rannim utrom etogo dnya odin-edinstvennyj samolet
proletel na bol'shoj vysote nad Hirosimoj. Vo vtoroj mirovoj vojne etot
krupnyj yaponskij gorod izbezhal amerikanskih bombezhek. V to utro, v samom
nachale devyatogo chasa, amerikanskij bombardirovshchik tipa V-29 sbrosil svoj
smertonosnyj gruz. Vsego odna bomba na parashyute medlenno i nezametno
priblizhalas' k centru goroda. Ona vzorvalas' na vysote okolo 500 m. Nachalsya
kromeshnyj ad. Vsled za molniej vzryva, kotoraya na kilometry osvetila yarkim
svetom prostranstvo vokrug, poyavilsya ognennyj shar gigantskih razmerov.
Ogromnoe gribovidnoe oblako zaklokotalo, podnimayas' vverh bolee chem na 15
km. |to adskoe zrelishche soprovozhdalos' dlitel'nym, uzhasayushchim, neslyhannym
dotole gromyhaniem.
Odna-edinstvennaya atomnaya bomba iz urana-235 unichtozhila celyj yaponskij
gorod. Sila ee vzryva v pereschete sostavila pochti 20000 t trinitrotoluola,
chto sootvetstvovalo 2000 teh bol'shih desyatitonnyh bomb, kotorye vo vtoruyu
mirovuyu vojnu prevrashchali v zolu i shchepki celye zhilye kvartaly.
Te, kogo poshchadili ogon' i vzryvnaya volna, stali zhertvami radioaktivnogo
izlucheniya, kotoroe sozdalo novyj vid gibeli: luchevuyu smert'. ZHiteli
Hirosimy, perezhivshie pervye momenty adskogo uzhasa, posle dlitel'nyh muchenij
pogibali ot kovarnoj luchevoj bolezni. V 1945 godu iz chisla naseleniya
Hirosimy pogiblo 141 000 chelovek, v 1946 godu k nim dobavilos' eshche 10 000. S
teh por atomnaya smert' nahodit god za godom vse novye zhertvy sredi yaponcev.
Potomki teh neschastnyh, kotorye 6 avgusta 1945 goda podverglis' dejstviyu
smertonosnyh luchej pervoj atomnoj bomby, stradali, stradayut i sejchas
telesnymi urodstvami. Opasat'sya sleduet takzhe luchevyh povrezhdenij
geneticheskogo apparata.
9 avgusta 1945 goda eshche odna amerikanskaya atomnaya bomba opustoshila
gorod Nagasaki. V etoj bombe v kachestve vzryvchatogo veshchestva ispol'zovalsya
iskusstvennyj element plutonij, kotoryj opravdal svoe naimenovanie, yavivshis'
poslancem carstva smerti. Sbrasyvanie obeih atomnyh bomb voennymi SSHA
yavilos' prestupnym eksperimentom po otnosheniyu k bezzashchitnomu grazhdanskomu
naseleniyu. K tomu vremeni uzhe ne bylo nikakoj voennoj neobhodimosti v
primenenii takogo oruzhiya.
Posle porazheniya fashizma i okonchaniya vtoroj mirovoj vojny mir ne stal
bolee mirolyubivym. Holodnaya vojna, eta vyzyvayushchaya igra sil Soedinennyh
SHtatov po otnosheniyu k Sovetskomu Soyuzu i razvivayushchemusya socialisticheskomu
lageryu, stala prinimat' opasnye formy eskalacii. Vo vseh politicheskih
stychkah SSHA brali na sebya rol' mirovogo zhandarma i vystavlyali "pugalo"
atomnoj bomby. U Sovetskogo Soyuza ostavalsya odin otvet na etu derzkuyu
politiku sily: kak mozhno skoree polozhit' konec amerikanskoj monopolii na
atomnuyu bombu.
25 dekabrya 1946 goda v Evrope byla pushchena pervaya "uranovaya mashina". I.
V. Kurchatovu i ego sotrudnikam udalos' zapustit' pervyj sovetskij atomnyj
reaktor. CHerez dva s polovinoj goda Sovetskij Soyuz ispytal pervuyu atomnuyu
bombu. Reakcionnye krugi SSHA srazu zhe nachali razzhigat' nastoyashchuyu atomnuyu
isteriyu. Odnako takoe provokacionnoe povedenie daleko ne vsegda vstrechalo
odobrenie v kapitalisticheskom mire. Kogda Otto Han uznal ob uspeshnom
sovetskom opytnom vzryve, on srazu zhe otmetil: "|to -- horoshaya vest'; esli
Sovetskaya Rossiya budet tozhe imet' atomnuyu bombu, togda ne budet vojny".
Predlozheniya Sovetskogo Soyuza o nemedlennom zapreshchenii atomnoj bomby
ignorirovalis' SSHA. V yanvare 1950 goda prezident SSHA Trumen otkryto zayavil:
"YA dam ukazaniya prodolzhat' razvertyvanie atomnogo oruzhiya, v tom chisle tak
nazyvaemoj vodorodnoj bomby, ili "sverhbomby". Soobshchenie Trumena yavilos'
signalom k ves'ma opasnoj gonke atomnogo vooruzheniya. Ved' amerikanskij
prezident sankcioniroval sozdanie termoyadernoj bomby.
To, chto nepreryvno protekaet na Solnce i podderzhivaet ego sushchestvovanie
-- prevrashchenie vodoroda i ego izotopov v gelij s vydeleniem energii,
sovershaetsya v vodorodnoj bombe molnienosno i s velichajshej razrushitel'noj
siloj. Odnako dlya zapuska takogo processa trebuyutsya temperatury ot 50 do 100
millionov gradusov, kotoryh na Zemle mozhno dostich' kratkovremenno lish' s
pomoshch'yu atomnoj bomby v kachestve "spichki".
V 1954 godu v amerikanskom nauchnom zhurnale "Fizikl rev'yu" poyavilos'
neskol'ko publikacij tvorcheskoj gruppy Siborga i Giorso o vnov' otkrytyh
elementah s poryadkovymi nomerami 99 i 100. |ti soobshcheniya soderzhali neyasnye
formulirovki, v kotoryh umalchivalas' opredelennaya informaciya. V istorii
nauchnyh publikacij takoj sluchaj byl neobychnym. Osnovaniya dlya utaivaniya stali
izvestny lish' v 1955 godu, kogda byla priotkryta zavesa nad proishozhdeniem
etih elementov.
Do 1 noyabrya 1952 goda v Tihom okeane nahodilsya idillicheskij ostrovok,
nazyvaemyj |lugelab. On otnosilsya k atollu |nivetok iz gruppy Marshal'skih
ostrovov. V tot den' ostrov |lugelab prekratil svoe sushchestvovanie. On
vzletel na vozduh v rezul'tate pervogo amerikanskogo termoyadernogo ispytaniya
pod kodovym nazvaniem "Majk". Sila vzryva sostavila 3 Mt, to est' tri
milliona tonn trinitrotoluola. |to sootvetstvuet obshchej vzryvnoj sile vseh
bomb, sbroshennyh vo vtoruyu mirovuyu vojnu, i primerno v 200 raz prevyshaet
vzryvnoe dejstvie hirosimskoj bomby! Udarnaya volna vzryva byla
zaregistrirovana sejsmicheskimi stanciyami vsego mira; eto bylo pervoe
zemletryasenie, sprovocirovannoe chelovekom. Tam, gde nahodilsya ostrov
|lugelab, na dne Tihogo okeana ziyal krater diametrom 1,5 km i glubinoj 150
m.
Bespilotnye samolety proletali skvoz' vzryvnoe oblako i sobirali
radioaktivnuyu pyl' dlya nauchnyh issledovanij. Pozdnee byli pererabotany
centnery korallovoj porody s okruzhayushchih ostrovov. V etih ostatkah
termoyadernogo vzryva v dekabre 1952 goda amerikanskie uchenye nashli 99-j
element, a spustya nekotoroe vremya, v marte sleduyushchego goda -- 100-j element,
teper' imenuemye ejnshtejniem i fermiem. Nejtronnaya molniya "Majk'a" --
nejtronnuyu dozu ocenivayut v 10[22] nejtronov/sm[2]
-proizvela prevrashchenie elementov novogo roda. Pri etom iz urana podzhigayushchej
bomby obrazovalis' izotopy urana s neobychajno bol'shim soderzhaniem nejtronov,
kotorye, mnogokratno preterpev beta-raspad, prevratilis' v konce koncov v
izotopy elementov 99 i 100. Esli by etot process zahoteli provesti v
issledovatel'skom reaktore s intensivnost'yu potoka v 10[13]
nejtronov/sm[2] to potrebovalos' by 30 let, chtoby dostich'
trebuemoj dozy nejtronov. "Majk" sovershil eto v millionnuyu dolyu sekundy.
Stranno i pochti bezotvetstvenno zvuchit "blagodarnost'" uchenyh,
otkryvshih eti elementy, kotoruyu oni vyrazili nauchnoj laboratorii v
Los-Alamose -- fabrike atomnyh bomb SSHA.
V avguste 1953 goda byla vzorvana pervaya sovetskaya vodorodnaya bomba.
Voennye i politiki SSHA ispytali nemalyj strah, kogda ih specialisty
dolozhili, chto Sovetskij Soyuz uzhe raspolagaet "suhoj" transportabel'noj
vodorodnoj bomboj s zazhigatel'nym veshchestvom -- dejteridom litiya. Bomba SSHA,
vzorvannaya v noyabre 1952 goda, byla, naprotiv, netransportabel'nym chudovishchem
v 65 t, neprigodnym dlya voennogo ispol'zovaniya.
Na eto SSHA otvetili sekretnym "sverhoruzhiem" i v marte 1954 goda
podozhgli pervuyu tak nazyvaemuyu trehstupenchatuyu bombu (Fission-Fusion-Fission
Bomb[70]). Podzhigatelem dlya sobstvenno vodorodnoj bomby sluzhilo
obychnoe atomnoe vzryvchatoe veshchestvo. To i drugoe bylo okruzheno obolochkoj iz
urana-238, kotoryj takzhe stanovitsya delimym pod dejstviem bystryh nejtronov
vzorvavshejsya N-bomby. Mnogostupenchatye bomby obladayut neslyhannoj
razrushitel'noj siloj, kotoraya mozhet dostigat' 50 Mt i bolee. S takim
sverhoruzhiem mozhno odnim udarom opustoshit' celye strany i kontinenty.
Uzhasayushchee dejstvie vodorodnoj bomby ne ogranichivaetsya ee vzryvnoj
siloj, prevyshayushchej silu atomnoj bomby v tysyachu raz. Ona vyzyvaet izlucheniya,
intensivnost' kotoryh ne znaet sebe ravnyh na Zemle i yavlyaetsya smertel'noj
dlya vseh zhivyh sushchestv v radiuse dejstviya bomby. Kogda zhe aktivnost'
neskol'ko snizhaetsya, ostayutsya dostatochno opasnye produkty deleniya, kotorye
popadayut na poverhnost' Zemli vmeste s radioaktivnymi osadkami i zarazhayut
bol'shie prostranstva. Osobenno opasny dolgozhivushchie radioaktivnye izotopy,
takie, kak uglerod-14, pronikayushchij v biosferu, cezij-137 i bolee vsego
stroncij-90. Radioaktivnyj stroncij pronikaet s pishchej v organizm,
nakaplivaetsya v kostyah i neizbezhno vyzyvaet rak. Eshche strashnee geneticheskie
defekty, vyzyvaemye radioaktivnym izlucheniem, kotorye privodyat k izmeneniyu
nasledstvennogo apparata i povrezhdeniyu potomstva.
Laureat Nobelevskoj premii po himii i laureat Mezhdunarodnoj Leninskoj
premii, amerikanskij uchenyj Lajnus Poling[71], kotoryj vsem svoim
avtoritetom boretsya za zapreshchenie atomnogo oruzhiya, ves'ma naglyadno
predstavil opasnost' radioaktivnyh osadkov: odna chajnaya lozhka stronciya-90,
esli ee razdelit' porovnu mezhdu vsemi lyud'mi, vyzovet ih gibel' v techenie
nemnogih let. Poling rasschital, chto odna sverhbomba pri svoem vzryve
vybrasyvaet v atmosferu nashej planety v tysyachu raz bol'shee kolichestvo
stronciya-90.
Vynuzhdennyj schitat'sya s voennym davleniem Sovetskij Soyuz ne poteryal iz
vidu glavnoj celi: mirnoe ispol'zovanie atomnoj energii, sluzhashchee dlya blaga
cheloveka. Pervaya atomnaya elektrostanciya, pushchennaya v iyule 1954 goda, i pervyj
atomnyj korabl' -- sovetskij ledokol "Lenin" -- krasnorechivo govoryat ob
etom.
Bor'bu s opasnoj igroj imperialistov SSHA atomnym oruzhiem kak sredstvom
politicheskogo davleniya i nazhima, protiv bezotvetstvennogo ispytaniya N-bomby,
kotoroe ugrozhaet dal'nejshemu sushchestvovaniyu chelovechestva, veli i vedut ne
tol'ko Sovetskij Soyuz i strany socialisticheskogo lagerya, no i predstaviteli
kapitalisticheskogo mira, takie, kak Frederik ZHolio-Kyuri, Lajnus Poling,
Al'bert SHvejcer, Otto Han. Osobenno ubeditel'nym bylo v 1957 podu vozzvanie
18-ti zapadnogermanskih atomshchikov vo glave s Hanom, Vejczekerom i
Gejzenbergom, kotorye protestovali protiv voennogo ispol'zovaniya atomnoj
energii, protiv opasnosti atomnoj vojny i snaryazheniya FRG atomnym oruzhiem.
Ezhegodnye Paguoshskie konferencii takzhe stali vazhnym sobytiem. Imenitye
uchenye vstrechayutsya zdes', chtoby obsudit' voprosy razoruzheniya i bor'by s
zloupotrebleniyami atomnoj energiej.
Segodnya, blagodarya obyazatel'stvam, vzyatym na sebya Sovetskim Soyuzom i
drugimi socialisticheskimi gosudarstvami, imeyutsya soglasheniya po zapreshcheniyu
ispytanij yadernogo oruzhiya v atmosfere, v kosmicheskom prostranstve i pod
vodoj, a takzhe dogovorennosti po voprosam nerasprostraneniya atomnogo oruzhiya.
|to, k sozhaleniyu, eshche ne znachit, chto opasnost' atomnoj vojny ustranena.
Ovladenie prevrashcheniem elementov ispol'zuetsya vo vred voenno-promyshlennym
kompleksom SSHA -- dlya izobreteniya eshche bolee strashnyh vidov oruzhiya. Poslednim
porozhdeniem etogo bezumiya vooruzheniya yavlyaetsya nejtronnaya bomba SSHA,
razrabotannaya v kachestve novogo atomnogo sredstva massovogo unichtozheniya. V
processe prevrashcheniya vodoroda i ego atomov v gelij izobretatelyam etogo
"malokalibernogo" yadernogo oruzhiya udalos' obratit' 80 % energii vzryva v
sverhbystrye nejtrony, kotorye unichtozhayut vse zhivoe, a material'nye cennosti
ostavlyayut prakticheski nepovrezhdennymi.
Moshchnye demonstracii protesta ob®edinyayut mirolyubivoe chelovechestvo v
bor'be protiv" nejtronnoj bomby i ee ispol'zovaniya v vojskah NATO.
Uspehi issledovanij v Dubne i Berkli
Otkrytie poslednih treh aktinoidov--elementov 101, 102 i 103 udalos'
sovershit' s 1955 po 1961 gody. CHtoby osushchestvit' sintez 101-go elementa iz
ejnshtejniya, v SSHA v 1955 godu bylo ispol'zovano vse imeyushcheesya kolichestvo
99-go elementa: 10[9] atomov -- Okolo 10[-13] g! |to
kolichestvo bylo polucheno obstrelom plutoniya nejtronami v special'no
izgotovlennom ispytatel'nom reaktore. Posle bombardirovki misheni iz
ejnshtejniya yadrami geliya v 60-dyujmovom ciklotrone v Berkli smogli ulovit'
bukval'no 17 atomov novogo 101-go elementa -- mendeleviya. Trudnost'
postanovki eksperimenta s neskol'kimi atomami nevoobrazimo velika. Odnako ih
udalos' obnaruzhit'. |to bylo prodemonstrirovano vsem okruzhayushchim ves'ma
vpechatlyayushche: kazhdyj raz, kogda byl "pojman" atom mendeleviya, v laboratorii
Kalifornijskogo universiteta v Berkli razdavalsya pozharnyj signal.
Amerikanskie uchenye pozvolili sebe takuyu shutku: schetchik oni prisoedinili k
pozharnoj sirene. |to prodolzhalos' do teh por, poka ne vmeshalas' pozharnaya
sluzhba i zapretila "huliganstvo".
Mendelevij yavlyaetsya poslednim iz elementov, poluchennyh v ciklotrone.
Dlya sinteza sleduyushchih elementov prosto-naprosto net dostatochnogo ishodnogo
materiala. Vse bol'shie trudnosti sozdavalo dlya uchenyh odno nepriyatnoe
svojstvo transuranov: ih samoproizvol'noe delenie i vse umen'shayushchijsya period
poluraspada. Za to vremya, kotoroe trebovalos' dlya polucheniya v reaktore
ishodnogo elementa v vesomyh kolichestvah, on uspeval v znachitel'noj mere
ischeznut' v rezul'tate nachavshegosya raspada. Prekrasnym primerom mozhet
sluzhit' fermij-257-- naibolee tyazhelyj izvestnyj izotop, kotoryj udalos'
poluchit'. Period poluraspada fermiya-257 sostavlyaet 97 dnej, chto pozvolilo
schitat' ego podhodyashchim ishodnym veshchestvom dlya polucheniya transfermievyh
elementov. Odnako pri obluchenii v moshchnom reaktore iz fermiya-257 obrazuetsya
tol'ko korotkozhivushchij fermij-258, kotoryj samoproizvol'no delitsya za
schitannye mikrosekundy. Posle etogo maloradostnogo otkrytiya nadezhda
stupenchatogo polucheniya posleduyushchih transuranov putem zahvata nejtronov
bystro ischezla. Issledovateli doshli do takoj tochki, kogda dlya sinteza
sleduyushchih transuranov trebovalos' poprostu pridumat' chto-to novoe.
Imelsya lish' odin vyhod. Nuzhno bylo ispol'zovat' te transurany, kotorye
mozhno bylo dobyt' v bol'shih kolichestvah, prezhde vsego -- eto plutonij.
Nadeyalis' takzhe poluchit' v dostatochnyh kolichestvah kyurij i kalifornij posle
mnogoletnego oblucheniya v reaktore. Konechno, ispol'zuya transurany s men'shim
zaryadom yadra, neobhodimo bylo ispytat' bolee tyazhelye snaryady. Nejtrony i
al'fa-chasticy yavlyalis' uzhe nedostatochno moshchnymi. Podhodyashchimi po masse
snaryadami byli yadra kisloroda, azota, ugleroda, bora i neona, poluchennye s
pomoshch'yu novyh ionnyh istochnikov. Bezuslovno, uskorit' tyazhelye chasticy do
neobhodimoj energii vozmozhno tol'ko s pomoshch'yu vysokoeffektivnyh uskoritelej.
Nachinaya s serediny 50-h godov amerikanskie fiziki vse svoi nadezhdy vozlagali
na novyj linejnyj uskoritel' tyazhelyh ionov HILAC, a v poslednee vremya -- na
eshche bolee moshchnyj Super-HILAC. Ih sovetskie kollegi ispol'zovali opravdavshie
sebya uskoriteli chastic U-200 i U-300. V ispytanii nahoditsya novyj ciklotron
U-400, kotoryj sposoben uskorit' do bol'shih energij dazhe yadra urana.
Takzhe s serediny 50-h godov dlitsya spor mezhdu amerikanskimi i
sovetskimi fizikami po povodu togo, kto zhe pervym sinteziroval i tochno
identificiroval elementy s 102 po 105. Do sego vremeni net edinstva v
voprose prioriteta i nazvanii novyh elementov: 102-- zholiotij (po sovetskomu
predstavleniyu) ili nobelij (po amerikanskim predlozheniyam): 103 --
rezerfordij ili lourensij: 104 -- kurchatovij ili rezerfordij: 105 --
nil'sborij i hanij?
Prichina takih raznoglasij zaklyuchaetsya, nesomnenno, v tom, chto
amerikanskaya gruppa uchenyh ne mogla bol'she pretendovat' na prioritet. So
vremeni osnovaniya Ob®edinennogo instituta yadernyh issledovanij (OIYAI) v
Dubne, v 1956 godu, reshayushchie impul'sy v issledovanii transuranov ishodili ot
sovetskih uchenyh. S teh por progress v etoj special'noj otrasli opredelyali
sovetskie issledovateli pod rukovodstvom fizika G. N. Flerova i ego kollegi
YU. C. Oganesyana. OIYAI v Dubne stal odnovremenno simvolom socialisticheskoj
nauchnoj integracii. V etom institute rabotayut issledovateli iz vseh
socialisticheskih stran; oni vse bolee shiroko uchastvuyut v sushchestvennyh
otkrytiyah v yadernoj fizike.
Vse nachalos' so 102-go elementa. V Stokgol'me v 1957 godu podobralsya
kollektiv iz amerikanskih, anglijskih i shvedskih fizikov. |ta gruppa
schitala, chto poluchila izotopy elementa 102, nazvannogo imi nobeliem, v
rezul'tate bombardirovki kyuriya yadrami ugleroda. Neskol'ko pozzhe Flerov
ob®yavil ob udachnom sinteze 102-go elementa, osushchestvlennom na ciklotrone
Instituta atomnoj energii v Moskve, putem obstrela plutoniya-241 yadrami
kisloroda. Issledovateli iz Berkli ne otstavali i takzhe soobshchili ob uspeshnoj
identifikacii 102-go elementa. Odnako vse privedennye dannye i fakty
protivorechili drug drugu. Poetomu amerikancy stali nazyvat' novyj element ne
nobeliem, a no believium, chto v vol'nom perevode oznachaet "ne veryu". Fiziki
v Dubne v techenie ryada let sistematicheski dorabatyvali eti rezul'taty s tem,
chtoby raz®yasnit' protivorechiya. Tol'ko v 1963 godu im udalos' poluchit'
odnoznachnye dokazatel'stva. Flerov i ego sotrudniki smogli bezuprechno
sintezirovat' 102-j element iz urana i ionov neona:
[238]U + [22]Ne = [256]H + 4n
Fizikam prishlos' vydumyvat' izoshchrennye metody razdeleniya, izmereniya i
identifikacii dlya togo, chtoby voobshche obnaruzhit' novyj element. Ved' on
dovol'no bystro proshchaetsya s etim mirom, obladaya periodom poluraspada vsego
lish' 8 s.
Kogda uchenye iz Berkli smogli raspolagat' 3 mkg kaliforniya, konechno, v
vide smesi razlichnyh izotopov, oni reshilis' na sintez sleduyushchego elementa --
103-go. |ti 3 mkg kaliforniya v techenie treh let bombardirovali v linejnom
uskoritele yadrami atoma bora. Bylo malo nadezhdy na blagopriyatnyj rezul'tat.
Iz 100 milliardov yader bora tol'ko odno moglo proniknut' v yadro kaliforniya,
odnako yadro novogo atoma v 99 % sluchaev dolzhno bylo snova raspast'sya v
rezul'tate samoproizvol'nogo deleniya. Amerikancy rasschitali, chto iz 100 000
sliyanij tol'ko odno dolzhno bylo obrazovat' yadro s 103 protonami -- iskomyj
element 103.
V 1961 godu gruppa iz Berkli sochla, nakonec, chto identificirovala
neskol'ko atomov odnogo iz izotopov 103-go elementa. CHerez neskol'ko let v
Dubne sovetskie issledovateli, sintezirovali iz americiya-243 i ionov
kisloroda drugoj izotop. Oni srazu zhe ispravili prezhnie dannye svoih
amerikanskih kolleg. Kto zhe prav? Odna problema, po krajnej mere, eshche do sih
por ne razreshena: kak nazyvat' 103-j element? Lourensij ili rezerfordij?
S osobennym neterpeniem ozhidalos' otkrytie 104-go elementa -- pervogo
predstavitelya transaktinoidov. Soglasno aktinoidnoj teorii, element 104,
buduchi ekagafniem, dolzhen byl by obladat' svojstvami, shodnymi s gafniem ili
cirkoniem. V 1964 godu kollektivu OIYAI v Dubne pod rukovodstvom Flerova
udalsya bol'shoj brosok. Posle bombardirovki plutoniya-242 ionami neona vpervye
byli obnaruzheny atomy 104-go elementa -- kurchatoviya:
[244]Pu + [22]Ne = [260]X + 4n
Do sih por novyj sposob ego fiziko-himicheskoj identifikacii schitaetsya
masterskim, ibo obrazovavshijsya izotop samoproizvol'no raspadaetsya s periodom
poluraspada vsego lish' 0,1 s. Poetomu trebovalis' neobyknovenno bystrye
dejstviya dlya togo, chtoby himicheski dokazat', chto 104-j element sleduet
otnesti k gruppe chetyrehvalentnyh elementov, vmeste s gafniem i cirkoniem. V
Dubne eto udalos' podtverdit' s pomoshch'yu ostroumnoj eksperimental'noj
tehniki. Dlya etoj celi ispol'zovalas' letuchest' galogenidov pri povyshennyh
temperaturah: sintezirovannye atomy 104-go elementa, otbroshennye iz misheni v
rezul'tate radioaktivnogo vybrosa, podvergali hlorirovaniyu pri 350 °S.
Propuskaemyj gazoobraznyj hlor smeshivali s parami trihlorida kyuriya,
tetrahlorida cirkoniya i pentahlorida niobiya. Dalee eti hloridy osedali na
razlichnyh uchastkah termohromatograficheskoj kolonki, v zavisimosti ot togo,
byl li eto tri-, tetra- ili penta-hlorid. Hlorid 104-go elementa
skondensirovalsya na tom zhe meste, chto i tetrahlorid cirkoniya.
Amerikancy, kotorye tozhe byli blizki k otkrytiyu 104-go elementa,
poluchili ego v vide izotopa, izluchayushchego al'fa-chasticy, pri bombardirovke
kaliforniya-249 yadrami ugleroda. Obrazuyushchijsya iz nego v rezul'tate izotop
102-go elementa mozhno bylo bezuprechno identificirovat' na osnovanii ego
harakteristicheskogo rentgenovskogo izlucheniya. Zakon Mozli podtverdilsya eshche v
odnom sluchae. 105-j element poluchen gruppoj Flerova uzhe v 1967 godu v
rezul'tate yadernoj reakcii americiya s ionami neona. No po uravneniyu
[243]Am + [22]Ne = [260]H + 4 (5)n
obrazovyvalsya lish' odin atom za chas. Takogo skudnogo vyhoda bylo
nedostatochno, chtoby okonchatel'no podtverdit' otkrytie. Tol'ko v nachale 1970
goda iz Dubny prishlo izvestie o tochnoj identifikacii elementa 105. V tom zhe
godu dobilis' uspeha Giorso s sotrudnikami. V Berkli oni sintezirovali
izotop 105-go elementa putem bombardirovki 60 mkg kaliforniya yadrami azota:
[249]Cf + [15]N = [260]H + 4n
|lement 105, buduchi analogom tantala, dolzhen byt' pyativalentnym. |to
udalos' bezuprechno dokazat' dubninskim issledovatelyam s pomoshch'yu tehniki
hlorirovaniya, uzhe ispytannoj na 104-m elemente.
Sverhtyazhelye elementy na ostrovke ustojchivosti
Teoreticheskoe i eksperimental'noe izuchenie ustojchivosti yadra dalo
sovetskim fizikam povod dlya peresmotra primenyavshihsya do sih por metodov
polucheniya tyazhelyh transuranov. V Dubne reshili pojti novymi putyami i vzyat' v
kachestve misheni svinec i vismut.
YAdro, kak i atom v celom, imeet obolochechnoe stroenie. Osoboj
ustojchivost'yu otlichayutsya atomnye yadra, soderzhashchie 2--8--20--
28--50--82--114--126--164 protonov (to est' yadra atomov s takim poryadkovym
nomerom) i 2--8--20--28--50--82--126--184--196-- 228--272--318 nejtronov,
vsledstvie zakonchennogo stroeniya ih obolochek. Tol'ko nedavno udalos'
podtverdit' eti vozzreniya raschetami s pomoshch'yu |VM. Takaya neobychnaya
ustojchivost' brosilas' v glaza, prezhde vsego, pri izuchenii
rasprostranennosti nekotoryh elementov v kosmose. Izotopy, obladayushchie etimi
yadernymi chislami, nazyvayut magicheskimi. Izotop vismuta [209]Bi,
imeyushchij 126 nejtronov, predstavlyaet takoj magicheskij nuklid. Syuda otnosyatsya
takzhe izotopy kisloroda, kal'ciya, olova. Dvazhdy magicheskimi yavlyayutsya: dlya
geliya -- izotop [4]Ne (2 protona, 2 nejtrona), dlya kal'ciya --
[48]Sa (20 protonov, 28 nejtronov), dlya svinca --
[208]Pb (82 protona, 126 nejtronov). Oni otlichayutsya sovershenno
osoboj prochnost'yu yadra.
Ispol'zuya istochniki ionov novogo tipa i bolee moshchnye uskoriteli tyazhelyh
ionov -- v Dubne byli spareny agregaty U-200 i U-300, gruppa G. N. Flerova i
YU. C. Oganesyana vskore stala raspolagat' potokom tyazhelyh ionov s neobychajnoj
energiej. CHtoby dostich' sliyaniya yader, sovetskie fiziki vystrelivali ionami
hroma s energiej 280 MeV v misheni iz svinca i vismuta. CHto moglo poluchit'sya?
V nachale 1974 goda atomshchiki v Dubne zaregistrirovali pri takoj bombardirovke
50 sluchaev, ukazyvayushchih na obrazovanie 106-go elementa, kotoryj, odnako,
raspadaetsya uzhe cherez 10[-2] s. |ti 50 atomnyh yader obrazovalis'
po sheme:
[208]Pb + [51]Cr = [259]X
Nemnogo pozdnee Giorso i Siborg iz laboratorii Lourensa v Berkli
soobshchili, chto oni sintezirovali izotop novogo, 106-go, elementa s massovym
chislom 263 putem obstrela kaliforniya-249 ionami kisloroda v apparate
Super-HILAC.
Kakoe imya budet nosit' novyj element? Otkinuv prezhnie raznoglasiya, obe
gruppy v Berkli i Dubne, sopernichayushchie v nauchnom sorevnovanii, prishli na
etot raz k edinomu mneniyu. O nazvaniyah govorit' eshche rano, skazal Oganesyan. A
Giorso dopolnil, chto resheno vozderzhat'sya ot vsyakih predlozhenij o
naimenovanii 106-go elementa vplot' do proyasneniya situacii.
K koncu 1976 goda dubninskaya laboratoriya yadernyh reakcij zakonchila
seriyu opytov po sintezu 107-go elementa; v kachestve ishodnogo veshchestva
dubninskim "alhimikam" posluzhil "magicheskij" vismut-209. Pri obstrele ionami
hroma s energiej 290 MeV on prevrashchalsya v izotop 107-go elementa:
[209]Bi + [54]Cr = [261]X + 2n
107-j element samoproizvol'no raspadaetsya s periodom poluraspada 0,002
s i, krome togo, izluchaet al'fa-chasticy.
Najdennye dlya 106- i 107-go elementov periody poluraspada 0,01 i 0,002
s zastavili nastorozhit'sya. Ved' oni okazalis' na neskol'ko poryadkov bol'she,
chem predskazyvali raschety |VM. Byt' mozhet, na 107-j element uzhe zametno
vliyala blizost' posleduyushchego magicheskogo chisla protonov i nejtronov -- 114,
povyshayushchaya ustojchivost'? Esli eto tak, to byla nadezhda poluchit' i
dolgozhivushchie izotopy 107-go elementa, naprimer obstrelom berkliya ionami
neona. Raschety pokazali, chto obrazuyushchijsya po etoj reakcii izotop, bogatyj
nejtronami, dolzhen byl by obladat' periodom poluraspada, prevyshayushchim 1 s.
|to pozvolilo by izuchit' himicheskie svojstva 107-go elementa -- ekareniya.
Samyj dolgozhivushchij izotop pervogo transurana, elementa 93 --
neptunij-237,-- obladaet periodom poluraspada 2 100 000 let; samyj
ustojchivyj izotop 100-go elementa -- fermij-257-- tol'ko 97 dnej. Nachinaya s
104-go elementa periody poluraspada sostavlyayut lish' doli sekundy. Poetomu,
kazalos', chto net absolyutno nikakoj nadezhdy obnaruzhit' eti elementy. Dlya
chego zhe nuzhny dal'nejshie issledovaniya? Al'bert Giorso, vedushchij specialist
SSHA po transuranam, vyskazalsya odnazhdy v etoj svyazi: "Prichinoj dlya
prodolzheniya poiskov dal'nejshih elementov yavlyaetsya prosto-naprosto
udovletvorenie chelovecheskogo lyubopytstva -- a chto zhe proishodit za sleduyushchim
povorotom ulicy?" Odnako eto, konechno, ne prosto nauchnoe lyubopytstvo. Giorso
daval vse zhe ponyat', kak vazhno prodolzhenie takogo fundamental'nogo
issledovaniya.
V 60-e gody teoriya magicheskih yadernyh chisel priobretala vse bol'shee
znachenie. V "more neustojchivosti" uchenye otchayanno pytalis' najti
spasitel'nyj "ostrovok otnositel'noj ustojchivosti", na kotoryj mogla by
tverdo operet'sya noga issledovatelya atoma. Hotya etot ostrovok do sih por eshche
ne otkryt, "koordinaty" ego izvestny: element 114, ekasvinec, schitaetsya
centrom bol'shoj oblasti ustojchivosti. Izotop-298 elementa 114 uzhe davno
yavlyaetsya osobym predmetom nauchnyh sporov, ibo, imeya 114 protonov i 184
nejtrona, on predstavlyaet soboj odno iz teh dvazhdy magicheskih atomnyh yader,
kotorym predskazyvayut dlitel'noe sushchestvovanie, Odnako, chto zhe oznachaet
dlitel'noe sushchestvovanie? Predvaritel'nye raschety pokazyvayut: period
poluraspada s vydeleniem al'fa-chastic kolebletsya ot 1 do 1000 let, a po
otnosheniyu k samoproizvol'nomu deleniyu -- ot 108 do 10[16] let.
Takie kolebaniya, kak ukazyvayut fiziki, ob®yasnyayutsya priblizhennost'yu
"komp'yuternoj himii".
Ves'ma obnadezhivayushchie znacheniya periodov poluraspada predskazyvayut dlya
sleduyushchego ostrovka ustojchivosti -- elementa 164, dvisvinca. Izotop 164-go
elementa s massovym chislom 482 -- takzhe dvazhdy magicheskij: ego yadro obrazuyut
164 protona i 318 nejtronov.
Nauku interesuyut i prosto magicheskie sverhtyazhelye elementy, kak,
naprimer, izotop-294 elementa 1 10 ili izotop-310 elementa 126, soderzhashchie
po 184 nejtrona. Divu daesh'sya, kak issledovateli vpolne ser'ezno zhongliruyut
etimi voobrazhaemymi elementami, budto oni uzhe sushchestvuyut. Iz |VM izvlekayutsya
vse novye dannye i sejchas uzhe opredelenno izvestno, kakimi svojstvami --
yadernymi, kristallograficheskimi i himicheskimi -- dolzhny obladat' eti
sverhtyazhelye elementy. V special'noj literature nakaplivayutsya tochnye dannye
dlya elementov, kotorye lyudi, byt' mozhet, otkroyut let cherez 50.
V nastoyashchee vremya atomshchiki puteshestvuyut po moryu neustojchivosti v
ozhidanii otkrytij. Za ih spinami ostalas' tverdaya zemlya: poluostrov s
estestvennymi radioaktivnymi elementami, otmechennyj vozvyshennostyami toriya i
urana, i daleko prostirayushchayasya tverdaya zemlya so vsemi prochimi elementami i
vershinami svinca, olova i kal'ciya. Otvazhnye moreplavateli uzhe davno
nahodyatsya v otkrytom more. Na neozhidannom meste oni nashli otmel': otkrytye
106 i 107-j elementy ustojchivee, chem ozhidalos'.
V poslednie gody my dolgo plyli po moryu neustojchivosti, rassuzhdaet G.
N. Flerov, i vdrug, v poslednij moment, pochuvstvovali zemlyu pod nogami.
Sluchajnaya podvodnaya skala? Libo peschanaya otmel' dolgozhdannogo ostrovka
ustojchivosti? Esli pravil'no vtoroe, to u nas est' real'naya vozmozhnost'
sozdat' novuyu periodicheskuyu sistemu iz ustojchivyh sverhtyazhelyh elementov,
obladayushchih porazitel'nymi svojstvami.
Posle togo, kak stala izvestna gipoteza ob ustojchivyh elementah vblizi
poryadkovyh nomerov 114, 126, 164, issledovateli vsego mira nabrosilis' na
eti "sverhtyazhelye" atomy. Nekotorye iz nih, s predpolozhitel'no bol'shimi
periodami poluraspada, nadeyalis' obnaruzhit' na Zemle ili v Kosmose, po
krajnej mere v vide sledov. Ved' pri vozniknovenii nashej Solnechnoj sistemy
eti elementy tak zhe sushchestvovali, kak i vse prochie.
Sledy sverhtyazhelyh elementov -- chto sleduet pod etim ponimat'? V
rezul'tate svoej sposobnosti samoproizvol'no delit'sya na dva yadernyh oskolka
s bol'shoj massoj i energiej eti transurany dolzhny byli by ostavit' v
nahodyashchejsya po sosedstvu materii otchetlivye sledy razrusheniya. Podobnye sledy
mozhno uvidet' v mineralah pod mikroskopom posle ih travleniya. S pomoshch'yu
takogo metoda sledov razrusheniya mozhno v nastoyashchee vremya prosledit'
sushchestvovanie davno pogibshih elementov. Iz shiriny ostavlennyh sledov mozhno
ocenit' i poryadkovyj nomer elementa -- shirina treka proporcional'na kvadratu
zaryada yadra. "ZHivushchie" eshche sverhtyazhelye elementy nadeyutsya takzhe vyyavit',
ishodya iz togo, chto oni mnogokratno ispuskayut nejtrony. Pri samoproizvol'nom
processe deleniya eti elementy ispuskayut do 10 nejtronov.
Sledy sverhtyazhelyh elementov iskali v margancevyh konkreciyah iz glubin
okeana, a takzhe v vodah posle tayaniya lednikov polyarnyh morej. Do sih por
bezrezul'tatno. G. N. Flerov s sotrudnikami issledoval svincovye stekla
drevnej vitriny XIV veka, lejdenskuyu banku XIX veka, vazu iz svincovogo
hrustalya XVIII veka. Snachala neskol'ko sledov samoproizvol'nogo deleniya
ukazali na ekasvinec-- 114-j element. Odnako, kogda dubninskie uchenye
povtorili svoi izmereniya s vysokochuvstvitel'nym detektorom nejtronov v samom
glubokom solyanom rudnike Sovetskogo Soyuza, to polozhitel'nogo rezul'tata ne
poluchili. Na takuyu glubinu ne moglo proniknut' kosmicheskoe izluchenie,
kotoroe, po-vidimomu, vyzvalo nablyudavshijsya effekt.
V 1977 godu professor Flerov predpolozhil, chto on nakonec obnaruzhil
"signaly novogo transurana" pri issledovanii glubinnyh termal'nyh vod
poluostrova CHeleken v Kaspijskom more. Odnako chislo zaregistrirovannyh
sluchaev bylo slishkom malo dlya odnoznachnogo otneseniya. CHerez god gruppa
Flerova zaregistrirovala uzhe 150 spontannyh delenij v mesyac. |ti dannye
polucheny pri rabote s ionoobmennikom, zapolnennym neizvestnym transuranom iz
termal'nyh vod. Flerov ocenil period poluraspada prisutstvovavshego elementa,
kotoryj on eshche ne smog vydelit', milliardami let.
Drugie issledovateli poshli inymi putyami. Professor Fauler i ego
sotrudniki iz Bristol'skogo universiteta predprinyali eksperimenty s
aerostatami na bol'shoj vysote. S pomoshch'yu detektorov malyh kolichestv yader
byli vyyavleny mnogochislennye uchastki s zaryadami yader, prevyshayushchimi 92.
Anglijskie issledovateli schitali, chto odin iz sledov ukazyvaet dazhe na
elementy 102...108. Pozdnee oni vnesli popravku: neizvestnyj element imeet
poryadkovyj nomer 96 (kyurij).
Kak zhe popadayut eti sverhtyazhelye chastichki v stratosferu zemnogo shara?
Do nastoyashchego vremeni vydvinuto neskol'ko teorij. Soglasno im, tyazhelye atomy
dolzhny voznikat' pri vzryvah sverhnovyh zvezd libo pri drugih
astrofizicheskih processah i dostigat' Zemli v vide kosmicheskogo izlucheniya
ili pyli -- no tol'ko cherez 1000 -- 1 000 000 let. |ti kosmicheskie osadki v
nastoyashchee vremya ishchut kak v atmosfere, tak i v glubinnyh morskih otlozheniyah.
Znachit, sverhtyazhelye elementy mogut nahodit'sya v kosmicheskom izluchenii?
Pravda, po ocenke amerikanskih uchenyh, predprinyavshih v 1975 godu eksperiment
"Skajleb", takaya gipoteza ne podtverdilas'. V kosmicheskoj laboratorii,
obletavshej Zemlyu, ustanovili detektory, pogloshchayushchie tyazhelye chastichki iz
kosmosa; obnaruzheny byli lish' treki izvestnyh elementov. Lunnaya pyl',
dostavlennaya na Zemlyu posle pervoj posadki na Lunu v 1969 godu, ne menee
tshchatel'no obsledovalas' na prisutstvie sverhtyazhelyh elementov. Kogda nashli
sledy "dolgozhivushchih" chastichek do 0,025 mm, nekotorye issledovateli sochli,
chto ih mozhno pripisat' elementam 110-- 119.
Analogichnye rezul'taty dali issledovaniya anomal'nogo izotopnogo sostava
blagorodnogo gaza ksenona, soderzhashchegosya v razlichnyh obrazcah meteoritov.
Fiziki vyskazali mnenie, chto etot effekt mozhno ob®yasnit' lish' sushchestvovaniem
sverhtyazhelyh elementov. Sovetskie uchenye v Dubne, kotorye proanalizirovali
20 kg meteorita Allende, upavshego v Meksike osen'yu 1969 goda, v rezul'tate
trehmesyachnogo nablyudeniya smogli obnaruzhit' neskol'ko spontannyh delenij.
Odnako posle togo, kak bylo ustanovleno, chto "prirodnyj" plutonij-244,
nekogda yavlyavshijsya sostavnoj chast'yu nashej Solnechnoj sistemy, ostavlyaet
sovershenno shodnye sledy, interpretaciyu stali provodit' ostorozhnee.
Atomnaya massa 500. Gde granicy veshchestvennogo mira?
V iyule 1976 goda, kak budto special'no k 200-letnemu yubileyu SSHA, mir
obletelo soobshchenie, kotoroe otmetili kak nauchnuyu sensaciyu vysshego poryadka.
Amerika otkryla element 126 s otnositel'noj atomnoj massoj 350! Pervyj
predstavitel' gipoteticheskih superaktinoidov, k kotorym dolzhny prinadlezhat'
elementy ot 122 do 153, byl najden. Ego nazvali bisentenium -- v chest'
200-letiya nezavisimosti SSHA. Otkryvatelyami, proslavivshimi sebya, okazalis'
Robert Dzhentri iz Nacional'noj laboratorii v Ok-Ridzhe i neskol'ko
sotrudnikov iz Kalifornijskogo gosudarstvennogo universiteta.
Mnogie gody Dzhentri zanimalsya "radioaktivnymi nimbami", prisutstvuyushchimi
v razlichnyh mineralah i nazyvaemymi takzhe oreolami. Poslednie obrazuyutsya v
rezul'tate al'fa-izlucheniya radioaktivnyh atomov, kotoroe razrushaet
kristallicheskuyu reshetku. Mozhno izmerit' razmery etih nimbov pod mikroskopom
i zatem ocenit' energiyu al'fa-chastic. Eshche v 1935--1940 godah avstrijskij
fizik Iozef SHintl'mejster bilsya nad razresheniem toj zhe problemy. On byl
oderzhim ideej o nalichii neizvestnyh elementov v mineralah tipa slyudy. Ego
osobenno interesovali pleohroicheskie nimby, kotorye voznikayut vsledstvie
radioaktivnyh vklyuchenij. Nekotorye iz nimbov byli tak veliki, chto dolzhny
byli vyzyvat'sya al'fa-izlucheniem s neobychno bol'shoj energiej. Pozdnee
professor SHintl'mejster rabotal v Rossel'dorfe i prodolzhal poiski, hotya i
bezrezul'tatnye, etih zagadochnyh al'fa-izluchenij. Do poslednego vremeni on
neustanno obmenivalsya nauchnymi myslyami s professorom Flerovym.
Neizvestno, znal li Dzhentri o rabotah SHintl'mejstera. Odnako on shel po
tomu zhe sledu. V biotite s Madagaskara Dzhentri obnaruzhil neozhidanno bol'shie
nimby -- gigantskie oreoly. Oni dolzhny byli vozniknut' pod dejstviem
al'fa-chastic s energiej 14 MeV. Odnako sredi izvestnyh nuklidov nel'zya
obnaruzhit' al'fa-izluchatelej takogo roda. Dzhentri i ego sotrudniki schitali,
chto takie gigantskie nimby mozhno ob®yasnit' raspadom sverhtyazhelogo elementa.
Amerikancy snyali rentgenovskie spektry predpolagaemyh sverhtyazhelyh
elementov inducirovaniem potokom protonov i pripisali najdennye znacheniya
elementu 126, a takzhe elementam 116, 124 i 127. Takaya smelost' zadela za
zhivoe uchenyh vsego mira. Neskol'ko issledovatel'skih grupp ustremilis'
pereproveryat' oshelomlyayushchie dannye Dzhentri. Osobenno veliki v etom zaslugi
sotrudnikov Instituta yadernoj fiziki imeni Maksa Planka (Gejdel'berg) pod
rukovodstvom professora Povha. V konce 1976 goda posledovalo razocharovanie.
Povh hladnokrovno ob®yavil, chto amerikancy stali zhertvoj kak effekta
zagryaznenij, tak i nepravil'noj interpretacii dannyh rentgenospektroskopii.
Vse rentgenovskie polosy, otnesennye k sverhtyazhelym elementam, na samom dele
proishodyat ot obychnyh elementov, glavnym obrazom ot ceriya. "Na takie oshibki
nado smotret' filosofski,-- uteshal Povh.-- Tot, kto neustanno vsyu svoyu zhizn'
ishchet kakuyu-libo veshch', vdrug verit v to, chto on ee dejstvitel'no nashel. So
mnoj kak-to proizoshlo to zhe samoe".
S tyazhelym serdcem nachal Dzhentri sam razvenchivat' svoe "otkrytie". V
konce koncov on podverg bombardirovke v sinhrotrone tot zhe kusok biotita, v
kotorom on v svoe vremya yakoby nahodil bisentenium. Takim putem Dzhentri hotel
poluchit' rentgenovskie linii, otnesenie kotoryh ne podvergalos' by kritike
kolleg. Na etot raz Dzhentri uzhe ne nashel nikakih ukazanij na sverhtyazhelye
elementy s poryadkovymi nomerami ot 105 do 129. Ne nashel i togda, kogda
povysil chuvstvitel'nost' opredelenij do 5*10[8] atomov v kazhdom
gigantskom oreole.
Ostrovok ustojchivosti, neyasno voznikshij bylo na gorizonte, okazalsya na
etot raz mirazhem. Kak i 40 let nazad, nashli lish'... lozhnye transurany.
Odnako dlya pessimizma poka povoda ne bylo. Imeetsya soobshchenie 1977 goda:
issledovateli Instituta yadernoj fiziki v Orsej (Franciya) nashli neizvestnuyu
estestvennuyu radioaktivnost' v chistom gafnii i v gafnievo-cirkonievyh
mineralah. Istochnikom ee dolzhen byt' novyj sverhtyazhelyj element, kotoryj
mozhet soderzhat'sya v kolichestve 10[-13] g v 1 g ishodnogo
veshchestva. Estestvenno, francuzy poka ne vyskazyvayutsya, kakoj imenno eto
transuran i kak ego nazyvat'.
Sledovatel'no, nesmotrya na vse neudachi, poiski neizvestnyh sverhtyazhelyh
elementov prodolzhayutsya. Nauka neizmenno stremitsya prodvinut'sya do krajnih
predelov periodicheskoj sistemy. Esli ne udastsya najti sverhtyazhelye elementy
na Zemle ili v Kosmose, togda nado hotya by poluchit' ih iskusstvenno, a put'
dlya etogo, izvesten: prevrashchenie drugih elementov.
Eshche v 1971 godu anglijskie uchenye sochli, chto oni pervymi vstupili na
legendarnyj "ostrovok ustojchivosti". Posle analiza vol'frama, 56-go
elementa, kotoryj v techenie odnogo goda podvergalsya bombardirovke pritonami
s ogromnoj energiej v 24 GeV v sinhrotrone CERN, oni obnaruzhili spontanno
raspadayushchijsya tyazhelyj transuran -- ekartut', element 112. Po mneniyu
pervootkryvatelej, atomy vol'frama priobreli stol' vysokuyu energiyu, chto byl
prevzojden porog kulonovskogo vzaimodejstviya: dva yadra vol'frama slilis' s
obrazovaniem novogo atomnogo yadra -- elementa 112. Potrebovalos' nekotoroe
vremya, chtoby obnaruzhit' oshibku. Vnov' vinovna v nej byla gryaz'. Tainstvennaya
samoproizvol'no raspadayushchayasya primes' yavlyalas' kaliforniem -- 98-m, a ne
112-m elementom. Do sih por yavlyaetsya zagadkoj, otkuda "vylezlo" eto
zagryaznenie.
Nesmotrya na takie prevratnosti sud'by, uchenye uporno stremyatsya
soedinit' drug s drugom yadra tyazhelyh atomov dlya polucheniya sverhtyazhelyh
elementov. Schitaetsya, chto sleduet, soediniv posledovatel'no uskoriteli
tyazhelyh ionov, dostich' takoj moshchnosti, chtoby dazhe yadra urana smogli
preodolet' porog kulonovskogo ottalkivaniya i slit'sya drug s drugom. Iz dvuh
atomov izotopa urana [238]U dolzhen obrazovat'sya
[476]H, to est' 184-j element s otnositel'noj atomnoj massoj,
blizkoj k 500. Konechno, bylo by uzhe horosho, esli pri takoj "reakcii s
izbytkom" mozhno bylo poluchit' hotya by ustojchivye elementy 164 ili 114.
|lement so zlopoluchnoj atomnoj massoj 500 uzhe odnazhdy byl opisan v
"literature": chernyj, blestyashchij kom materii razmerom s yabloko vesil centner.
On sostoyal iz metalla s atomnoj massoj 500. |tot sverhtyazhelyj metall byl
vyplavlen v special'nyh avtoklavah pri davlenii 50 000 MPa i temperature 1
000 000 °S putem stupenchatogo prisoedineniya k uranu geliya. |togo veshchestva,
vzyatogo na konchike nozha, bylo dostatochno, chtoby elektrostanciya rabotala v
techenie neskol'kih mesyacev... vo vsyakom sluchae pisatel' Dominik v 1935 godu
tak opisyvaet sintez i svojstva elementa s "atomnoj massoj 500" v romane s
tem zhe nazvaniem. S teh por takie predstavleniya bytuyut v golovah chitatelej
fantastiki. Segodnya stavitsya tot zhe vopros: vozmozhen li sintez elementa s
takoj atomnoj massoj ili pri etom my vyskochim za predely periodicheskoj
sistemy?
V nashe vremya uzhe mozhno osushchestvit' opyty po uskoreniyu atomov urana do
neobhodimogo poroga energii dlya termoyadernogo sinteza; dlya etogo mozhno bylo
by ispol'zovat' moshchnejshie uskoriteli tyazhelyh ionov--UNILAC v Darmshtadte,
U-400 v Dubne, Super-HILAC v Berkli. Mozhet pokazat'sya, chto realizaciya
sinteza elementa s massovym chislom 500 sushchestvenno priblizilas'. Kogda v
1977 godu vpervye na UNILAC'e yadra urana s energiej 1785 MeV byli napravleny
navstrechu drug drugu, to ozhidalis' istinnye chudesa. Fiziki napryazhenno
sklonilis' nad pervymi yadernymi trekami, poyavivshimisya na detektorah. Nachalo
vyrisovyvat'sya original'noe yavlenie: delenie urana na chetyre oblomka. Oba
yadra urana raskololis' na dve chasti. Odnako sverhtyazhelyh elementov nel'zya
bylo obnaruzhit'.
Granica sinteza elementov ocenivaetsya gde-to okolo 200-go elementa.
Zdes' v budushchem dolzhna zakonchit'sya periodicheskaya sistema. |lementy s bolee
vysokim poryadkovym nomerom ne dolzhny sushchestvovat': bol'shoe chislo protonov v
yadre mgnovenno privelo by k zahvatu blizhajshih k yadru elementov i v
zaklyuchenie k gibeli vsego atoma. V rezul'tate mogut obrazovyvat'sya yadra s
men'shim zaryadom, a chast' atoma prevratilas' by v energiyu izlucheniya.
My znaem, chto fermij-257 yavlyaetsya samym tyazhelym izotopom, kotoryj
sushchestvuet v vesomyh kolichestvah. On imeet udobnyj dlya praktiki period
poluraspada, ravnyj pochti sta dnyam. |tot izotop mog by sluzhit' v kachestve
misheni. Poetomu pri ispol'zovanii sil'no razognannyh ionov fermiya-257,
teoreticheski vozmozhen process termoyadernogo sinteza, privodyashchij k elementu
200, otnositel'naya atomnaya massa kotorogo ravna 500:
[257]Fm + [257]Fm = [500]X + 14n
Dlya 200-go elementa uzhe est' imya: binilnilij. Mezhdunarodnyj soyuz
teoreticheskoj i prikladnoj himii (IYUPAK.) davno pytaetsya voodushevit' uchenyh
na edinoobraznoe naimenovanie himicheskih elementov. Togda ne budet teh
spornyh voprosov, kotorye poyavilis' v poslednee vremya. Nachinaya s elementa
100 naimenovaniya skladyvayutsya iz gotovyh slogov: "nil" dlya nulya, "un" dlya
edinicy, "bi" dlya dvuh i suffiks. Togda element 114 nazyvalsya by prosto
ununkvadij, a element 200 -- binilnilij. I nikto by bol'she ne sporil, dolzhen
li element 105 nazyvat'sya haniem ili nil'sboriem. Ego nazvanie unnilpentij.
Odnako, k ogorcheniyu IYUPAK, eshche nikto iz uchenyh ni v Dubne, ni v Berkli ne
posledoval etomu predlozheniyu. Znachit, shansy na vvedenie v himiyu takogo
"dremuchego" yazyka maly. Po mneniyu Siborga, emu priyatnee skazat' "element
114", chem "ununkvadij", na kotorom yazyk slomaesh'...
Odnako, budet li kogda-nibud' v dostatochnom kolichestve fermij-257 --
osnova dlya polucheniya binilniliya, to est', po-staromu, elementa 200? |to
vpolne opravdannyj vopros. Ved' iz 1 t plutoniya v moshchnom reaktore obrazuetsya
maksimal'no 1 mkg fermiya-257, i to posle 10-letnej bombardirovki nejtronami!
Esli ne udastsya poluchit' bol'shie kolichestva fermiya drugimi putyami, to
pridetsya otkazat'sya ot stol' zamanchivogo sinteza elementa s otnositel'noj
atomnoj massoj 500.
Bol'she nadezhd sulyat opyty po sintezu elementov, lezhashchih blizko k
ostrovku ustojchivosti. Tak, vzaimodejstvie plutoniya-244 s dvazhdy magicheskim
kal'ciem 48 dolzhno bylo by privesti k elementu 114:
[244]Pu + [48]Sa = [290]X + 2n
Pravda, zdes' ne poluchitsya sverhustojchivogo izotopa-298 elementa 114.
Odnako specialisty ozhidayut, chto izotop s massovym chislom 290 budet takzhe
imet' dovol'no bol'shuyu prodolzhitel'nost' zhizni. Sejchas sootvetstvuyushchie opyty
planiruyutsya kak v Dubne, tak i v Berkli. Reshayushchim prepyatstviem do sih por
yavlyalas' skudost' zapasov ishodnyh veshchestv: v prirodnom kal'cii prisutstvuet
lish' 0,18 % kal'ciya-48, i on dolzhen dlitel'no obogashchat'sya. V nastoyashchee vremya
mirovoj zapas kal'ciya-48 sostavlyaet vsego neskol'ko grammov. Plutonij-244
tozhe neobhodimo snachala "inkubirovat'" v reaktore v dostatochnom kolichestve.
Odnako pri vsem optimizme fizikam yasno: dazhe s pomoshch'yu samyh moshchnyj
uskoritelej tyazhelyh ionov nikogda nel'zya budet poluchit' vesomye kolichestva
sverhtyazhelyh elementov... No eto ne ostanavlivaet uchenyh. Im neobhodimo
znat', kuda vedet doroga "za blizhajshim ulichnym povorotom". Dejstvitel'no,
kuda zhe vedet etot put'?
Esli povnimatel'nee prismotret'sya k istorii otkrytiya elementov, bogatoj
oshibkami i razocharovaniyami, to, vozmozhno, poyavyatsya somneniya v uspehe takoj
tyazhkoj pogoni za "sverhtyazhelymi" elementami: ne budut li vnov' otkryty
lozhnye transurany? Byt' mozhet, on vovse i ne sushchestvuet, etot dalekij
"ostrovok ustojchivosti"? Otto Han neodnokratno podcherkival, chto on postoyanno
iskal ne to, chto nahodil. Pust' zhe uchenye v svoem puteshestvii po "moryu
neustojchivosti" otkroyut v konce koncov nechto snogsshibatel'noe! Po etomu
povodu Siborg zayavil: "Esli obnaruzhitsya, chto teoriya verna, togda dlya
issledovatelya otkroetsya sovershenno novyj mir himii i fiziki, v sravnenii s
kotorym vse predydushchie popytki pokazhutsya bescvetnymi".
Iskusstvennye elementy v issledovanii Kosmosa
Dlya chego nuzhny transurany, a takzhe drugie iskusstvennye elementy? Stoyat
li oni dejstvitel'no takih ogromnyh zatrat dlya ih issledovaniya i
proizvodstva?
Tehnecij (Ts), pervyj iskusstvennyj element v periodicheskoj sisteme,
zavoeval shirokie oblasti primeneniya. V nastoyashchee vremya ego poluchayut v
kilogrammovyh kolichestvah iz radioaktivnyh othodov atomnoj promyshlennosti.
Kogda v Soedinennyh SHtatah bylo nachato kommercheskoe proizvodstvo i
ispol'zovanie tehneciya, to cena za 1 g za neskol'ko let upala s 17 000 do 90
dollarov. Teper' tehnecij primenyayut v medicine kak yadernoe farmacevticheskoe
sredstvo dlya radiografii razlichnyh organov s cel'yu proverki ih
funkcional'noj deyatel'nosti. Takim putem mozhno diagnostirovat' takzhe rakovye
zabolevaniya. Vvodimyj dlya etogo izotop [99]Ts, vsledstvie malogo
perioda poluraspada, ravnogo 6 ch, prihoditsya izgotovlyat' v izotopnom
molibdenovom generatore neposredstvenno pered ispol'zovaniem.
Pogovarivayut o tehnecii kak o vozmozhnom katalizatore dlya himicheskoj
promyshlennosti. Odnako samye bol'shie ego dostoinstva zaklyuchayutsya v zashchite ot
korrozii. Pertehnaty yavlyayutsya moshchnymi ingibitorami korrozii. Takoe otkrytie
sdelal amerikanec Kartledzh v nachale 1955 goda. On obnaruzhil, chto dobavka uzhe
0,00005 % tehneciya prekrashchaet korroziyu stali i zheleza v vode.
Prometij (Pm), vtoroj iskusstvennyj element, takzhe priobrel znachenie v
tehnike. Beta-izluchatel' prometij-147 v kachestve zamenitelya radiya primenyayut
dlya izgotovleniya fosforesciruyushchih veshchestv, kotorye ispol'zuyut, naprimer, dlya
kontrol'nyh priborov na bortu samoletov. Prometij nuzhen takzhe dlya izmereniya
radioaktivnym metodom tolshchiny fol'gi i listovogo stekla. Odnako naibolee
vazhnym primeneniem etogo elementa yavlyaetsya ego sposobnost' byt' istochnikom
yadernoj energii: on, kak vse radioaktivnye beta-izluchayushchie elementy,
ioniziruet pogranichnyj sloj poluprovodnikov, v rezul'tate chego voznikaet
tok. Takoe yavlenie nazyvayut betavol'teffektom. Oksid prometiya-147 massoj v
24 g, zapressovannyj pod davleniem v platinovuyu kapsulu, daet energiyu v 8
Vt. V nastoyashchee vremya izgotovlyayut minibatarei iz prometiya-147 razmerom ne
bolee dvuhkopeechnoj monety. Dlitel'nost' ih raboty ogranichena lish' periodom
poluraspada izotopa. Poslednij sostavlyaet dva s polovinoj goda.
Al'fa-izluchayushchie transurany po svoej prirode sposobny vydelyat'
znachitel'nuyu teplovuyu energiyu. Poetomu preparaty kyuriya sil'no fosforesciruyut
i takogo termicheskogo svecheniya dostatochno dlya togo, chtoby ih mozhno bylo
sfotografirovat' v temnote v sobstvennom izluchenii.
Vodnye rastvory, soderzhashchie neskol'ko milligrammov soli kyuriya na litr,
zakipayut sami soboj. Oni vyglyadyat, kak iskryashcheesya shampanskoe,--
zavorazhivayushchee zrelishche. Pri rabote takie rastvory neobhodimo nepreryvno
ohlazhdat'. Tabletki iz neskol'kih grammov oksida kyuriya postoyanno raskaleny,
temperatura ih poverhnosti vyshe 1200 °S!
Kogda v 1947 godu vpervye poluchili kyurij v "znachitel'nyh" kolichestvah,
etot mirovoj zapas sostoyal iz kroshechnoj pylinki gidroksida kyuriya, edva
vidimoj nevooruzhennym glazom. V nastoyashchee vremya kyurij poluchayut v
kilogrammovyh kolichestvah. Po svoej udel'noj teplotvornoj sposobnosti,
ravnoj 123 Vt/g, kyurij-242 s periodom poluraspada 162 dnya prevoshodit vse
drugie transurany. Kyurij-244 vydelyaet lish' 2,9 Vt/g, no zato obladaet
bol'shej prodolzhitel'nost'yu zhizni (period poluraspada 17,6 let).
Plutonij-238, vydelyayushchij energiyu v 0,46 Vt/g, imeet pochtennyj period
poluraspada v 88 let.
Iz etih al'fa-izluchatelej s pomoshch'yu termoelementov poluchayut tok. Pri
ustanovke takih termoionnyh izotopnyh batarej celikom rukovodstvuyutsya ih
naznacheniem. Esli zhelatel'ny dolgozhivushchie istochniki energii, naprimer dlya
izmeritel'nyh ili zapuskaemyh v kosmos priborov, dlya snabzheniya tokom
svetyashchihsya buev i avtomaticheskih meteostancij libo dlya obogreva odezhdy
vodolazov ili kosmonavtov, to predpochtitelen kyurij-244 ili plutonij-238.
Esli zhe, naprotiv, trebuetsya na korotkoe vremya vyrabotka bol'shih kolichestv
energii, to vygodnee batareya iz kyuriya-242.
Obychno atomnye batarei primenyayut povsemestno v teh sluchayah, gde eti
nositeli energii mogut proyavit' svoi porazitel'nye svojstva: oni zanimayut
minimal'nyj ob®em, ne nuzhdayutsya v uhode i nadezhny dazhe v ekstremal'nyh
usloviyah. Predpochtitel'nee vsego ispol'zovat' ih v kosmicheskih puteshestviyah.
Kogda 4 oktyabrya 1957 goda v SSSR byl vyveden na orbitu pervyj iskusstvennyj
sputnik Zemli, to ego himicheskie batarei mogli davat' energiyu v techenie 23-h
dnej. Posle etogo moshchnost' ih byla ischerpana. Naprotiv, batarei iz
radioaktivnyh nuklidov imeyut sovershenno inye rezervy moshchnosti.
V 1961 godu takaya batareya tipa SNAP (System for nuclear auxiliar
Power[72]) vpervye ustanovlena SSHA na bortu navigacionnogo
sputnika "Tranzit". Postavshchikom energii sluzhil plutonij-238, teplota
kotorogo termoelektricheski prevrashchalas' v tok. S teh por v kosmicheskih
poletah ne raz ispol'zovali atomnye batarei, Sovetskij Soyuz -- v sputnikah
tipa "Kosmos". V SSHA, naprimer, meteosputnik "Nimbus", kotoryj vrashchaetsya
vokrug Zemli s maya 1968 goda, imeet batareyu na plutonij-238 moshchnost'yu 60 Vt.
Amerikanskij lunnyj zond "Sarvejor", kotoryj v 1966 godu peredal po radio na
Zemlyu pervyj himicheskij analiz lunnogo grunta, obladal energeticheskoj
ustanovkoj v 20 Vt, pitaemoj 7,5 g kyuriya-242.
Izvestnoj stala mini-elektrostanciya SNAP 27, moshchnost' kotoroj (73 Vt)
obespechivaetsya 4,3 kg plutoniya-238. Ee razmery sostavlyayut 45 X 40 sm. 12
noyabrya 1969 goda astronavty "Apollona 12" ustanovili SNAP 27 na Lune. Iz
soobrazhenij bezopasnosti na vremya kosmicheskogo poleta amerikanskie
kosmonavty zakrepili plutonievyj sterzhen', imeyushchij temperaturu 700 °S, na
naruzhnoj stenke lunnogo korablya. Tol'ko posle posadki oni pomestili ego
vnutr' generatora.
SNAP 27 srazu stali davat' elektricheskij tok, a pozdnee -- snabzhat'
energiej ostavlennuyu na Lune izmeritel'nuyu apparaturu.
Eshche ran'she, pri pervoj posadke na Lunu, amerikancy ispol'zovali
istochniki energii iz plutoniya-238. Takie batarei pomeshchali v izmeritel'nye
pribory, i oni garantirovali ih bezuprechnuyu rabotu, dazhe pri teh rezkih
perepadah temperatur, kotorye sushchestvuyut na sputnike nashej Zemli. V poletah
kosmicheskih korablej "Apollon" istochnik energii iz 570 g plutoniya-238
obespechival regeneraciyu pit'evoj vody. S ego pomoshch'yu amerikanskie astronavty
mogli ezhednevno regenerirovat' 8 l vody. Issledovatel'skij korabl'
"Lunohod", spushchennyj na poverhnost' Luny Sovetskim Soyuzom v noyabre 1970
goda, byl obespechen radioaktivnymi izotopami dlya regulirovki temperatury.
Istochniki energii, snabzhennye dolgozhivushchimi izotopami, osobenno
neobhodimy dlya kosmicheskih zondov, nahodyashchihsya v "dal'nih stranstviyah" k
udalennym planetam. Poetomu amerikanskie zondy "Viking", kotorye byli
vysazheny na Mars v iyule i sentyabre 1976 goda s cel'yu poiskov tam razumnoj
zhizni, imeli na bortu dva radioizotopnyh generatora dlya obespecheniya energiej
spuskaemogo apparata. Kosmicheskie stancii vblizi Zemli, takie, kak "Salyut"
(SSSR) i "Skajleb" (SSHA), poluchayut energiyu ot solnechnyh batarej, pitaemyh
energiej Solnca. Odnako zondy dlya YUpitera nel'zya osnashchat' solnechnymi
batareyami. Izlucheniya Solnca, kotoroe poluchaet zond vblizi dalekogo YUpitera,
sovershenno nedostatochno dlya obespecheniya pribora energiej. Krome togo, pri
kosmicheskom perelete Zemlya -- YUpiter trebuetsya preodolet' ogromnye
mezhplanetnye rasstoyaniya pri prodolzhitel'nosti poleta ot 600 do 700 dnej. Dlya
takih kosmicheskih ekspedicij osnovoj udachi yavlyaetsya nadezhnost'
energeticheskih ustanovok.
Poetomu amerikanskie zondy planety YUpiter -- "Pioner 10", kotoryj
startoval v fevrale 1972 goda, a v dekabre 1973 goda dostig naibol'shego
priblizheniya k YUpiteru, a takzhe ego preemnik "Pioner II"--byli osnashcheny
chetyr'mya moshchnymi batareyami s plutoniem-238, pomeshchennymi na koncah
kronshtejnov dlinoj v 27 m. V 1987 godu "Pioner 10" proletit mimo samoj
udalennoj ot Zemli planety -- Plutona, a zatem eto pervoe zemnoe kosmicheskoe
telo pokinet nashu Solnechnuyu sistemu, imeya na bortu himicheskij element,
iskusstvenno poluchennyj na Zemle.
Perspektivno primenenie iskusstvennyh elementov dlya snabzheniya energiej
serdechnyh regulyatorov. Ot takih batarej trebuetsya, chtoby oni periodicheski
posylali serdechnoj myshce elektricheskie impul'sy. Primenyavshiesya do sih por
himicheskie batarei neizmerimo bol'she atomnyh po razmeram i rabotayut tol'ko
dva-tri goda. Prodolzhitel'nost' raboty atomnyh serdechnyh regulyatorov s
plutoniem-238 ocenivayut ne menee chem v desyat' let. Sledovatel'no, pri
neblagopriyatnyh obstoyatel'stvah pacient s bol'nym serdcem dolzhen
podvergat'sya hirurgicheskomu vmeshatel'stvu kazhdye desyat' let. K atomnym
regulyatoram pred®yavlyayutsya osobenno zhestkie trebovaniya po tehnike
bezopasnosti, chtoby ni pri kakih obstoyatel'stvah chrezvychajno toksichnyj
plutonij ne smog vyrvat'sya naruzhu. V 1970 godu francuzskie vrachi
implantirovali dvum lyudyam serdechnye regulyatory, kotorye vesili vsego po 40
g. Trebuemuyu moshchnost' v 200 mkVt obespechivali 150 mg plutoniya-238. S teh por
eti regulyatory podderzhivayut serdechnuyu deyatel'nost' oboih pacientov. Stol'
ubeditel'nyj uspeh sozdal celuyu medicinskuyu shkolu. Mediki implantiruyut
serdechnye regulyatory iz plutoniya-238 ili prometiya-247, v poslednie gody
takzhe v Sovetskom Soyuze i Pol'she.
Izotop plutoniya [238]Pu opravdal sebya i dlya drugih
medicinskih celej. On sluzhit istochnikom energii dlya "iskusstvennogo serdca"
-- nasosa dlya krovi, spasitelya zhizni pri ostanovke krovoobrashcheniya. |lement
plutonij vse bol'she delaetsya pohozhim na dvulikogo YAnusa -- on v ravnoj mere
mozhet vnushat' kak nadezhdy, tak i strah.
Kalifornij: v poiskah narkotikov i zolota
V 1950 godu transuranovyj element kalifornij (Cf) poyavilsya na svet v
kolichestve neskol'kih atomov. V nastoyashchee vremya planiruetsya i osushchestvlyaetsya
"proizvodstvennaya programma" dlya polucheniya ego milligrammovyh kolichestv.
Mirovoj zapas kaliforniya sostavlyaet neskol'ko grammov, veroyatno, nikak ne
bolee 5 g. Kalifornij neveroyatno dorog. Odin gramm ego stoit okolo 10
millionov dollarov. Kakie zhe svojstva, nesmotrya na eto, delayut etot izotop
stol' neobhodimym?
Kalifornij-252 imeet period poluraspada 2,6 goda. Pri etom
samoproizvol'no delitsya 3 % vseh atomov i pri kazhdom delenii vydelyaetsya
chetyre nejtrona. Vot imenno takaya nejtronnaya emissiya i delaet kalifornij-252
stol' interesnym, ibo 1 g v sekundu vydelyaet 2,4 billiarda
(10[12]) nejtronov. |to sootvetstvuet nejtronnomu potoku srednego
yadernogo reaktora! Esli by takoe nejtronnoe izluchenie zahoteli poluchit'
klassicheskim putem iz radievo-berillievogo istochnika, to dlya etogo
potrebovalos' by 200 kg radiya. Stol' ogromnogo zapasa radiya voobshche ne
sushchestvuet na Zemle. Dazhe takoe nevidimoe glazom kolichestvo, kak 1 mkg
kaliforniya-252, daet bolee 2 millionov nejtronov v sekundu. Poetomu
kalifornij-252 v poslednee vremya ispol'zuyut v medicine v kachestve tochechnogo
istochnika nejtronov s bol'shoj plotnost'yu potoka dlya lokal'noj obrabotki
zlokachestvennyh opuholej.
Vo mnogih sluchayah kalifornij mozhet teper' zamenit' atomnyj reaktor,
naprimer dlya takih special'nyh analiticheskih issledovanij, kak nejtronnaya
radiografiya ili aktivacionnyj analiz. S pomoshch'yu nejtronnoj radiografii
prosvechivayutsya detali samoletov, chasti reaktorov, izdeliya samogo razlichnogo
profilya. Povrezhdeniya, kotorye obychno nevozmozhno obnaruzhit', teper' legko
nahodyat. Dlya etoj celi v SSSR i SSHA razrabotana transportabel'naya nejtronnaya
kamera s kaliforniem-252 v kachestve istochnika izlucheniya. Ona pozvolyaet vesti
rabotu vne zavisimosti ot stacionarnogo atomnogo reaktora. V bor'be s
prestupnost'yu v SSHA takaya nejtronnaya kamera pokazala svoj prevoshodnyj
"nyuh". Tabletki LSD i marihuana, spryatannye v patronnyh gil'zah, byli srazu
obnaruzheny. S pomoshch'yu rentgenovskih luchej kontrabandnye narkotiki najti ne
udavalos'.
Bolee rasprostraneno ispol'zovanie kaliforniya v nejtronno-aktivacionnom
analize. Pod etim imeetsya v vidu vysokochuvstvitel'nyj metod analiza,
prigodnyj v osobennosti dlya opredeleniya sledov elementov. Issleduemye
veshchestva podvergayut oblucheniyu potokom nejtronov, v rezul'tate chego
obrazuyutsya iskusstvennye radioaktivnye izotopy. Intensivnost' ih izlucheniya
yavlyaetsya meroj soderzhaniya sostavnyh chastej primesej. Pri (n, ()-reakciyah
mozhno s pomoshch'yu gamma-spektroskopii vysokoj tochnosti izyashchnym metodom
izmerit' intensivnost' gamma-izlucheniya, specificheskuyu dlya kazhdogo nuklida, a
po intensivnosti najti soderzhanie opredelyaemogo elementa.
V nastoyashchee vremya obshcheprinyato aktivirovat' material proby v atomnom
reaktore. Odnako vse bolee predpochtitel'nymi stanovyatsya nebol'shie perenosnye
istochniki nejtronov. Oni pozvolyayut provodit' nejtronno-aktivacionnyj analiz
na meste. Ubeditel'nym primerom yavlyaetsya izuchenie sostava poverhnosti Luny i
udalennyh ot Zemli planet. Pri poiskah rudnyh mestorozhdenij, nahodyashchihsya v
nedostupnyh mestah na Zemle i na dne morya, primenyayut tochechnye istochniki
nejtronov. Dlya razvedyvaniya mestorozhdenij nefti ispol'zuyut zondy burovyh
skvazhin s kaliforniem-252.
V aktivacionnom analize chuvstvitel'nost' chrezvychajno vysoka. Mogut byt'
obnaruzheny nichtozhnye kolichestva -- 10[-10]-- 10[-13] g
issleduemogo veshchestva. Dlya nekotoryh elementov chuvstvitel'nost' eshche vyshe.
Naprimer, s pomoshch'yu aktivacionnogo analiza udaetsya obnaruzhit' dazhe
10[-17] g, to est' okolo 250 00 atomov.
Umer li Napoleon 1 v ssylke estestvennoj smert'yu? Na etot vopros,
neodnokratno podvergavshijsya obsuzhdeniyu, byl poluchen odnoznachnyj otvet lish'
140 let spustya. V kachestve "veshchestvennogo dokazatel'stva" posluzhila pryad'
volos francuzskogo imperatora, kotoraya byla srezana u nego 5 maya 1821 goda
na ostrove sv. Eleny, cherez den' posle ego smerti. Ona hranilas' iz
pokoleniya v pokolenie neskol'kimi pochitatelyami v kachestve dragocennogo
suvenira. Sudebnye mediki obnaruzhili, chto imperator stal zhertvoj otravleniya.
S pomoshch'yu aktivacionnogo analiza bylo ustanovleno, chto v volosah Napoleona
soderzhitsya mysh'yaka v 13 raz bol'she normy. Iz razlichnogo soderzhaniya mysh'yaka
na otdel'nyh uchastkah rosta volos mozhno bylo ustanovit' dazhe vremya, kogda
nachali emu podmeshivat' v pishchu yad.
V nastoyashchee vremya uzhe ne yavlyaetsya zagadkoj proishozhdenie antichnyh
mramornyh statuj, poskol'ku stalo izvestno, chto dlya razlichnyh drevnih
mramornyh kamenolomen harakterno prisutstvie opredelennyh primesnyh
elementov. Issledovaniya krasyashchih pigmentov kartin s pomoshch'yu aktivacionnogo
analiza okazalis' ves'ma cennymi dlya ih datirovaniya. Sledy postoronnih
primesej v svincovyh belilah -- ves'ma rasprostranennoj kraske -- sovershenno
harakterno izmenyayutsya s techeniem vremeni. Shodnoe povedenie obnaruzheno takzhe
dlya drugih hudozhestvennyh krasok. S teh por, kak poyavilsya
nejtronno-aktivacionnyj analiz, ischezli vse vozmozhnosti dlya poddelki kartin
staryh masterov.
Neocenimoe preimushchestvo etogo metoda proyavlyaetsya v osobennosti pri
issledovanii cennyh starinnyh proizvedenij iskusstva, ibo ispytanie ne
svyazano absolyutno ni s kakim razrusheniem. Pri drugih sovremennyh metodah
analiza, kak, naprimer, rentgenoflyuorescentnom ili spektral'nom, neizbezhno
hotya by poverhnostnoe povrezhdenie izuchaemogo ob®ekta.
Zoloto i serebro takzhe mozhno prekrasno opredelyat' putem aktivacionnogo
analiza, prichem kak v mikro-, tak i v makrokolichestvah. Znamenityj medal'on
Vencelya Zejlera ostalsya by v nastoyashchee vremya nepovrezhdennym, esli by ego
tajna byla raskryta s pomoshch'yu etogo metoda. Aktivacionnyj analiz,
prednaznachennyj prezhde vsego dlya sledov elementov, byl primenen i dlya
makroskopicheskih opredelenij. Ispol'zuya nebol'shie potoki nejtronov
[10[3] nejtronov/(sm[2]*s) vmesto obychnyh 10[9
]-- 10[14]], mozhno opredelit' osnovnye sostavnye chasti
splava, naprimer soderzhanie zolota i serebra v zolotoj monete. Horoshuyu
sluzhbu okazyvayut zdes' istochniki nejtronov na osnove kaliforniya-252.
Takim obrazom, v nastoyashchee vremya vpolne vozmozhno opredelit' sostav ili
zhe podlinnost' istoricheskih monet iz blagorodnyh metallov bez ih razrusheniya.
Teper' mozhno bylo by izoblichit' dazhe fal'shivomonetchikov drevnosti. Kogda
papa Grigorij IX otluchil ot cerkvi rimskogo imperatora i korolya Sicilii
Fridriha II, on krome vsego prochego obvinil ego v poddelke monet. |to legko
bylo obnaruzhit' dlya serebryanyh dinarov, pushchennyh v obrashchenie Fridrihom II,
ibo oni imeli lish' poserebrennuyu poverhnost'. A kak zhe obstoyalo delo s
izvestnymi zolotymi avgustalami (kotorye prikazal chekanit' Fridrih) --
monetami bol'shoj numizmaticheskoj cennosti? Obladali li oni predpisannym
soderzhaniem blagorodnogo metalla v 20,5 karata, chto sostavlyalo 85,5 %
zolota? Na etot vopros dolgoe vremya nel'zya bylo otvetit', ibo nikto ne
reshalsya pozhertvovat' nemnogimi kollekcionnymi monetami dlya tradicionnogo
analiza. Nejtronnaya aktivaciya bez povrezhdeniya monet dala dokazatel'stvo
togo, chto avgustaly XIII veka sootvetstvovali trebuemomu sostavu, to est'
yavlyalis' podlinnymi.
V prezhnie vremena vypusk fal'shivyh monet byl strogo nakazuem. V 1124
godu anglijskij korol' Genrih I prikazal zhestoko izuvechit' sto masterov
monetnogo dvora po podozreniyu v podmene serebra v monetah na olovo. V
nastoyashchee vremya, s 1971 goda, eti mastera dolzhny schitat'sya
reabilitirovannymi, hotya i slishkom pozdno: aktivacionnyj analiz bezuprechno
dokazal, chto serebryanye monety, vyzyvavshie podozreniya, soderzhat trebuemye
kolichestva metalla.
Nejtronno-aktivacionnyj analiz pomogaet geologam pri poiskah
mestorozhdenij zolota i serebra. V Sovetskom Soyuze v Tashkentskom institute
yadernoj fiziki razrabotany metody gamma-spektroskopicheskogo opredeleniya
soderzhaniya zolota v skal'nyh porodah pri pomoshchi burovogo zonda, snabzhennogo
Cf-istochnikom. Blagorodnye metally, zaklyuchennye v rude ili v gornyh porodah,
aktiviruyutsya nejtronami. Pri etom obrazuyutsya radioaktivnye izotopy serebra
ili zolota, kotorye mozhno legko razlichit', znaya ih period poluraspada, a
takzhe raspolozhenie linij ih gamma-spektrov. Intensivnost' polos daet
svedeniya o soderzhanii metalla: v prirodnyh porodah mozhno takim putem
opredelit' 10[-9] % zolota i serebra. Ne ostaetsya nezamechennoj
dazhe malejshaya pylinka zolota.
Problemy proizvodstva transuranov
Iz chisla transuranov osobyj interes predstavlyayut plutonij, americij,
kyurij i kalifornij. Kak zhe obstoit delo s ih polucheniem? Nastol'ko li
dostupny eti iskusstvennye elementy, chtoby mozhno bylo rekomendovat' ih
ispol'zovanie?
Kogda v 1966 godu amerikanskoe kosmicheskoe vedomstvo zapustilo lunnyj
zond "Sarvejor", imevshij na svoem bortu atomnuyu energeticheskuyu ustanovku s
7,5 g kyuriya, to lish' posvyashchennye znali, kak trudno bylo poluchit' takoe
kolichestvo kyuriya. Prishlos' v techenie chetyreh mesyacev v moshchnom reaktore
bombardirovat' nejtronami 77 g americiya-241 stoimost'yu v 20 000 dollarov, a
zatem pererabatyvat' poluchennye produkty.
Eshche bolee dorogostoyashchimi okazalis' opyty amerikancev po polucheniyu
transkyurievyh elementov, prezhde vsego zhelannogo kaliforniya-252. Dlya ego
stupenchatogo sinteza nado, chtoby kazhdyj atom plutoniya, poluchennyj v
reaktore, zahvatil summarno 13 nejtronov. Odnako pri etom obrazuetsya
mnozhestvo drugih delyashchihsya nuklidov, tak chto maksimal'nyj vyhod
kaliforniya-252 sostavlyaet 0,05 %. Sledovatel'no, iz 1 kg plutoniya posle
mnogoletnego oblucheniya v moshchnom reaktore mozhno poluchit' v luchshem sluchae 0,5
g kaliforniya-252. Odnako dlya podderzhaniya moshchnosti takogo special'nogo
reaktora trebuetsya ezhemesyachno menyat' dorogostoyashchie sterzhni iz urana-235.
|tim ob®yasnyaetsya kolossal'naya cena na 1 g kaliforniya: 10 millionov dollarov.
V 1972 godu SSHA raspolagali etim odnim grammom. Dlya togo, chtoby ego
mozhno bylo perevozit', potrebovalsya special'nyj rezervuar. Takaya "upakovka"
vyglyadela neobychno: diametr ee okolo 3 m, vysota 4 m i massa 50 t. Vot v
takom "bronirovannom sejfe" s mnogoslojnymi stenkami iz parafina, svinca,
betona i stali i hranitsya sokrovishche iz kaliforniya stoimost'yu v 10 millionov
dollarov. Odnako vse eto ustrojstvo -- ne dlya zashchity ot vorov, a dlya zashchity
ot radiacii. Bez takoj "upakovki" etot gramm kaliforniya stal by smertel'no
opasnym iz-za ispuskaniya nejtronov i vyzval by povsyudu radioaktivnost',
inducirovannuyu nejtronami.
Iz obzora za 1971 god sleduet, chto s iyulya 1969 goda po iyul' 1971 goda v
oboih moshchnyh reaktorah -- v Ok-Ridzhe i Brukhevene (SSHA) -- polucheny
sleduyushchie kolichestva transuranov: 50 g kyuriya-244; 54 mg kaliforniya-252; 0,4
mg ejnshtejniya-253; 5*10[8] atomov fermiya-257 (nevesomoe
kolichestvo).
Neudivitel'no, chto pri takih skudnyh vyhodah vedutsya poiski drugih
metodov proizvodstva transuranov -- bolee bystryh, deshevyh, vydayushchih produkt
v bol'shih kolichestvah. Amerikancy, iskoni obladayushchie ponyatiem "bol'shogo
biznesa", sozdali grandioznyj plan: ozhidat' 5 ili 10 let polucheniya 1 g
kaliforniya oni ne v sostoyanii; oni hoteli odnim mahom poluchit' 10 g... s
pomoshch'yu vzryva atomnoj bomby!
Posle nekotoryh predvaritel'nyh opytov v iyule 1969 goda amerikancy
reshilis' na grandioznyj eksperiment, poluchivshij kodovoe nazvanie
"Hatch[73]". Mesto dejstviya -- ispytatel'nyj poligon departamenta
atomnoj energii SSHA dlya podzemnyh ispytanij yadernogo oruzhiya v Nevade.
Mestnost' tam v rezul'tate mnogochislennyh yadernyh vzryvov vyglyadit kak
lunnyj krater. V eksperimente "Hatch" na 600-metrovoj glubine vzorvalas'
atomnaya bomba vzryvnoj sily v 2000 kt trinitrotoluola i obrazovala podzemnyj
krater. Za 10[-7] s bomba vydelila 4,5*10[25]
nejtronov/sm[2] -- v 10 milliardov raz bol'she, chem moshchnejshij
reaktor. Kogda spustya nekotoroe vremya snizilas' radioaktivnost', pervye
partii risknuli na planerah vysadit'sya na meste vzryva, chtoby podgotovit'
pochvu dlya bureniya. Redkie transurany nahodilis' v zastyvshem konglomerate
splavivshihsya porod vesom okolo 150 000 t. CHtoby ih dobyt', potrebovalis' by
"gornorudnye" razrabotki. |to -- beznadezhnoe predpriyatie, i potomu
amerikancy ogranichilis' burovoj proboj v 100 g. Iz nee oni izvlekli
10[10] atomov fermiya-257 -- ishodnogo veshchestva dlya polucheniya
200-go elementa s otnositel'noj atomnoj massoj 500. |to kolichestvo v sto raz
prevyshalo poluchennoe do sih por v moshchnom reaktore. Po priblizhennoj ocenke
vsego pri "Hatch"-vzryve bylo sintezirovano 0,25 mg fermiya-257, kotorye, uvy,
kak i te vozhdelennye 10 g kaliforniya, okazalis' rasseyannymi v tverdoj
porode. Oni i segodnya eshche nahodyatsya tam, esli tol'ko ne raspalis'.
|ksperiment "Hatch", a takzhe drugie opytnye vzryvy natolknuli
amerikanskih specialistov v 1972 godu na daleko idushchie plany. Pri pomoshchi
dvuh termoyadernyh vzryvov, sleduyushchih v kratchajshee vremya odin za drugim,
mozhno bylo by pereskochit' cherez "bar'er sinteza" fermiya-258. Togda mozhno
bylo by sintezirovat' vysshie transurany prezhde, chem vnov' raspadetsya etot
ves'ma korotkozhivushchij promezhutochnyj produkt. Vtoraya nejtronnaya molniya dolzhna
byla by takzhe pereskochit' cherez estestvennoe samoproizvol'noe delenie drugih
transuranov. S pomoshch'yu takogo "dvojnogo vystrela" nadeyalis' poluchit' vesomye
kolichestva sverhtyazhelyh elementov, nahodyashchihsya vblizi poryadkovogo chisla 114.
No i do sih por eti "processy sinteza" ostayutsya lish' teoriej. Ved' mezhdu
SSSR i SSHA sushchestvuyut ves'ma vazhnye politicheskie soglasheniya ob ogranichenii
podzemnyh yadernyh ispytanij. Nesmotrya na eto, amerikancy pytayutsya vydvinut'
na pervyj plan nauchnye perspektivy takogo dvojnogo vzryva: poskol'ku reakcii
mezhdu tyazhelymi ionami ne priveli k celi, eto -- edinstvennaya vozmozhnost'
dostignut' ostrovka ustojchivosti.
Radioaktivnye "othody" v nastoyashchee vremya yavlyayutsya glavnym istochnikom
dlya polucheniya sinteticheskih elementov. Iz ostatochnyh rastvorov posle
pererabotki otrabotannogo yadernogo goryuchego poluchayut tehnecij i prometij, a
takzhe iskusstvennye transurany. Na dolyu neptuniya, americiya i kyuriya
prihodyatsya sootvetstvenno kolichestva 500, 100 i 20 g na tonnu vygoraniya.
Takim obrazom, regeneracionnye ustanovki v atomnoj promyshlennosti sluzhat ne
tol'ko dlya neobhodimogo ustraneniya opasnejshih produktov deleniya, no i dlya
polucheniya cennyh nuklidov.
Odnako prevrashchenie elementov v atomnom reaktore privodit ne tol'ko k
radioaktivnym nuklidam. Iz othodov uranovogo reaktora mozhno poluchit' v
kachestve produktov deleniya vysokokachestvennye blagorodnye metally --
palladij i rodij,-- kotorye i segodnya schitayutsya ves'ma cennymi. Amerikanskie
ekonomisty polagayut, chto ih izvlechenie znachitel'no rentabel'nee; naprimer, v
1980 godu s radioaktivnymi othodami budet poteryano stol'ko zhe rodiya, skol'ko
ego poluchili iz prirodnyh istochnikov s pomoshch'yu ves'ma trudoemkih processov.
CHem ne alhimiya: iz urana poluchit' palladij i rodij, bolee cennye, chem
ishodnoe veshchestvo.
Reaktory na bystryh nejtronah, "plutonij na chernom rynke"
Plutonij yavlyaetsya tem iskusstvennym elementom, kotoryj sotvoryaetsya
rukoj cheloveka v ochen' bol'shih kolichestvah, a imenno tonnami. |to
proizvodstvo nel'zya ogranichit'. V lyubom atomnom reaktore neizbezhno
obrazuetsya plutonij. Pri vygoranii 33 g urana-235 do 7 -- 8 g obrazuetsya
okolo 6 g 94-go elementa na kazhdyj kilogramm reaktornogo urana. V atomnom
reaktore na 1000 MVt ezhegodno sinteziruetsya ot 200 do 250 kg plutoniya-239.
Takim putem v Velikobritanii na 9-ti atomnyh stanciyah, rabotayushchih na
prirodnom urane, poluchili do marta 1977 goda 7,5 t plutoniya za schet
regeneracii reaktornyh sterzhnej.
Poetomu netrudno, znaya moshchnost' reaktorov, rasschitat' mirovoj zapas
"mirnogo" plutoniya, nahodyashchegosya v vide reaktornyh sterzhnej. V nachale 1976
goda on sostavlyal, veroyatno, okolo 60 t. K etomu kolichestvu sleduet dobavit'
oficial'no ne izvestnyj zapas "plutonievogo oruzhiya", ocenivaemyj v 200--300
t. |to kolichestvo plutoniya, nahodyashcheesya v atomnom oruzhii, ne stol' uzh
"sekretno": ego mozhno legko rasschitat' iz koncentracii kriptona-85 v
troposfere nashej planety, kotoraya s 1959 goda vozrastaet pochti linejno. V
atomnyh reaktorah, vyrabatyvayushchih plutonievoe oruzhie, etot radioaktivnyj gaz
obrazuetsya v kolichestve 0,3 % ot obshchego vyhoda produktov v processe deleniya
i prakticheski celikom uskol'zaet v atmosferu.
Pomimo takogo "iskusstvennogo" plutoniya imeyutsya, kak my znaem,
nebol'shie kolichestva prirodnogo plutoniya. Vse vmeste zarazhaet ves' mir etim
elementom.
Sravnitel'no bezobidnymi yavlyayutsya te sluchai, kogda sputniki ili atomnye
batarei ne dostigali svoej orbity ili sgorali v zemnoj atmosfere. |to
proizoshlo, naprimer, s amerikanskim sputnikom iz serii "Tranzit", kotoryj
upal v 1964 godu, imeya na bortu 1 kg plutoniya. Takie avarii v kosmicheskih
puteshestviyah nikogda nel'zya polnost'yu isklyuchit', da oni i ne predstavlyayut
bol'shoj opasnosti. Plutonij-238, imeyushchij period poluraspada 88 let, k
schast'yu, gorazdo skoree ischeznet s poverhnosti Zemli, chem dolgozhivushchij
plutonij-239 s periodom poluraspada 24 100 let. Tak, pochva Nagasaki eshche i
segodnya soderzhit v desyat' raz bol'shee kolichestvo plutoniya-239, chem v drugih
mestah.
Ozabochennost' vyzyvayut padeniya atomnyh bombardirovshchikov SSHA u Palomares
i Tule v 1966 i 1968 godah. Pri etom iz yadernogo oruzhiya vydelilis'
znachitel'nye kolichestva plutoniya-239. Eshche bol'she zagryaznili mir plutoniem
vse nadzemnye ispytaniya atomnogo oruzhiya. Do prekrashcheniya etih ispytanij byli
vybrosheny v atmosferu, po priblizhennoj ocenke, ot 5 do 10 t plutoniya; 95 %
ego v vide osadkov zarazhayut radiaciej obshirnye rajony zemnogo shara. Sleduet
napomnit', chto plutonij vsledstvie svoej radioaktivnosti v 10[10]
raz toksichnee sinil'noj kisloty. Pri rabote s etim yadom neobhodimy
strozhajshie mery predostorozhnosti. Britanskij zavod v Oldermastone,
vyrabatyvayushchij plutonij, vynuzhden byl zakryt'sya v avguste 1978 goda v
rezul'tate protesta profsoyuzov. U mnogih rabochih bylo obnaruzheno povyshennoe
soderzhanie plutoniya v organizme.
Kak ni opasen i kovaren element plutonij, vse zhe on neobhodim dlya
obespecheniya budushchej energeticheskoj potrebnosti. S sovremennoj tochki zreniya
atomnaya energiya yavlyaetsya edinstvennym vyhodom dlya pokrytiya deficita, kotoryj
vozniknet v blizkom budushchem vsledstvie rastushchego potrebleniya energii i
istoshcheniya prirodnyh resursov. Ne mozhet byt' nikakoj diskussii o tom, dolzhny
li my stroit' atomnye elektrostancii ili net,-- govoril v 1977 godu
prezident Akademii Nauk SSSR professor A. P. Aleksandrov.-- U chelovechestva
net inogo vyhoda; tol'ko s pomoshch'yu atomnyh elektrostancij ono smozhet
udovletvorit' svoi potrebnosti v energii na veka. |timi slovami sovetskij
uchenyj odnoznachno obrisoval polozhenie v mire.
Prirodnye resursy urana-235 tozhe ischerpaemy. Poetomu avtoritetnye
specialisty schitayut, chto uran kak nositel' energii budet perspektivnym lish'
v tom sluchae, esli dlya polucheniya atomnoj energii udastsya ispol'zovat'
nedelyashchijsya uran-238. to est' prevratit' ego v delyashchijsya plutonij. Uran-238
sostavlyaet bolee 99 % prirodnogo urana. Sledovatel'no, neobhodimo
dopolnitel'no poluchat' delyashchijsya plutonij, i imenno v takih reaktorah,
kotorye vyrabatyvayut etogo atomnogo goryuchego bol'she, chem ispol'zuyut sami: v
atomnyh reaktorah na bystryh nejtronah. V etom tipe reaktora nejtrony ne
tormozyatsya i prednaznachayutsya ne dlya deleniya yadra, a dlya prevrashcheniya elementa
urana-238 v plutonij-239. Takoj process s bystrymi nejtronami podnimaet
massu tehnicheskih problem i trebovanij k tehnike bezopasnosti, kotorye do
nastoyashchego vremeni ne polnost'yu razresheny.
Pri razrabotke reaktorov na bystryh nejtronah Sovetskij Soyuz idet
vperedi: v 1959 godu v Obninske byl zapushchen opytnyj reaktor. Pervaya v mire
opytnaya elektrostanciya nachala rabotat' v 1973 godu v g. SHevchenko na
Kaspijskom more i s teh por sluzhit dlya opresneniya morskoj vody. V Sovetskom
Soyuze i zapadnyh promyshlennyh stranah nadeyutsya, chto k koncu 80-h godov mozhno
budet pustit' v hod reaktory na bystryh nejtronah dlya vyrabotki energii. Po
prognozam v 2000-m godu tret' vseh atomnyh elektrostancij budet sostoyat' iz
reaktorov na bystryh nejtronah. Svyazannoe s etim rasshirenie atomnoj
promyshlennosti -- predpolozhitel'no v 2000-m godu obshchaya moshchnost' atomnyh
elektrostancij sostavit 3000 GVt -- trebuet povysheniya otvetstvennosti
gosudarstv i dejstvennogo mezhdunarodnogo kontrolya. Ved' eti atomnye
elektrostancii budut vse zhe vyrabatyvat' plutonij -- poryadka 1000 t
ezhegodno. Takogo kolichestva dostatochno, chtoby izgotovit' 150 000 atomnyh
bomb, po sile ravnyh hirosimskoj! Nel'zya ne schitat'sya s opasnost'yu togo, chto
v kapitalisticheskom mire poyavitsya "plutonievaya ierarhiya", chto chast' etogo
ogromnogo kolichestva atomnogo vzryvchatogo veshchestva budet otchuzhdena, im
smogut torgovat' na chernom rynke i nelegal'no izgotovlyat' iz nego atomnoe
oruzhie.
Konechno, v socialisticheskom obshchestve ne sushchestvuet problem takogo roda.
Odnako nam tozhe prihoditsya sosushchestvovat' s plutoniem, ibo my ne mozhem
otkazat'sya ot atomnoj energii. Bezuslovno, nuzhno byt' bditel'nymi, uchityvaya
"svobodnoe obrashchenie" s yadernym goryuchim, prinyatoe v kapitalisticheskih
stranah. Ono mozhet imet' tyazhelye politicheskie posledstviya. Uzhe mnogo let FRG
predpochitaet torgovat' atomnym syr'em s takimi gosudarstvami, kak Braziliya,
YUzhnaya Afrika, kotorye ne podpisali dogovora ob ogranichenii yadernogo oruzhiya.
S drugoj storony, nel'zya polnost'yu isklyuchit' vozmozhnost' togo, chto
terroristy ovladeyut plutoniem i nachnut sami masterit' bomby. Po slovam
odnogo amerikanskogo specialista, dlya etogo nuzhny tol'ko plutonij i umenie
chitat' i pisat'. Drugie schitayut, chto sborka atomnoj bomby v garazhe pri
pomoshchi tiskov i molotka -- chistaya fikciya. CHto zhe yavlyaetsya pravdoj? Tverdo
ustanovleno, chto v obychnyh atomnyh reaktorah dejstvitel'no obrazuetsya ne
plutonij "chistyj dlya bomby", a smes' izotopov, soderzhashchaya ot 60 do 70 %
delyashchegosya plutoniya-239. |tot plutonij mozhet sluzhit' dlya izgotovleniya
atomnyh vzryvchatyh veshchestv. Ispytanie atomnoj bomby v SSHA pokazalo, chto
"delo pojdet" i s takim plutoniem iz atomnyh reaktorov, kotoryj soderzhit
smes' izotopov. Ob etom soobshchil zhurnal "Kemikl end inzhiniring n'yus" v
sentyabre 1977 goda, razrushiv pri etom nekotorye illyuzii.
Poskol'ku kriticheskaya massa atomnogo vzryvchatogo veshchestva zavisit takzhe
ot koncentracii delyashchegosya izotopa, ona, veroyatno, budet znachitel'no vyshe
dlya smesi izotopov plutoniya, chto, bezuslovno, yavlyaetsya dopolnitel'nym
faktorom bezopasnosti. Dlya chistogo plutoniya-239 kriticheskaya massa sostavlyaet
5,6 kg pri maksimal'noj skorosti sblizheniya dokriticheskih mass i optimal'nom
otrazhenii nejtronov.
Esli mafii dazhe udalos' by smasterit' atomnoe vzryvchatoe ustrojstvo iz
"plutoniya s chernogo rynka", to sila vzryva ego byla by namnogo slabee, chem
dlya obychnyh bomb. Odnako takoj atomnyj vzryv vse ravno byl by katastrofoj,
vsledstvie voznikshej radioaktivnosti i toj paniki, kotoruyu vyzyvaet atomnoe
oruzhie lyubogo kalibra.
Pererabotka reaktornogo plutoniya s cel'yu vydeleniya chistogo izotopa-239
svyazana s kolossal'nymi tehnicheskimi izderzhkami. Poetomu ne stoit
bespokoit'sya -- potencial'nye "masterovye" ne smogut "doma" poluchit' chistyj
plutonij-239. |to otnositsya takzhe i k delyashchemusya plutoniyu-241 i
americiyu-242. Plutonij-241 obrazuetsya v reaktore v nebol'shih kolichestvah i
imeet bolee nizkuyu kriticheskuyu massu, chem plutonij-239. Poetomu on
ispol'zuetsya v atomnyh vzryvnyh ustrojstvah men'shego razmera. Pravda, takoe
oruzhie yavlyaetsya eshche dostatochno strashnym. Vsledstvie malogo perioda
poluraspada plutoniya-241 atomnye granaty na ego osnove prihoditsya kazhdye dva
goda puskat' v pererabotku i otdelyat' obrazovavshijsya americij-241. |tot
izotop americiya ne yavlyaetsya vzryvchatym veshchestvom. Naprotiv, americij-242
obladaet naibol'shim secheniem zahvata nejtronov dlya yadernogo deleniya. Ego
kriticheskaya massa sostavlyaet lish' 3,8 kg. K schast'yu, do sih por ne udaetsya
poluchit' znachitel'nyh kolichestv etogo izotopa. Tak chto i takoj variant ne
dostupen anarhistam-kustaryam.
A vot kontrabanda iskusstvennym elementom plutoniem na
internacional'noj arene nikak ne yavlyaetsya fikciej. Takoe zloupotreblenie
opasnee, chem kustarnaya bomba anarhistov, stol' chasto obygryvaemaya v
kapitalisticheskom mire, ibo ono neposredstvenno podvergaet opasnosti mir vo
vsem mire. Dlya togo, chtoby obojti dogovor o zapreshchenii atomnogo oruzhiya, v
zapadnom mire, s odobreniya vysshih krugov, praktikuyutsya takie metody, kotorye
obychno opisyvayut lish' v detektivnyh romanah.
V 1969 godu gruzovoe sudno FRG vyshlo v more iz Antverpena, imeya na
bortu 200 t urana. |tot metall trebovalsya ital'yanskoj firme dlya proizvodstva
katalizatorov dlya himicheskoj promyshlennosti. Na puti k portu naznacheniya
Genue sudno s uranom bessledno "ischezlo". Mnogo mesyacev spustya ono vozniklo
vnov' v nebol'shom tureckom portu... s drugim gruzom. Dazhe sluzhba
bezopasnosti EVRATOMa ne smogla nichego razvedat' o sud'be urana. Lish' devyat'
let spustya odin sotrudnik CRU progovorilsya ob istinnom polozhenii del: ves'
gruz -- 561 plotno zakuporennaya i zapechatannaya bochka -- byl v svoe vremya
"prodan" Izrailyu. |togo urana im hvatilo by, chtoby poluchit' plutonij dlya
33-h nebol'shih atomnyh bomb, ibo s 1963 goda v Izraile rabotaet reaktor na
tyazheloj vode.
Opisannoe proisshestvie ne bylo edinstvennym. Po oficial'nym dannym za
poslednie gody v SSHA stol' zhe "tainstvennym" obrazom ischezli po men'shej mere
4 t obogashchennogo urana i plutoniya. Ob etom soobshchala mezhdunarodnaya pressa v
nachale 1978 goda. Kak nedavno dolozhilo britanskoe upravlenie po atomnoj
energii, na atomnyh elektrostanciyah Velikobritanii nedostaet 100 kg plutoniya
-- eto "nehvatka" pri inventarizacii, provedennoj za 1971-- 1977 gody.
Predystoriya i budushchee elementa urana
Plutonij nemyslim bez urana. Odnako v blizhajshie desyatiletiya atomnaya
promyshlennost' budet i dal'she obhodit'sya imeyushchimisya zapasami urana, ne
sozdavaya slishkom bol'shih rezervov opasnogo plutoniya. Konechno, s bol'shimi
zatratami svyazana neobhodimost' kazhdyj raz obogashchat' prirodnyj uran
izotopom-235, soderzhashchimsya v nem lish' v kolichestve 0,7 %. S drugoj storony,
my dolzhny byt' schastlivy, chto nashej planete 4,6 milliardov let, a ne,
skazhem, 10 milliardov. Togda na Zemle ne ostalos' by urana-235! Veroyatno,
delenie yadra voobshche ne bylo by otkryto i nikogda by ne osushchestvilos'
promyshlennoe ispol'zovanie atomnoj energii.
A vot dva milliarda let tomu nazad, k primeru, problema zapasov urana
byla by sovsem ne stol' ostroj. Prirodnyj uran soderzhal togda ot 3 do 4 %
urana-235 -- takoj koncentracii dostatochno dlya puska atomnogo reaktora bez
predvaritel'nogo obogashcheniya. Priroda dazhe pozvolila sebe shutku: v to vremya
dejstvitel'no sushchestvoval takoj samoproizvol'nyj reaktor. V Oklo, v
respublike Gabon, na zapadnom poberezh'e Afriki, gde sejchas vedutsya
razrabotki moshchnyh mestorozhdenij urana, dva milliarda let tomu nazad
protekala doistoricheskaya cepnaya reakciya i zamedlitelem sluzhila prirodnaya
voda. Reaktor v Oklo rabotal, po men'shej mere, 150 000 let. Kak eto uznali?
Tolchkom dlya nauchnogo rassledovaniya po delu "Oklo" byl strannyj
rezul'tat analiza: uran iz Oklo soderzhit 0,7171 % urana-235 vmesto obychnyh
0,7202 %. Nedostayushchie 0,0031 % sleduet pripisat' vygoraniyu urana v
estestvennom reaktore. K takomu vyvodu prishli tol'ko posle isklyucheniya
mnozhestva drugih istochnikov oshibok. Znachit, priroda uzhe dva milliarda let
tomu nazad sovershala to, chem chelovechestvo tak gorditsya segodnya, a imenno --
zapuskom samopodderzhivayushchejsya atomnoj cepnoj reakcii s uranom!
V nastoyashchee vremya ne ostaetsya nichego inogo, kak udovletvorit'sya
imeyushchimsya prirodnym uranom-235. My dolzhny popytat'sya najti drugie
vozmozhnosti, esli ne hotim rezko perevesti atomnuyu promyshlennost' na
plutonij. Vozmozhnoj al'ternativoj byl by torievyj reaktor, poskol'ku on daet
delyashchijsya uran-233. Toriya na Zemle dostatochno. Odnako poka mozhet pomoch' i
bolee polnoe ispol'zovanie imeyushchihsya poleznyh iskopaemyh putem razrabotki
rud s men'shim soderzhaniem urana. Krome togo, imeetsya eshche sovershenno
netronutyj zapas -- okolo chetyreh milliardov tonn urana: eto uran iz
Mirovogo okeana.
Poluchat' zoloto iz morskoj vody -- ot takogo beznadezhnogo predpriyatiya v
1926 godu otkazalsya Fric Gaber, vvidu slishkom malogo ego soderzhaniya. Dlya
urana polozhenie neskol'ko bolee blagopriyatno, poskol'ku ego soderzhitsya v
srednem 3 mg v 1 m[3] morskoj vody. Neskol'ko proektov zhdut
svoego optimal'nogo ekonomicheskogo osushchestvleniya: nekotorye mikroorganizmy i
vodorosli mogut nakaplivat' kak blagorodnye metally, tak i uran. SHtammy
vodoroslej, "pozhirayushchih uran", ezhednevno omyvaemye millionom kubometrov
vody, mogli by dat' okolo 1 t urana v den'. Specialisty polagayut, chto dlya
etogo bylo by dostatochno fil'truyushchej kletki s poverhnost'yu 100
m[2].
V YAponii sushchestvuyut plany sozdaniya k 1985--1990 godam pervoj
promyshlennoj ustanovki dlya polucheniya urana iz morskoj vody. K 1980 godu
dolzhny byli vojti v stroj dve pilotnye ustanovki. Dlya selektivnogo
svyazyvaniya urana yaponcy razrabotali sinteticheskie ionoobmenniki -- smes'
svezheosazhdennogo gidroksida alyuminiya, gidroksida zheleza i aktivirovannogo
uglya. Dlya perenosa gigantskih kolichestv vody oni sobirayutsya ispol'zovat'
priliv i otliv, to est' zastavit' more estestvennym putem prohodit' cherez
ionoobmennik.
Takie processy navernyaka stali by rentabel'nymi, esli odnovremenno
mozhno bylo by poluchat' iz morya drugie cennye elementy: fosfor, vanadij,
serebro i, prezhde vsego, zoloto! Zoloto takzhe usvaivaetsya nekotorymi
mikroorganizmami i vodoroslyami. Poetomu "biologicheskie zolotye priiski"
otnyud' ne yavlyayutsya utopiej. Voobshche mnogie rudnye mestorozhdeniya voznikali,
veroyatno, v rezul'tate osazhdeniya kolonij mikroorganizmov ili vodoroslej. V
nastoyashchee vremya nauke izvestny iskusstvennye ionoobmenniki, s pomoshch'yu
kotoryh mozhno otdelit' zoloto, rasseyannoe v morskoj vode, ot sledov drugih
elementov i nakopit' ego.
V 1974/75 godah sovetskoe issledovatel'skoe sudno "Lomonosov" sovershilo
plavanie po ekvatorial'noj Atlantike s tem, chtoby opredelit' soderzhanie
zolota v vode okeana i proverit' ekonomichnost' polucheniya ego iz morskoj
vody. Sovetskie uchenye poluchili bol'shoj razbros dannyh o soderzhanii zolota:
ot 0,004 do 3,4 mg/m[3] v srednem 0,2 mg/m[3]. Pri
etom oni ustanovili, chto v tropicheskih vodah soderzhanie zolota znachitel'no
vyshe srednego. Analizy Frica Gabera podtverdilis'. Sovetskie uchenye prishli k
tem zhe vyvodam, chto i Gaber za 50 let do etogo: poluchenie zolota iz morya v
nastoyashchee vremya sovershenno nerentabel'no, hotya imeyutsya morskie zony s
dostatochno vysokoj koncentraciej zolota.
Solnce na Zemle
Bol'shoj put' prodelan chelovechestvom ot alhimii do pervyh udachnyh
prevrashchenij elementov i ih iskusstvennogo polucheniya. Kak pokazyvaet otkrytie
deleniya atomnogo yadra, dlya deyatelej nauki voznikli teper' ser'eznye
obshchestvenno-politicheskie problemy. Uchenye, otkryvayushchie novye elementy,
sinteziruyushchie, identificiruyushchie i prevrashchayushchie ih, pochuvstvovali osobuyu
otvetstvennost' po otnosheniyu k obshchestvu. S togo vremeni, kak byli sbrosheny
atomnye bomby na yaponskie goroda Hirosimu i Nagasaki, vopros ob
otvetstvennosti nauki stoit osobenno ostro. Kapitalisticheskij mir, v
principe, ostavlyaet uchenym malo vozmozhnostej dlya resheniya etoj problemy,
odnako i tam sushchestvovali i sushchestvuyut lica, kotorye smelo boryutsya protiv
zloupotrebleniya ih nauchnymi rezul'tatami. Neredko prihodilos' im vse zhe
vstupat' v konflikt so svoej sovest'yu.
K ih chislu prinadlezhit Otto Han. Ego oburevali somneniya, pravil'no li
on postupil, kogda otkryl chelovechestvu put' k polucheniyu atomnoj energii.
Han, otkryvshij vmeste s SHtrasmanom delenie atomnogo yadra, schital, chto
nailuchshim vyhodom kak dlya energetiki, tak i dlya politiki yavlyaetsya yadernyj
sintez geliya iz legkih elementov. V takom termoyadernom reaktore ne
obrazuetsya ni tverdyh radioaktivnyh produktov raspada, ni vzryvchatogo
veshchestva plutoniya. V svoem doklade "K istorii deleniya urana i posledstviyam
etogo dostizheniya", sdelannom v 1958 godu. Han vyskazalsya sleduyushchim obrazom:
"V nastoyashchee vremya u nas est' vodorodnaya bomba -- groznyj prizrak
vzryvchatogo prevrashcheniya vodoroda v gelij. Odnako na nashem Solnce idet sovsem
drugoj process: samoreguliruyushchijsya sintez geliya iz vodoroda, protekayushchij uzhe
milliardy let, kotoromu my obyazany tem, chto nasha Zemlya eshche obitaema i ne
ohladilas' do mertvoj grudy kamnej... Nashi deti i vnuki, dolzhno byt',
ovladeyut etim processom; oni prinesut Solnce na Zemlyu -- esli im razreshat do
etogo dozhit'".
Solnce na Zemle -- eto ne tol'ko nauchnaya problema. V perenosnom smysle
eto oznachaet pobedu progressa chelovechestva. V nastoyashchee vremya osushchestvlenie
upravlyaemoj termoyadernoj reakcii -- pervoocherednoe trebovanie, kotoroe
postavleno pered naukoj i tehnikoj. A kak schitali prezhde?
V 1897 godu Klemens Vinkler, starejshina himii, vyrazilsya po povodu etoj
problemy ves'ma svoeobrazno: "My, obitayushchie na Zemle, prikovyvaem svoj
vzglyad k sverkayushchim nebesnym svetilam nad nashimi golovami; my sledim za ih
dvizheniem, dazhe rasschityvaem ego s porazitel'noj tochnost'yu, odnako nashe
goryachee zhelanie proniknut' v sut' ih proishozhdeniya, v ih sushchnost' i
naznachenie ostaetsya neutolennym. Po otnosheniyu k zagadkam Kosmosa vse my
yavlyaemsya voproshayushchimi det'mi".
Dlya uchenogo eto porazitel'no poeticheskie slova. Vinkler schital, chto
mozhno lish' gadat' o tom, chto proishodit na Solnce, nablyudaya raz v godu
solnechnoe zatmenie. Togda "na neskol'ko minut nam priotkryvaetsya kartina
grandioznogo dvizheniya materii, himicheskogo i mehanicheskogo razrusheniya,
kotoroe bushuet na Solnce i ne imeet sebe ravnogo na Zemle".
Kakaya drevnyaya kosmicheskaya sila oruduet zdes'? Fiziki Atkinson i
Houterman vo vremya svoego ucheniya v Gettingene, to est' uzhe v 1927/28 godah,
razvili znamenituyu teoriyu vozniknoveniya solnechnoj energii: zhar Solnca i
svechenie zvezd vyzvany atomnoj energiej: ona vydelyaetsya v rezul'tate
prevrashcheniya elementov, sliyaniya yader atomov samogo legkogo elementa --
vodoroda -- s obrazovaniem geliya. Fric Houterman s udovol'stviem vspominal
eti gody v Gettingene i lyubil rasskazyvat' sleduyushchuyu istoriyu: "YA gulyal s
horoshen'koj devushkoj, a kogda stemnelo, poyavilis' yarkie zvezdy, odna za
drugoj.-- Kak prekrasno oni sverkayut!-- voskliknula moya sputnica. A ya udaril
sebya kulakom v grud' i skazal: so vcherashnego dnya ya dazhe znayu, otchego oni
sverkayut..."
Neskol'ko let spustya Karl fon Vejczeker i Gans Bete interpretirovali
yadernye reakcii na Solnce kak krugovoj process. Nachinayas' s ugleroda-12,
etot cikl protekaet dalee s vydeleniem energii cherez stadiyu obrazovaniya
izotopov ugleroda, azota i kisloroda i vnov' vozvrashchaetsya k ishodnomu
izotopu. Po balansu chetyre atoma vodoroda soedinyayutsya v gelij. Raznost' ih
atomnyh mass vydelyaetsya v forme energii.
Upomyanutye issledovateli byli ne edinstvennymi i ne pervymi iz teh, kto
zanimalsya zagadkoj solnechnoj energii, iskal reshenij i nahodil pravil'nye
otvety. Segodnya my znaem, kakie moshchnye usiliya predprinimayutsya v
vysokorazvityh promyshlennyh stranah, chtoby osushchestvit' na Zemle processy,
protekayushchie na Solnce. Po ostorozhnym ocenkam, termoyadernye reaktory nachnut
rabotat' lish' v 2000-m godu. Takaya ocenka malo ponyatna, ibo v special'noj
literature proshlyh let uzhe byli soobshcheniya o tom, chto problema termoyadernogo
sinteza razreshena ili razrabotany puti ee razresheniya. Byt' mozhet, zdes' tot
zhe sluchaj: davno izvestnyj process prevrashcheniya vodoroda v gelij budet
pokoit'sya v zabvenii proshlogo i nado budet voskreshat' ego vnov',-- tak zhe,
kak v svoe vremya tajnyj recept alhimikov dlya polucheniya zolota?
Vydayushchijsya himik |mil' Fisher, skonchavshijsya v 1919 godu, vspominal, chto
eshche v 1898/99 godah on vmeste s fizikom Fridrihom Kol'raushem provodil opyty,
kotorye imeli svoej cel'yu ni bol'she, ni men'she, kak prevrashchenie elementov
drug v druga. Oba uchenyh uzhe togda predpolagali, chto takogo roda prevrashcheniya
elementov osushchestvlyayutsya na Solnce. Oni hoteli podtverdit' etu gipotezu
eksperimentom. Fisher i Kol'raush vozdejstvovali katodnymi luchami na vodorod
pri ponizhennom davlenii i nadeyalis' s pomoshch'yu spektral'nogo analiza
obnaruzhit' ego prevrashchenie v blagorodnyj gaz gelij. K sozhaleniyu, oni ne
dostigli opredelennogo rezul'tata.
Velikij fizik Rezerford takzhe ne somnevalsya v tom, chto takoe
prevrashchenie vodoroda v gelij mozhet proishodit'; eto mozhno uvidet' iz ego
obrashcheniya k British Association[74] v sentyabre 1923 goda v
Liverpule. Po slovam Rezerforda, istochnikom energii Solnca i zvezd yavlyaetsya
sintez geliya iz vodoroda. Obnaruzhivaemyj pri etom defekt massy dolzhen
vydelyat'sya v vide energii. Hotya Rezerford byl vpolne uveren v real'nosti
takogo prevrashcheniya elementov, on malo veril v to, chto podobnyj kosmicheskij
process mozhno budet vosproizvesti na Zemle. Bylo by "ochen' slozhno, dazhe
nevozmozhno poluchit' gelij iz vodoroda v laboratornyh usloviyah".
Ne proshlo i treh let, kak eta problema, kazalos', byla reshena. Panetu i
Petersu iz Himicheskogo instituta Berlinskogo universiteta udalos' provesti
takoe prevrashchenie v laboratorii! V svoih rassuzhdeniyah oba uchenyh ishodili iz
energeticheskogo balansa sleduyushchej reakcii:
4*1,008 g (N) = 4,003 g (Ne) + 0,029 g
Defekt massy v 0,029 g, kotoryj ispytyvaet vodorod pri prevrashchenii v
mol' atomov geliya privodit k vydeleniyu energii -- okolo 2,7*10[9]
kDzh po formule |jnshtejna. Takim obrazom, pri sinteze 4 g (1 mol' atomov)
geliya iz vodoroda vydelyaetsya stol'ko zhe energii, skol'ko pri sgoranii bolee
80 t vysokokachestvennogo kamennogo uglya. Poetomu oba himika sdelali vyvod,
chto vryad li nado voobshche podvodit' energiyu dlya togo, chtoby zastavit' idti etu
reakciyu. Atomy N dolzhny prevratit'sya v gelij prosto s pomoshch'yu katalizatora,
naprimer palladiya. Obrazovavshijsya gelij mozhno obnaruzhit' spektral'nym putem
uzhe v kolichestve 10[-8] -- 10[-10] ml.
Oba issledovatelya pristupili k rabote. Opyt byl tak produman, chtoby
garantirovat' nevozmozhnost' proniknoveniya v vakuumnuyu apparaturu prirodnogo
geliya iz vozduha. Panet i Peters poluchili polozhitel'nye rezul'taty, to est'
obnaruzhili gelij. V avguste 1926 goda oni soobshchili, chto najdennyj gelij
obrazovalsya v rezul'tate vozdejstviya palladiya na vodorod. Bylo li eto
razresheniem voprosa, pervym shagom k poyavleniyu iskusstvennogo Solnca na
Zemle? Soobshcheniya v presse speshili ukazat' na prakticheskuyu storonu otkrytiya:
neogranichennaya vozmozhnost' polucheniya redkogo geliya mogla yavit'sya neozhidannym
stimulom dlya vozduhoplavaniya, ibo etot negoryuchij gaz mozhno bezopasno
ispol'zovat' dlya zapolneniya vozdushnyh sharov i aerostatov.
Odnako, kuda zhe devalas' ta ogromnaya energiya, kotoraya vydelyaetsya pri
sinteze geliya? Berlinskie issledovateli, k svoemu velikomu sozhaleniyu, ee ne
obnaruzhili: ni teploty, ni radioaktivnogo izlucheniya. |to bylo ih slabym
mestom. Professor Panet i ego sotrudniki zanimalis' etim voprosom v techenie
dvuh let. V nachale 1927 goda, uzhe cherez neskol'ko mesyacev posle pervoj
publikacii, oni soobshchili o nekotoryh somneniyah: asbest -- osnova dlya
palladievogo katalizatora -- soderzhit, kak vse mineraly, sledy geliya. Dazhe
steklo apparatury soderzhit gelij. V vakuume vse eti sledy blagorodnogo gaza
dolzhny diffundirovat' v reakcionnyj sosud. K sozhaleniyu, poyavlenie geliya v ih
opytah sleduet ob®yasnit' popadaniem estestvennoj primesi. Pozdnee Panet s
sotrudnikami obnaruzhili dazhe neon, kotoryj nikak ne dolzhen byl obrazovat'sya
pri sinteze. V svoej poslednej rabote ot sentyabrya 1928 goda razocharovannye
uchenye ob®yavili, chto rezul'taty ih mnogochislennyh opytov yavlyayutsya nevernymi:
nalichie neona dokazyvaet, chto v apparaturu pronikli sledy vozduha.
26 marta 1951 goda. Vozbuzhdenie v Buenos-Ajrese. Prezident Huan Peron
sobral vsyu mirovuyu pressu, chtoby ob®yavit', chto Argentina imeet namerenie
stat' atomnoj derzhavoj. Neskol'ko nedel' tomu nazad v centre atomnyh
issledovanij strany byla yakoby v promyshlennom masshtabe osushchestvlena
termoyadernaya reakciya. Ryadom s diktatorom s samodovol'noj ulybkoj na ustah
nahodilsya avstrijskij fizik Ronal'd Rihter, otnyne gosudarstvennyj poddannyj
Argentiny. |to byl tot chelovek, kotoryj uzhe mnogo let po porucheniyu Perona
rabotal nad problemoj yadernogo sinteza i teper' obnarodoval etu blestyashchuyu
pobedu. V otvet na voprosy zhurnalistov Rihter gordo ob®yavil: "YA umeyu
vyrabatyvat' atomnuyu energiyu bez urana". Na glazah u sobravshihsya
press-attashe prezident prikrepil emu na grud' vysshij znak otlichiya strany:
medal' Peronista.
Peron reshilsya na nekotorye soobshcheniya. Na ostrove Hemul' v glubine
strany Rihter postroil stend dlya atomnyh ispytanij. |ta oblast' otgorozhena i
nedostupna dlya obshchestvennosti. Kapitalovlozheniya v predpriyatie Peron ocenil
svyshe 100 millionov dollarov. Udacha yakoby opravdala stol' bol'shie zatraty.
Sensacionnoe soobshchenie ob udavshemsya kontroliruemom termoyadernom
sinteze, kak molniya, rasprostranilos' po vsemu miru. Rassprashivali Manfreda
fon Ardena, nahodivshegosya v tu poru v SSSR, o lichnosti etogo Ronal'da
Rihtera. Bylo izvestno, chto vo vremya vojny v institute Ardena v Berline
rabotal fizik s toj zhe familiej. Byl li eto tot zhe Rihter? Predpolozhenie
podtverdilos'. Mnenie Ardena o Rihtere kak o nauchnom rabotnike bylo ne
slishkom vysokim: on oharakterizoval ego kak fantazera.
Vskore vyyasnilos', chto diktator Peron popalsya na udochku sharlatana,
kotoromu, hotya i udalos' "atomizirovat'" 100 millionov dollarov, no bylo ne
pod silu poluchit' atomnuyu energiyu putem termoyadernogo processa.
Naduvatel'stvo bylo obnaruzheno komitetom po rassledovaniyu, sozdannym
argentinskim parlamentom. Vot eshche odin primer togo, kak "alhimik" smog
vodit' za nos svoego povelitelya. Rihter, v techenie mnogih let oblaskannyj
kak avtoritetnyj atomshchik, osypannyj den'gami i pochestyami, obladatel' mnogih
vill i bronirovannoj mashiny, podarennoj prezidentom, vpal v nemilost'.
Glava gosudarstva nenadolgo perezhil na svoem postu byvshego favorita. V
sentyabre 1955 goda uchast' Perona byla reshena proizoshedshim voennym
perevorotom. Predpolagayut, chto odnoj iz prichin padeniya argentinskogo
diktatora byla afera ego "pridvornogo alhimika". Vo vsyakom sluchae "alhimika"
milost'yu Perona mozhno zasluzhenno postavit' v odin ryad s ego kollegami tipa
Zejlera, |mmensa i Tauzenda. Vo vse vremena, vplot' do nashih dnej, oni
durachili svoi zhertvy. Ih zhizn', polnaya priklyuchenij, mogla by sluzhit' syuzhetom
dlya detektivnogo romana. My priveli lish' nekotorye epizody iz zhizni etih
moshennikov, polnoe zhe opisanie ih sudeb zhdet svoej knigi. Kogda zhe ona budet
napisana, eta kniga -- "Put' alhimika"?
Na puti k neischerpaemoj energii
V nachale 50-h godov mir byl napugan vzryvom vodorodnoj bomby. |to byli
pervye neupravlyaemye termoyadernye reakcii, vypushchennye na volyu chelovekom.
Koe-kto schital, chto eto progress na puti k kontroliruemomu yadernomu sintezu;
teper', mol, trebuetsya lish' "obuzdat'" N-bombu. Kakaya oshibka! Ved' bomba
ostaetsya bomboj. Cel' ni v koem sluchae ne opravdyvaet sredstva. S teh por
proshlo uzhe bolee chetverti veka. Uchityvaya burnoe razvitie nauki i tehniki,
mozhno segodnya s polnym pravom sprosit' sebya: pochemu my ne prodvinulis'
vpered s sozdaniem iskusstvennogo Solnca na Zemle? CHto nuzhno eshche sdelat',
chtoby razreshit', nakonec, velikuyu problemu transmutacii -- prevrashchenie
vodoroda i ego izotopov v gelij?
Kogda Ronal'd Rihter v 1951 godu pytalsya osushchestvit' svoj "yadernyj
sintez", on rasschityval proizvesti furor. No odin izvestnyj uchenyj skazal
togda, chto gospodinu Rihteru nado bylo sdelat' vozmozhnymi tri nevozmozhnye
veshchi: dostich' temperatury v neskol'ko desyatkov millionov gradusov bez
uranovoj bomby, podderzhivat' etu temperaturu v techenie neskol'kih sekund i,
nakonec, sozdat' takoe davlenie, kotoroe imeetsya v glubine zvezd. Odnako
nikto ne mozhet dostat' zvezdu s neba, dazhe esli on -- lyubimec diktatora!
Perechislennye usloviya yavlyayutsya neobychajno zhestkimi, no oni
dejstvitel'no neobhodimy. YAdra atomov vodoroda ili ego izotopov dolzhny
slit'sya, obrazuya gelij. Odnako oni ottalkivayut drug druga iz-za svoih
zaryadov. Esli zhe, nesmotrya na eto, yadra atomov podojdut ochen' blizko drug k
drugu i v konce koncov soedinyatsya, to oni dolzhny nahodit'sya v sostoyanii
plazmy, kogda imeyutsya lish' "golye" yadra i svobodnye elektrony. Takoe osoboe
sostoyanie materii poyavlyaetsya lish' pri temperaturah v milliony gradusov. V
plazmennom sostoyanii sushchestvuet neskol'ko vozmozhnostej prevrashcheniya vodoroda
v gelij. Teoriya otdaet predpochtenie dvum reakciyam, kotorye ishodyat ne iz
obychnogo vodoroda, a iz ego izotopov -- dejteriya (D) i tritiya (T):
D + T = [4]He+ n + |nergiya (1)
D + D = [3]He + n + |nergiya (2), ili
D + D = T + H + |nergiya
Process (1) protekaet v dejterievo-tritievoj plazme pri temperaturah
svyshe 40 millionov gradusov, v to vremya kak reakciya (2) dlya svoego
podzhiganiya trebuet temperatury okolo 300 millionov gradusov. Sledovatel'no,
vse ne tak prosto, kak predstavlyali sebe v 20-h godah Panet i Peters. Krome
togo, nedostatochno poluchit' 40 ili 300 millionov gradusov, nuzhno, chtoby pri
etih temperaturah plazma byla uderzhana v stabil'nom sostoyanii kakoe-to
minimal'noe vremya -- okolo 1 s. Dalee, dlya nachala sinteza sovershenno
neobhodimo opredelennoe chislo chastic. |ti usloviya ustanavlivayutsya tak
nazyvaemym kriteriem Lousona: proizvedenie vremeni uderzhaniya plazmy na
plotnost' chastichek dlya reakcii D s T pri rabochej temperature v 100 millionov
gradusov dolzhno imet' znachenie 10[14] s/sm[3]. CHto eto
oznachaet? Pri temperature v 100 millionov gradusov 10[14]
reakcionnosposobnyh yader atomov na kubicheskij santimetr dolzhny byt' uderzhany
v techenie, po krajnej mere, odnoj sekundy. Esli eto udastsya, to termoyadernyj
reaktor nachnet rabotat'.
Pri takih vysokih trebovaniyah eksperimental'nye trudnosti neizmerimo
vozrastayut. Samo po sebe problemoj yavlyaetsya poluchenie solnechnyh temperatur v
laboratornyh usloviyah. Pravda, v nastoyashchee vremya mozhno dostich' 100 millionov
gradusov, no lish' na doli sekundy. Nerazreshennymi ostayutsya prochie zadachi:
stabil'noe uderzhanie plazmy pri vysokoj plotnosti chastic. Pri temperaturah v
neskol'ko millionov gradusov chasticy yavlyayutsya sverhbystrymi. V doli sekundy
plazma rastekaetsya i snova ohlazhdaetsya. Ni odin zemnoj material ne mozhet
sushchestvovat' pri etih temperaturah i uderzhat' goryachuyu plazmu. V Solnechnoj
sisteme eto udaetsya lish' Solncu v silu ego bol'shoj massy i razmerov:
gravitaciya uderzhivaet solnechnuyu plazmu v kosmicheskom vakuume. Iz-za problemy
materiala vopros ob uderzhanii plazmy byl zaranee, kazalos' by, obrechen na
proval. K schast'yu, udalos' najti izyashchnoe reshenie: plazmu mozhno uderzhat'
moshchnymi magnitnymi polyami.
Kak obstoit delo s syr'em dlya budushchih termoyadernyh reaktorov? |tot
vopros sleduet postavit' s samogo nachala. Dejterij v vide tyazheloj vody
nahoditsya v Mirovom okeane prakticheski v neogranichennom kolichestve, pravda
pri "razbavlenii" 1 : 6000. Esli udastsya provesti D,D-sintez, to ne budet
voobshche nikakih zabot ob ishodnom syr'e, mozhno budet bukval'no "szhigat'
more": 1 l obychnoj vody s ee estestvennym soderzhaniem dejteriya daet stol'ko
zhe energii, skol'ko 300 l benzina. 1 g chistogo dejteriya vydelyaet pri sinteze
30 000 kVt energii.
Nesmotrya na eti zamanchivye cifry, polagayut, chto termoyadernyj
D,D-reaktor budet imet' shans na osushchestvlenie lish' v dalekom budushchem.
Nepreodolimym prepyatstviem yavlyaetsya nyne temperatura plazmy v 300 millionov
gradusov. A vot eksperimenty po termoyadernomu sintezu s dejteriem i tritiem
mogut byt' provedeny pri bolee "dostupnyh" temperaturah. Poetomu vse usiliya
koncentriruyutsya isklyuchitel'no na poslednem sposobe sinteza. Odnako tritiya,
naibolee tyazhelogo izotopa vodoroda, v prirode prakticheski net. Ego mozhno
poluchit' tol'ko iskusstvenno v atomnom reaktore, a v budushchem, byt' mozhet, v
termoyadernom reaktore. Ishodnym veshchestvom yavlyaetsya izotop litiya
[6]Li, kotoryj soderzhitsya v prirodnom litii, k sozhaleniyu, tol'ko
v kolichestve 7,4 %. On prevrashchaetsya v tritij pri bombardirovke nejtronami:
[6]Li + n = T + [4]He
Na praktike v kachestve goryuchego namerevayutsya ispol'zovat' dejterid
litiya (LiD), prichem v termoyadernom reaktore parallel'no budut protekat'
sintez tritiya i termoyadernyj sintez. No hvatit li litiya na Zemle? Otvetom
yavlyaetsya uslovnoe "da". Prirodnye zapasy dlya atomnyh i termoyadernyh
reaktorov -- uran, torij ili litij -- vstrechayutsya priblizitel'no v
odinakovyh kolichestvah. V to zhe vremya tritij vyzyvaet oslozhneniya, poskol'ku
etot radioaktivnyj gaz legko diffundiruet i mozhet proniknut' iz reaktora vo
vneshnyuyu sredu. Krome togo, radioaktivnost' mozhet voznikat' v samih
termoyadernyh reaktorah: ih metallicheskie chasti, kotorye prihoditsya vremya ot
vremeni smenyat', stanovyatsya radioaktivnymi za schet nejtronov, vydelyayushchihsya
pri sinteze.
Pervonachal'noe voodushevlenie v voprose issledovaniya termoyadernogo
sinteza, kotoroe ohvatilo uchenyh so vremeni ZHenevskoj konferencii 1955 goda,
vskore smenilos' nekotorym spadom. Pravda, cherez god I. V. Kurchatov v
anglijskom centre atomnyh issledovanij, v Haruelle, dolozhil o novyh
sovetskih eksperimentah s dejterievoj plazmoj s temperaturoj v million
gradusov. Odnako bystryh uspehov ne dostigli ni v SSSR, ni v Velikobritanii,
ni v SSHA. Amerikancy v shutku nazvali svoyu ustanovku yadernogo sinteza 1957
goda perhapsotron. V vol'nom perevode eto oznachaet: "ustanovka, rabotayushchaya
po principu: to li budet, to li net".
Na konferencii po fizike plazmy i kontroliruemomu termoyadernomu sintezu
v sentyabre 1961 goda v Insbruke odin iz vedushchih specialistov, sovetskij
fizik L. A. Arcimovich, obratilsya ko vsem uchastnikam s serdechnoj rech'yu. Nashe
pervonachal'noe predpolozhenie, skazal on, chto dveri v obetovannuyu stranu
sverhvysokih temperatur otkroyutsya pri pervom sil'nom napore fizikov,
okazalos' stol' zhe neobosnovannym, kak nadezhda greshnika popast' v raj, ne
projdya cherez chistilishche. Odnako edva li mozhno somnevat'sya v tom, chto problema
kontroliruemogo termoyadernogo sinteza budet razreshena. My lish' ne znaem,
skol'ko eshche nam pridetsya prebyvat' v chistilishche.
"Prebyvanie v chistilishche", po-vidimomu, zakonchilos' v 1968 godu. N. G.
Basov, odin iz izobretatelej lazera, v rukovodimom im Fizicheskom institute
AN SSSR v Moskve ispytal novyj variant i obnaruzhil: lazernyj luch,
sfokusirovannyj na goryuchem iz LiD, zapuskaet reakcii termoyadernogo sinteza.
Dlya etogo vovse ne nuzhny stol' vysokie temperatury. Dostatochno szhat' shariki
LiD udarnymi volnami, naprimer moshchnymi lazernymi impul'sami, napravlennymi
so vseh storon na sharik yadernogo goryuchego. Togda za dolyu sekundy, kotoroj
dostatochno dlya zapuska processa yadernogo sinteza, plotnost' goryuchego
mnogokratno vozrastaet po sravneniyu s ishodnoj velichinoj.
V 1969 godu francuzskie uchenye uspeshno ispytali etot metod na
zamorozhennom dejterii. Kogda oni napravili na dejterievyj led uzkij puchok
luchej lazera moshchnost'yu v 4 GVt, oni smogli obnaruzhit', chto okolo 100 atomov
vstupili v reakcii sinteza za odin "vystrel" lazera. YAvlyalos' li eto
uspeshnym nachalom?
V 1972 godu uchenye SSHA pripodnyali zavesu molchaniya nad analogichnymi
eksperimentami. Oni zapolnyali dejteriem i tritiem mikroballonchiki --
kroshechnye polye steklyannye shariki, kotoryh na 1 kg nuzhno 2 milliona shtuk,--
i s pomoshch'yu lazernyh impul'sov vyzyvali v nih reakcii termoyadernogo sinteza.
Voennye krugi SSHA dumali snachala, chto takim putem, s pomoshch'yu odnih tol'ko
luchej lazera, oni smogut podzhigat' vodorodnye bomby -- bez uranovoj bomby.
Odnako raschety pokazali, chto dlya etogo potrebovalis' by lazery v tysyachi ili
desyatki tysyach raz bolee moshchnye, chem te, kotorymi raspolagali. Uzhe nyneshnie
moshchnye lazernye ustanovki zanimayut bol'shuyu ploshchad', kakih zhe razmerov dolzhny
byt' lazery dlya N-bomb, stol' privlekayushchie futurologov?
Primer tungusskogo meteorita pokazyvaet, chto podzhig termoyadernoj bomby
mozhet proizojti i "sovershenno estestvennym putem". 30 iyunya 1908 goda v
sibirskoj tajge, v rajone Podkamennoj Tunguski, proizoshla "katastrofa veka".
Slepyashchij ognennyj shar so svistom opustilsya na Zemlyu i vzorvalsya so strashnoj
siloj. Dazhe na rasstoyanii 300 km iz okon povyletali stekla. V Irkutske,
Tashkente, Potsdame i v ryade drugih mest zaregistrirovany byli sejsmicheskie
volny, kotorye neskol'ko raz oboshli zemnoj shar. V techenie nedeli v Evrope
stoyali "belye nochi", yavivshiesya sledstviem vzryva. V Peterburge i Londone
prohozhie mogli noch'yu na ulice chitat' gazetu. CHto proizoshlo? Natknulsya li na
Zemlyu bol'shoj meteorit? Kogda, gody spustya, pronikli k mestu vzryva,
okazalos', chto les v okruzhnosti 40 km unichtozhen, a vokrug -- sledy bol'shih
razrushenij. Porazitel'no, chto do sego vremeni tak i ne nashli ni malejshih
ostatkov meteorita!
S teh por v hodu bylo mnogo ob®yasnenij, chasto fantasticheskih: eto byl
gigantskij snezhnyj shar iz Kosmosa, razrushennyj kosmicheskij korabl',
gigantskaya staya moshek ili zhe oblomok antimaterii iz drugoj Galaktiki,
kotoryj polnost'yu prevratilsya v izluchenie pri stolknovenii s "nashej"
materiej. Nekotorye pogovarivali ob atomnom vzryve.
V Arizone spilili 300-letnyuyu sosnu Duglasa i issledovali ee godichnye
kol'ca na soderzhanie radioaktivnogo ugleroda, kotoryj obrazuetsya pri yadernom
vzryve i rasprostranyaetsya po vsemu miru. Dejstvitel'no, v kol'ce,
sootvetstvuyushchem 1909 godu, obnaruzhili povyshennoe soderzhanie ugleroda-14.
Specialisty rasschitali -- vzryvnaya sila dolzhna byla sostavit' 40 Mt, chto
sootvetstvuet bol'shoj N-bombe. Ideya o termoyadernom vzryve dolgoe vremya
budorazhila umy, poka ne voznik vopros -- kto zhe, sobstvenno, mog sbrosit'
"bombu", k tomu zhe eshche v 1908 godu! Vnezemnaya civilizaciya?
K vozmozhnym ob®yasneniyam dobavim eshche odno: da, eto byl termoyadernyj
vzryv. Ogromnyj snezhnyj shar iz Kosmosa pri stolknovenii s zemnoj atmosferoj
razogrelsya nastol'ko, chto byl dostignut kriterij Lousona. YAdra vodoroda i
dejteriya snachala mirno slilis' s obrazovaniem tritiya, geliya, litiya. Pri
dal'nejshem povyshenii plotnosti smesi iz-za prodolzhayushchegosya szhatiya sintez
vdrug priobrel harakter vzryva. Kosmicheskaya vodorodnaya "bomba" vzorvalas' --
sovershenno estestvennym putem.
Vernemsya vse zhe k ishodnomu voprosu. Termoyadernyj sintez s pomoshch'yu
lazerov tait v sebe mnogo problem. Professor N. G. Basov, odnako, smotrit na
eto optimisticheski -- s teh por, kak v ego institute v Moskve funkcioniruet
ustanovka lazernogo sinteza "Del'fin". V nej sovetskie uchenye sobirayutsya s
pomoshch'yu lazernyh molnij dovesti tverdyj vodorod do takoj plotnosti, chto on
za doli sekundy stanet v pyat' raz bolee plotnym, chem tyazhelejshij iz prirodnyh
elementov -- uran. Nesmotrya na nesomnennye eksperimental'nye uspehi, eshche
daleko do sozdaniya elektrostancii na osnove lazernogo sinteza. Esli by
princip opravdal sebya, vse ravno dlya termoyadernogo reaktora, vyrabatyvayushchego
energiyu, potrebovalis' by "ballonchiki" drugogo razmera: diametrom v
neskol'ko santimetrov, vmesto 0,1 mm. CHtoby podzhech' takie shary goryuchego
nedostatochno moshchnosti nyneshnih lazerov. |to udivitel'no: ved' sovremennye
lazery, vydelyayushchie energiyu v 4--5 kDzh v vide molnij za millionnye doli
sekund, dayut v itoge stol'ko zhe energii, skol'ko 200--250 krupnyh
elektrostancij v 1 000 MVt kazhdaya. V to zhe vremya dlya ekonomichno rabotayushchih
termoyadernyh reaktorov potrebovalis' by lazery priblizitel'no v 1 000 kDzh, a
eksperimental'no do sih por bylo dostignuto maksimal'no 10,2 kDzh. My
podcherkivaem, "ekonomichno", ibo poka vo vseh, dazhe polozhitel'nyh,
eksperimentah neizmerimo bol'she energii zatrachivaetsya, chem poluchaetsya.
Znachit, nado prodolzhat' tvorcheskij poisk bolee moshchnyh lazernyh ustanovok.
Pomimo yadernogo sinteza, induciruemogo lazerom, perspektivnym yavlyaetsya
takzhe ishodnyj variant -- nagrev D, T-plazmy, uderzhivaemoj magnitnym polem.
Sovetskaya ustanovka tipa "Tokamak" v nastoyashchee vremya ispytana vo vseh
stranah, ispol'zuyushchih process termoyadernogo sinteza, i priznana uspeshnym
variantom. V iyune 1975 goda v Institute atomnoj energii im. I. V. Kurchatova
v Moskve nachala rabotat' ustanovka "Tokamak 10". Dlya sozdaniya ee
kolossal'nogo magnitnogo polya trebuyutsya moshchnosti v 130 MVt. Drugoj agregat,
"Tokamak 7", blagodarya magnitnym katushkam iz sverhprovodnikov trebuet dlya
obespecheniya magnitnogo polya lish' okolo tysyachnoj doli etoj moshchnosti. "Tokamak
10" i ego amerikanskij variant Tokamak PLT (Princeton Large
Torus[75])*, vidimo, poslednie obrazcy eksperimental'nyh
termoyadernyh ustanovok. Pri "general'noj repeticii" s "Tokamakom 10" v
fevrale 1976 goda sovetskie specialisty dostigli ustojchivoj reakcii yadernogo
sinteza s dejteriem. Temperatura plazmy vo vremya processa sostavila sem'
millionov gradusov, chto dalo znachenie kriteriya 1012 s/m3.
Mezhdu tem v bolee pozdnih opytah na "Tokamake 10" bylo dostignuto 13
millionov gradusov. Pri etom za polsekundy, potrebovavshejsya dlya nachala
reakcii, ustanovka izrashodovala stol'ko elektroenergii, skol'ko ee
vyrabatyvaet elektrostanciya moshchnost'yu v 200 MVt za to zhe vremya. Moshchnost'
"Tokamakov" vo vsem mire god za godom podhodit vse blizhe k toj interesnoj
oblasti na diagramme Lousona, kotoraya obeshchaet osushchestvit' "Solnce na Zemle".
V avguste 1978 goda v mirovoj presse poyavilis' soobshcheniya, chto uchenye iz
universiteta v Prinstone (SSHA) dostigli bol'shogo uspeha: za dolyu sekundy v
Tokamak PLT udalos' dostich' temperatur Solnca -- 60 millionov gradusov.
Bezuslovno, eto znachitel'nyj shag k resheniyu problemy. V oblasti issledovaniya
mirnogo termoyadernogo sinteza amerikanskie uchenye plodotvorno sotrudnichayut s
sovetskimi issledovatelyami. Dokladyvaya ob uspeshnom eksperimente, nauchnye
rabotniki SSHA podcherkivali, chto princip raboty plazmennogo reaktora
"Tokamak" -- razrabotka sovetskih uchenyh.
Kak pojdet delo dal'she? V SSSR sejchas konstruiruyut "Tokamak 20". On
budet opytnym reaktorom, vyrabatyvayushchim termoyadernuyu energiyu.
Solnce i zvezdy sluzhat nam "siyayushchim primerom" real'nosti
kontroliruemogo yadernogo sinteza. Poetomu nauka stremitsya soorudit' eti
neissyakaemye istochniki energii na Zemle. Reshayushchij vklad dlya razresheniya
mirovoj energeticheskoj problemy my vidim segodnya v ovladenii kontroliruemoj
termoyadernoj reakciej.
"Iskusstvo izgotovleniya zolota" putem prevrashcheniya elementov
praktikuetsya v nastoyashchee vremya bol'she, chem kogda-libo, i vo mnogih
variantah. Konechno, "zoloto" prihoditsya zamenit' drugimi ponyatiyami,
naprimer, slovom "sinteticheskie elementy". Vo mnogih otnosheniyah oni stali
dlya nas dragocennee, chem prezrennyj metall,
Prevrashchenie elementov, osushchestvlennoe s cel'yu sinteza novyh himicheskih
elementov, privelo k vysvobozhdeniyu energii atoma i ukazalo neskol'ko
dostupnyh putej dlya ee polucheniya. Udavsheesya prevrashchenie elementov prineslo
chelovechestvu obshirnye poznaniya. Teper' nado dobit'sya togo, chtoby eti znaniya
byli ispol'zovany na pol'zu chelovechestva i dlya progressa obshchestva.
1 Lullij Rajmond (ili Rajmundo Lull) (ok. 1235--ok. 1315) -- vydayushchijsya
ispanskij myslitel' i estestvoispytatel'. Prozhil neobychajnuyu zhizn'. On
rodilsya v gorodke Pal'ma na ostrove Mal'orka. Eshche mal'chikom byl priblizhen k
aragonskomu dvoru, a pozzhe stal korolevskim sanovnikom i vospitatelem
budushchego pravitelya Mal'orki Iakova II. Do tridcati dvuh let Lullij vel zhizn'
povesy i duelyanta. No zatem biografiya ego vnezapno peremenilas'. On udalilsya
ot mira, poselivshis' na vershine gory. V eto vremya on pishet
bogoslovsko-matematicheskij traktat "Kniga sozercaniya". Lullij postavil sebe
cel'yu dat' logicheskoe dokazatel'stvo istinnosti hristianstva, prevrativ tem
samym veru v aksiomatizirovannuyu "nauku". Posle 1274 goda Lullij nachinaet
stranstvovat' po Evrope. V 1315 godu v Tunise, kogda on propovedoval na
rynochnoj ploshchadi Evangelie, tolpa zabrosala ego kamnyami. Umirayushchego Lulliya
podobral genuezskij kupec Stefan Kolumb. Legenda glasit -- pered smert'yu
Lullij predskazal kupcu, chto ego potomok otkroet Novyj Svet. Prim. recenz.
V istoriyu kul'tury Lullij voshel kak poet, romanist, osnovopolozhnik
katalonskogo literaturnogo yazyka. Emu takzhe pripisyvayut poluchenie vinnogo
kamnya (tartar), potasha iz rastitel'noj zoly, nekotoryh efirnyh masel, "beloj
rtuti" (sulemy), mastiki iz belka i izvesti, ochistku vinnogo spirta i t.d.
2 |duard III (1312---1377)--anglijskij korol' (s 1327 goda) iz dinastii
Plantagenetov. Vospol'zovavshis' prekrashcheniem vo Francii dinastii Kapetingov,
|duard, buduchi po materinskoj linii vnukom francuzskogo korolya Filippa IV
Krasivogo, pred®yavil pretenzii na francuzskij prestol i v 1337 godu ob®yavil
Francii vojnu, kotoraya voshla v istoriyu pod nazvaniem Stoletnej vojny
(1337--1453). Prim. recenz.
3 Odin funt raven 0,453592 kg (okolo 453,6 g)
4 Ganza (ot sredne-nizhnenem. Hansa -- soyuz)-- torgovyj soyuz
severonemeckih gorodov vo glave s Lyubekom, sushchestvovavshij v XIV--XVI vekah
(1356--1669). Prim. recenz.
5 Rudol'f II (1552--1612)-- imperator tak nazyvaemoj Svyashchennoj Rimskoj
imperii, osnovannoj v 962 godu germanskim korolem Ottonom I v rezul'tate
podchineniya Severnoj i Srednej Italii (s Rimom). Vposledstvii k Svyashchennoj
Rimskoj imperii byli prisoedineny i slavyanskie zemli. Provodil politiku
zhestokoj katolicheskoj reakcii. Odin iz r'yanyh adeptov alhimicheskogo
iskusstva. Prim. recenz.
6 Odna unciya ravna 28,34952 * 10-3 kg (okolo 28,35 g).
7 Avgust II (1670--1733)--pol'skij korol' v 1697--1706 i 1709--1733
gody i kurfyurst saksonskij (Fridrih Avgust 1; 1694--1733). Uchastvoval v
Severnoj vojne protiv SHvecii. V 1706 godu byl razbit Karlom XII i otreksya ot
prestola, posle razgroma shvedov Petrom I pod Poltavoj (1709 god) vnov' stal
korolem Pol'shi. Prim. recenz.
8 Fridrih I (1657--1713)--pervyj prusskij korol' (1701--1713).
Pokrovitel'stvoval naukam i iskusstvam. Pri nem byl osnovan universitet v
Galle, Akademiya iskusstv i Akademiya nauk v Berline. Sohranilas' perepiska
G.-V. Lejbnica s Sofiej SHarlottoj, vtoroj zhenoj Fridriha I, posvyashchennaya
filosofskim i nauchnym voprosam. Prim. recenz.
9 Leopol'd I (1640--1705) - imperator Svyashchennoj Rimskoj imperii iz
dinastii Gabsburgov, vel mnogochislennye vojny (s turkami za ispanskij
prestol i dr.). Prim. recenz.
10 V te vremena lic, poddelyvavshih zoloto, fal'shivomonetchikov kaznili
na viselice, okrashennoj pod zoloto.
11 Merkurij -- rtut'.
12 Na licevoj storone medali byl izobrazhen Merkurij -- Germes s
krylyshkami na pyatkah i s kaduceem (magicheskim zhezlom, obvitym dvumya zmeyami)
v rukah, chto oznachalo prevrashchenie rtuti v zoloto.
13 Nel'zya celikom soglasit'sya s avtorom, chto Iogann Ioahim Beher
(1635--1682) byl chuzhd alhimii. Po harakteristike M. Dzhua, Beher "proyavil
sebya kak chelovek chestnyj i chuzhdyj obmanu. Byl skoree fantazerom, chem
himikom-praktikom" (M. Dzhua. Istoriya himii: Per. s ital./ Pod red. prof. S.
A. Pogodina. M.: Mir, 1975. 478 s.; s. 96). Behera schitayut odnim iz
sozdatelej teorii flogistona. Prim. recenz.
14 Bazilij Valentin -- benediktinskij monah. Po mneniyu mnogih istorikov
himii, lichnost' legendarnaya. Mnogie raboty, vyshedshie pod ego imenem,
prinadlezhat Iogannu Tel'de, opublikovavshemu ih v nachale XVII veka i
utverzhdavshemu, chto nashel rukopisi nekoego monaha iz |rfurta, napisannye v
nachale XVI v. |tomu trudno poverit', tak kak v etih manuskriptah opisany
operacii i yavleniya, stavshie izvestnymi lish' stoletiem pozzhe. Prim. recenz.
15 Ego obrazovanie svyazano s nalichiem primesej serebra i zolota v
ishodnyh materialah.-- Prim. red.
16 Sendivogij (Sendivogius, Sedzivoj) Mihail (1566?--1646)--pol'skij
alhimik. Poluchil obrazec filosofskogo kamnya ot Aleksandra Setoniya
Kosmopolita (XVI vek), kotorogo on vyzvolil iz tyur'my, kuda tot byl broshen
za otkaz vydat' tajnu chudodejstvennoj ligatury. No sekret prigotovleniya
poroshka Setonij unes v mogilu.
Poluchiv ligaturu i rukopis' ot otchayavshegosya Setoniya, Sendivogij
otpravilsya gastrolirovat' po Germanii, obmanyvaya doverchivyh pravitelej,
poluchaya ot nih den'gi, carskie pochesti i pomest'ya. Mezhdu tem poroshka
stanovilos' vse men'she, da i to, chto ostalos', pohishchaet u nego zavistlivyj
konkurent. Poyavivshis' vnov', spustya chetvert' veka, na evropejskoj
alhimicheskoj scene v Varshave byvshij "germanskij Germes" yavlyal soboj
pechal'noe zrelishche. "Ego udel -- torgovlya chert znaet kakoj dryan'yu pod vidom
eliksira zhizni, vymanivanie deneg na somnitel'nye alhimicheskie opyty u
znatnyh bogateev,... poddelka deneg." (V. L. Rabinovich. Alhimiya kak fenomen
srednevekovoj kul'tury. M.: Nauka, 1979, 392 s.; s. 175). Prim. recenz.
17 Akademiya estestvennyh nauk (Parizhskaya akademiya nauk) -- odna iz pyati
akademij, vhodyashchih v Institut Francii. "Otchety Parizhskoj akademii nauk"
(Comptes Rendus de l'Academie des Sciences) -- vsemirno izvestnyj nauchnyj
zhurnal.
18 Tenar Lui ZHak (1777--1857) -- francuzskij himik, professor
Politehnicheskoj shkoly v Parizhe, Kollezh de Frans i Parizhskogo universiteta.
Izvesten svoimi mnogochislennymi analizami raznoobraznyh soedinenij. V 1818
godu otkryl perekis' vodoroda. Prim. recenz.
19 Kopp German (1817--1892)-- nemeckij himik i istorik himii, professor
universitetov v Gissene i Gejdel'berge. Provel obshirnye issledovaniya po
opredeleniyu ryada fizicheskih svojstv organicheskih soedinenij v zavisimosti ot
ih sostava, naprimer tochek kipeniya v gomologicheskih ryadah spirtov, kislot,
efirov i t. d. Avtor chetyrehtomnogo kursa "Istoriya himii" (1843--1847).
Prim. recenz.
20 Franc Iosif I (1830--1916)--imperator Avstrii i korol' Vengrii, iz
dinastii Gabsburgov. V 1867 godu preobrazoval dva gosudarstva v dvuedinuyu
monarhiyu--Avstro-Vengriyu (raspalas' v 1918 godu posle porazheniya v pervoj
mirovoj vojne i pod®ema nacional'no-osvoboditel'nogo dvizheniya). Prim.
recenz.
21 Rech' idet o Maksimiliane I (1832--1867)-- avstrijskom ercgercoge iz
dinastii Gabsburgov. V 1857--1859 gody byl general-gubernatorom avstrijskih
vladenij v Italii. Vo vremya anglo-franko-ispanskoj intervencii v Meksiku
(tak nazyvaemaya Meksikanskaya ekspediciya, 1861--1867 gody) Maksimilian byl v
1864 godu po ukazaniyu Napoleona III vozveden na meksikanskij prestol. Posle
provala ekspedicii Maksimilian, pytavshijsya soprotivlyat'sya meksikanskim
vojskam, byl vzyat v plen i v iyune 1867 goda rasstrelyan. Prim. recenz.
22 Istoriya otkrytiya fosfora -- odna iz samyh interesnyh v istorii
otkrytiya himicheskih elementov i ee stoit rasskazat' podrobnee.
Hennig Brand nachal s togo, chto uveroval, budto mocha soderzhit
pervomateriyu. Posemu on sobral v soldatskih kazarmah okolo tonny ishodnogo
veshchestva. Poluchiv posle ryada opisannyh v tekste manipulyacij svetyashchijsya
poroshok, on, estestvenno, prinyal ego za to, chto iskal, to est' za pervichnuyu
materiyu. Delo stalo za malym -- poluchit' iz chudesnoj svetonosnoj pyli
zoloto. No eto-to i ne udalos' sdelat' Brandu. Po slovam V. L. Rabinovicha
"mificheskoe soznanie natalkivalos' na vnemificheskuyu real'nost'. Illyuziya
rushilas', zato obretala inuyu -- nauchno-kommercheskuyu zhizn', v nekotorom
smysle tozhe mificheskuyu" (Alhimiya kak fenomen srednevekovoj kul'tury. M.:
Nauka, 1979, s. 172).
|ta vtoraya zhizn' "svetonosca" nachalas' s togo, chto dva priyatelya, I.
Kunkel' fon Levenshtejn i D. Kraft. proslyshav ob otkrytii Branda, reshili
kupit' u nego sekret prigotovleniya fosfora. Sluchilos' tak, chto Kraft obmanul
Kunkelya, kupiv sekret u Branda i organizovav sobstvennoe, ves'ma dohodnoe,
delo.
Kak-to vo vremya pokaza fosfora pri dvore gannoverskogo gosudarya na
seans zashel G. V. Lejbnic. Porazhennyj tem, chto on uvidel, Lejbnic takzhe
pokupaet u Branda ego sekret.
Vsled za Lejbnicem o prigotovlenii fosfora uznaet nekogda odurachennyj
Kraftom Kunkel' i tozhe nachinaet torgovat' svetyashchimsya poroshkom, a odin iz ego
druzej publikuet traktat: "Postoyannyj nochnoj svetil'nik, inogda sverkayushchij,
kotoryj dolgo iskali i nakonec nashli".
V sentyabre 1677 goda Kraft poseshchaet R. Bojlya i u nego doma, v
prisutstvii neskol'kih chlenov Korolevskogo obshchestva, pokazyvaet svechenie
fosfora. Bojl' razgadal tajnu polucheniya preparata, v chem emu pomog ego
assistent A. G. Henkvic. Bojl' pishet stat'yu, ozaglavlennuyu "Sposob
prigotovleniya fosfora iz chelovecheskoj mochi" (datirovana 14 oktyabrya 1680
goda), i v zapechatannom konverte peredaet ee v Korolevskoe obshchestvo s
pripiskoj "... ne vskryvat' bez soglasiya avtora". (Stat'ya byla napechatana
tol'ko posle smerti Bojlya -- v 1693 godu). No v 1680 i 1682 godah Bojl'
opublikoval dva traktata, posvyashchennyh fosforu.
Henkvic mezhdu tem postavil torgovlyu fosforom "v vide izyashchnyh belyh
sigaroobraznyh palochek" na shirokuyu nogu.
A chto stalo s ostal'nymi geroyami etoj istorii? I Brand, i Kraft, i
Kunkel' zhelali bol'shego, chem neobychajnoe svechenie.-- im nado bylo zoloto. No
zoloto poluchit' ne udavalos'. Kunkel' ostavil etu zateyu. Brand po protekcii
Lejbnica ustroilsya pri dvore gannoverskogo gosudarya, a obmanshchik Kraft
razorilsya. Prim. recenz.
23 Paracel's, podlinnoe imya Filipp Aureol Teofrast Bombast fon
Gogengejm (1493--1541)-- nemeckij vrach i himik. Sozdal novoe medicinskoe
uchenie, opiravsheesya na nablyudeniya vrachej, aptekarej, alhimikov raznyh stran.
Bol'shoe znachenie Gogengejm pridaval roli himii v medicine. Soglasno
osnovannomu im ucheniyu-- iatrohimii (ot grech. "iatros"-- vrach),-- glavnaya
prichina boleznej sostoit v narushenii himicheskih processov v organizme. "Ne
nado govorit': alhimiya, delaj zoloto i serebro,-- pisal Paracel's,-- sleduet
skazat': delaj arcana (lat. arcana medicamentia -- tajnye sredstva) i tem
izlechivaj ot boleznej". Psevdonim Paracelsus oznachaet "prevoshodyashchij Cel'sa"
(Avl Kornelij Cel's, ok. 25 goda do n..e.--ok. 50 goda n. e., drevnerimskij
vrach). Prim. recenz.
24 "Malyj fizicheskij svod" (lat.).
25 Ukazannaya rabota I. YUngiusa (1587--1657), vydayushchegosya nemeckogo
logika, matematika, medika i himika, dejstvitel'no byla napisana okolo 1630
goda, no izdana tol'ko posle smerti avtora, v 1662 godu. Prim. recenz.
26 "Himik-skeptik" (angl.).
27 "Himik-skeptik" R. Bojlya (1627--1691) napisan v forme dialoga. Odin
iz ego uchastnikov (|levterius) v hode besedy obrashchaetsya k drugomu (Karneadu,
predstavlyayushchemu vzglyady Bojlya) s takimi slovami: "... Posle togo, kak Vy
stol' neprinuzhdenno izlozhili svoi somneniya v tom, sushchestvuet li kakoe-libo
opredelennoe chislo elementov, ne obratites' li Vy k voprosu o tom,
sushchestvuyut li elementy voobshche". Na chto Karnead otvechaet: "Ne budet absurdnym
somnevat'sya v etom, ibo nado eshche dokazat', stol' li uzh neobhodimo dopuskat'
sushchestvovanie kakih-libo elementov ili gipostatirovannyh nachal voobshche". I
dalee, chtoby byt' pravil'no ponyatym, Bojl'-Karnead formuliruet tradicionnoe
dlya svoego vremeni ponimanie elementa, privedennoe v osnovnom tekste. No
korpuskulyarnoe uchenie samogo Bojlya ne ostavlyalo mesta dlya himicheskih
elementov. (Podrobnee sm. Vseobshchaya istoriya himii. Stanovlenie himii kak
nauki. M.: Nauka, 1983, gl. 1). Prim. recenz.
28 Sleduet zametit', chto hotya koncepciya flogistona byla sformulirovana
SHtalem v 1697 godu, bolee ili menee shirokoe rasprostranenie ona poluchila
lish' v 1750 godah i, kstati, neodnokratno vidoizmenyalas' raznymi avtorami.
Poetomu "period flogistonnoj himii" v dejstvitel'nosti prodolzhalsya
sravnitel'no nedolgo -- okolo 30 let. Prim. recenz.
29 Otkrytie kisloroda, tesno svyazannoe s formirovaniem pravil'nogo
ponimaniya processov goreniya i kal'cinacii zanyalo u Lavuaz'e opredelennoe
vremya -- s 1771 po 1774 god. Prim. recenz.
30 M.V. Lomonosov v 1741 godu vydvinul korpuskulyarnuyu teoriyu. V
sochinenii "|lementy matematicheskoj himii" on pisal: "Korpuskuly odnorodny,
esli sostoyat iz odinakovogo chisla odnih i teh zhe elementov, soedinennyh
odinakovym obrazom: korpuskuly raznorodny, kogda elementy ih razlichny i
soedineny razlichnym obrazom i v razlichnom chisle; ot etogo zavisit
beskonechnoe raznoobrazie tel". Pod "elementom" M. V. Lomonosov razumel atom,
pod korpuskuloj -- molekulu. Zdes' zaklyucheny i ideya prostogo i slozhnogo
veshchestva, i ponyatie izomerii, i vozmozhnost' obrazovaniya molekul iz
odinakovyh atomov (kotoraya otricalas' dazhe 100 let spustya takimi vidnymi
himikami, kak, naprimer, Bercelius). Lomonosov pervym vvel v opyt vesy.
Blagodarya etomu emu udalos' v 1756 godu eksperimental'no oprovergnut'
flogistonnuyu teoriyu. Opyty nakalivaniya metallov v "zapayannyh nakrepko
steklyannyh sosudah" pokazali, chto "bez propushcheniya vneshnego vozduha ves
sozhzhennogo metalla ostaetsya v odnoj mere". |tim namechalis' takzhe osnovy
novoj traktovki processov okisleniya.-- Prim. red.
31 "Nachal'nyj kurs himii" (franc.).
32 S ponyatiem ob elemente Lavuaz'e svyazyval "predstavlenie o poslednem
predele, dostigaemom analizom", ogovarivaya, chto togda "vse veshchestva, kotorye
my eshche ne smogli nikakim obrazom razlozhit', budut dlya nas elementami".
Poetomu mnogie veshchestva, kotorye k koncu XVIII veka eshche ne udalos'
razlozhit', Lavuaz'e uslovno otnosil k elementam. Prim. recenz.
33 Po svidetel'stvu samogo D. Dal'tona i v sootvetstvii s zapisyami v
ego laboratornom zhurnale zakon kratnyh otnoshenij byl im otkryt v 1803 godu.
Dal'ton Dzhon (1766--1844)-- vydayushchijsya anglijskij uchenyj, sozdatel'
himicheskoj atomistiki. Vpervye ukazal put' opredeleniya otnositel'nyh atomnyh
vesov i ustanovil vzaimosvyaz' mezhdu teoreticheskimi predstavleniyami ob atomah
i elementah i opytnymi dannymi po sostavu himicheskih soedinenij. Krome togo,
Dal'ton s rannej molodosti i do poslednego dnya zhizni provodil
meteorologicheskie nablyudeniya. Imenno v processe izucheniya sostava atmosfery i
sostavlyayushchih ee gazov Dal'ton prishel k atomnoj teorii.
V 1792 godu Dal'ton otkryl defekt zreniya, nazyvaemyj nyne dal'tonizmom.
Prim. recenz.
34 Bercelius Jene YAkob (1779--1848)-- vydayushchijsya shvedskij himik, s
imenem kotorogo svyazano utverzhdenie atomisticheskoj teorii v himii, sozdanie
elektrohimicheskoj koncepcii himicheskogo srodstva i drugie otkrytiya. Im byli
vypolneny himicheskie analizy mnogih soedinenij i usovershenstvovany
analiticheskie metody. Prim. recenz.
35 Spektral'nyj analiz byl otkryt nemeckimi uchenymi R. V. Bunzenom
(1811-- 1899) i G. R. Kirhgofom (1824--1887) v 1860 godu. Prim. recenz.
36 Avtor neskol'ko odnostoronne ocenivaet zadachi Kongressa i ego rol' v
razvitii himii. K koncu 1850-h godov putanica i nerazberiha, svyazannaya s
upotrebleniem razlichnyh sistem atomnyh vesov i himicheskih formul, a takzhe so
smesheniem ponyatij atom, molekula, prostoe veshchestvo i element, dostigla
svoego apogeya. Imenno s cel'yu uporyadocheniya i sistematizacii osnov himicheskoj
nauki i byl sozvan Kongress. Prim. recenz.
37 Prezhde vsego otmetim nekotoroe protivorechie v tekste Gofmana:
snachala on utverzhdaet, chto D. I. Mendeleevu i L. Mejeru udalos' otkryt'
periodicheskij zakon v 1869 godu, a zatem pishet o tom, chto rabota Mejera
poyavilas' v 1870 godu, togda kak Mendeleev soobshchil o svoem otkrytii v marte
1869 goda.
Tak kak vopros o prioritete v istorii otkrytiya periodicheskogo zakona
imeet dolguyu istoriyu, na nem sleduet ostanovit'sya osobo. Snachala obratimsya k
faktologicheskoj storone dela.
Data otkrytiya periodicheskogo zakona Mendeleevym izvestna s tochnost'yu do
dnya --17 fevralya (1 marta) 1869 goda. CHerez neskol'ko dnej tablica, kotoruyu
on nazval "Opyt sistemy elementov, osnovannoj na ih atomnom vese i
himicheskom shodstve", byla napechatana na russkom i francuzskom yazykah i
razoslana Mendeleevym russkim i zarubezhnym uchenym. Krome togo, Mendeleev
pomestil tablicu na kontrtitule pervogo vypuska "Osnov himii" (SPb, 1869) i
upomyanul o nej v predislovii k nemu (predislovie datirovano martom 1869
goda). 6(18) marta 1869 goda N.A.Menshutkin ot imeni Mendeleeva sdelal
soobshchenie o sootnoshenii svojstv s atomnym vesom elementov, gde soderzhalis'
prakticheski vse osnovnye polozheniya, sostavlyayushchie sut' periodicheskogo zakona.
|to soobshchenie bylo opublikovano v mae 1869 goda v zhurnale Russkogo
himicheskogo obshchestva (1869, t. 1, vyp. 2--3, s. 60--77). Sleduyushchee publichnoe
soobshchenie ob otkrytii zakona sdelano uzhe samim Mendeleevym v avguste 1869
goda na vtorom S®ezde russkih estestvoispytatelej i vrachej v Moskve. V etom
soobshchenii Mendeleev uglublyaet ponimanie zakona, pokazyvaya, chto atomnye
ob®emy prostyh tel yavlyayutsya periodicheskoj funkciej ot atomnyh vesov.
Dalee, 15 oktyabrya 1869 goda na zasedanii Russkogo himicheskogo obshchestva
Mendeleev sdelal soobshchenie "O kolichestve kisloroda v solyanyh okislah i ob
atomnosti elementov", gde pokazal, chto vysshaya valentnost' elementa v
soleobrazuyushchem okside est' periodicheskaya funkciya atomnogo vesa.
V. YU. Rihter dlya zhurnala Nemeckogo himicheskogo obshchestva napisal bol'shoj
referat, v kotorom soobshchil o periodicheskom zakone Mendeleeva, a takzhe o tom,
chto Mendeleev predskazal ryad neizvestnyh elementov, ispravil atomnyj ves
urana na 240 (vmesto 120), toriya--na 232 (vmesto 116), ceriya--na 138 (vmesto
98), indiya-- na 113 (vmesto 75,6). |tot referat poyavilsya v dekabre 1870 goda
(Berichte, 1870, Bd. Ill, S. 990--992). Krome togo, eshche v 1869 godu v
nemeckom zhurnale Zeitschrift fur Chemie (Bd. V. S. 405--406) napechatan
referat stat'i D. I. Mendeleeva "Sootnoshenie svojstv s atomnym vesom
elementov".
Teper' o L. Mejere. V 1864 godu on opublikoval knigu "Sovremennye
teorii himii i ih znachenie dlya himicheskoj statiki" (russkij perevod: L.
Mejer. Osnovaniya teoreticheskoj himii. SPb. 1894), gde byla privedena tablica
elementov. |ta tablica, vo-pervyh, soderzhala lish' 44 elementa iz 63 togda
izvestnyh, vo-vtoryh, elementy budushchih dopolnitel'nyh podgrupp stoyali v nej
obosoblenno ot ostal'nyh i, v-tret'ih, avtorom ne bylo sdelano nikakih
obobshchenij, kasayushchihsya zakonomernoj svyazi elementov. V 1870 godu poyavilas'
stat'ya Mejera "Priroda himicheskih elementov kak funkciya ih atomnyh vesov"
(Annalen der Chemie und Pharmacie, 1870, VII Supplementband Drittes Heft. S.
354--364; stat'ya postupila v redakciyu 17 marta 1870 goda). V etoj stat'e
soderzhalas' tablica, kotoraya, po slovam samogo Mejera, "v sushchestvennyh
chertah tozhdestvenna tablice, dannoj g. .Mendeleevym". K skazannomu umestno
dobavit' i drugie slova Mejera po povodu prioriteta v otkrytii zakona: "V
1869 godu, ran'she, chem ya vyskazal svoi mysli o periodichnosti svojstv
elementov, poyavilsya referat stat'i Mendeleeva, v kotoroj napisano, chto: 1)
pri raspolozhenii elementov v poryadke voshodyashchih atomnyh vesov nablyudaetsya
stupenchatoe (u Mendeleeva -- periodicheskoe -- I. D) izmenenie svojstv
elementov, 2) velichina atomnyh vesov opredelyaet svojstva elementov: 3)
atomnye vesa nekotoryh elementov trebuyut ispravleniya: 4) dolzhny sushchestvovat'
nekotorye eshche ne otkrytye elementy... |to vse bylo Mendeleevym opublikovano
do menya i voobshche vpervye. YA otkryto soznayus', chto u menya ne hvatilo smelosti
dlya takih dal'novidnyh predpolozhenij, kakie s uverennost'yu vyskazal
Mendeleev" (cit. po kn.: V. I. Semishin. Periodicheskaya sistema himicheskih
elementov D. I. Mendeleeva. M.: Nauka, 1972, s. 40).
Esli zhe govorit' o suti dela, to vyvody Mejera ne idut ni v kakoe
sravnenie s myslyami Mendeleeva, i ne tol'ko potomu, chto poslednij sdelal
zamechatel'nye predskazaniya, no i potomu, chto otkrytie periodicheskogo zakona
oznachalo peresmotr i uglublenie vsej sistemy himicheskih ponyatij (atoma,
elementa, prostogo tela, valentnosti, formy soedineniya i t.d.), a po glubine
i sile obobshcheniya izvestnyh mnogochislennyh faktov voobshche ne imelo sebe ravnyh
v istorii himii. Vot pochemu nel'zya govorit' ob odnovremennom i nezavisimom
otkrytii periodicheskogo zakona, periodicheskoj sistemy i podavno o sozdanii
ucheniya o periodichnosti Mendeleevym i Mejerom. Prim. recenz.
38 Vopros o verhnej granice periodicheskoj sistemy elementov vo vremena
Mendeleeva (kak i sejchas) ostavalsya otkrytym.
39 Mendeleev D. I. Osnovy himii, 8-e izd. SPb, 1906, s. 323.-- Prim.
red.
40 Nil'son rabotal s soedineniyami skandiya. Vpervye metallicheskij Sc
poluchen i issledovan v 1937 godu. Prim. recenz.
41 Mendeleev ne tol'ko predskazal svojstva ekasiliciya i ego soedinenij,
no i sam pytalsya eksperimental'no otkryt' etot element v titanovyh i
niobievyh rudah. Odnako ego popytki ne imeli uspeha. Prim. recenz.
42 Plotnost' dioksida germaniya, predskazannaya D. I. Mendeleevym,
sostavlyala 4,7 g/sm3. Na opyte Vinkler poluchil 4,70. Predskazannaya
Mendeleevym plotnost' tetrahlorida 1,9. V eksperimente GeCl4 pokazal
plotnost' 1,887.--Prim. red.
43 V dejstvitel'nosti eta istoriya vyglyadela ne stol' gladko, kak
opisano avtorom. Posle otkrytiya germaniya Vinkler predpolozhil, chto novyj
element yavlyaetsya analogom sur'my i dolzhen v periodicheskoj sisteme zanyat'
mesto mezhdu sur'moj i vismutom. Mendeleev s etim ne soglasilsya i vyskazal
inoe predpolozhenie: germanij -- eto ekakadmij.
Vpervye otozhdestvil germanij s ekasiliciem V. YU. Rihter, kotoryj ubedil
v etom Mendeleeva i Vinklera.
Delo ponachalu oslozhnyalos' tem, chto Vinkler v pervyh soobshcheniyah ob
otkrytii germaniya ne ukazal ego atomnogo vesa. V pis'me k Mendeleevu ot 5
marta (n. st.) 1886 goda on pisal: "Do sih por mne eshche ne udalos' ustanovit'
atomnyj i udel'nyj ves novogo veshchestva i potomu vopros o tom, kakoe mesto
zanimaet ono v periodicheskoj sisteme, dolzhen ostavat'sya otkrytym...". Tol'ko
k mayu 1886 goda Vinkler vydelil dostatochnoe kolichestvo Ge i opredelil ego
atomnyj ves (72,75). S istoriej otkrytiya galliya, skandiya i germaniya chitatel'
mozhet podrobno oznakomit'sya po sleduyushchim rabotam: R. B. Dobrotin, A. A.
Makarenya. Prognozirovanie svojstv skandiya i germaniya v rabotah D. I.
Mendeleeva.-- V kn.: Prognozirovanie v uchenii o periodichnosti. M.: Nauka,
1976, s. 53--70; I. S. Dmitriev. Teoreticheskie issledovaniya P. |. Lekoka de
Buabodrana po klassifikacii himicheskih elementov i sistematike spektrov.-- V
kn.: Uchenie o periodichnosti. Istoriya i sovremennost'. M.: Nauka, 1981, s.
19--36. Prim. recenz.
44 Avtor privodit ves'ma rasprostranennuyu legendu ob istorii otkrytiya
geliya, nichego obshchego s dejstvitel'nost'yu ne imeyushchuyu.
Kogda zatmenie uzhe konchilos', ZH. ZHansenu udalos' nablyudat' solnechnye
protuberancy. Analogichnye nablyudeniya v Anglii vypolnil N. Lok'er. 26 (a ne
25, kak v tekste) oktyabrya 1868 goda oba pis'ma, ZHansena i Lok'era, v kotoryh
ni o kakih novyh spektral'nyh liniyah ne govorilos' ni slova, byli zachitany
na zasedanii Akademii. Pamyatnaya medal' byla vybita v chest' nablyudeniya
solnechnyh protuberancev vo vnezatmennoe vremya.
I tol'ko v processe izucheniya protuberancev udalos' obnaruzhit'
znamenituyu yarkuyu zheltuyu liniyu (A. Sekki, yanvar' 1869 goda). Gipoteza o tom.
chto eta liniya prinadlezhit neizvestnomu elementu, vyskazana N. Lok'erom v
aprele 1871 goda.
Detal'no i po pervoistochnikam eta istoriya izlozhena v knige: S. V.
Al'tshuler, A. N. Krivomazov, V. P. Mel'nikov i dr. Otkrytie himicheskih
elementov: Specifika i metody otkrytiya. M.: Prosveshchenie, 1980. s. 49--59.
Prim. recenz.
45 |to ne sovsem tochno. 19 marta 1900 goda D. I. Mendeleev i V. Ramzaj,
vstretivshis' v Berline, prishli k vyvodu, chto argon i ego analogi sleduet
pomestit' v osobuyu nulevuyu gruppu, predshestvuyushchuyu pervoj (Mendeleev D. I.
Osnovy himii, 8-e izd. SPb, 1906, s. 493). V tom zhe godu A. |rrera (v
Bel'gii) chetko sformuliroval ideyu o nulevoj gruppe v periodicheskoj sisteme
(Errera A.-- S. R. Acad. gou. Beig, 1900, r. 160) -- Prim. red.
46 "Pozhaluj, vpervye soznatel'no primenil periodicheskuyu sistemu k
otkrytiyu novyh elementov Ramzaj, kotoryj "po primeru nashego uchitelya
Mendeleeva" predskazal sushchestvovanie i atomnye massy neona, kriptona i
ksenona". {Kedrov B. M., Trifonov D. N. Zakon periodichnosti i himicheskie
elementy. M.: Nauka, 1969, s. 76).-- Prim. red.
47 |terii [angl. ether] -- efir.
48 Teosofiya [ot grech. theos -- bog i sophia -- mudrost'] -- religioznaya
doktrina, propoveduyushchaya sliyanie s bogom. Teosof -- yasnovidec.
49 Probirnoj palate (angl.).
50 Luchi Bekkerelya (franc.)
51 Uranovye luchi (franc.)
52 Uranovaya smolka, ili uranovaya smolyanaya ruda,-- odin iz vidov
mineralov.-- Prim. red.
53 Lenin V. I. Materializm i empiriokriticizm.-- Poln. sobr. soch., t.
18, s. 298.
54 "Interpretaciya radiya" (angl.).
55 "O stroenii atomov i molekul" (angl.).
56 Takaya harakteristika otkrytiya periodicheskogo zakona, voshodyashchaya k V.
Ostval'du, yavlyaetsya ves'ma poverhnostnoj (sm. ranee). Prim. recenz.
57 V skobkah ukazano ih soderzhanie v prirodnom svince v procentah po
masse.-- Prim. red.
58 Iz etogo nichego ne poluchilos' by. Ne uskorennaya al'fa-chastica ne
smozhet vojti v yadro s bol'shim zaryadom.-- Prim. red.
59 |to mozhno sdelat' ne raspadom, a ob®edineniem, esli govorit' ob
"obratimosti ryada".-- Prim. red.
60 V etoj interesnoj istorii avtor neskol'ko idealiziruet lichnost' F.
Gabera (1868--1934).
V 1911 godu Gaber zanyal post direktora Instituta fizicheskoj himii i
elektrohimii pri Obshchestve kajzera Vil'gel'ma v Berline. Vse raboty instituta
byli postavleny na sluzhbu imperialisticheskoj voennoj politiki Germanii. I
Gaber postavil svoj talant na sluzhbu etoj politike, a konkretno -- na sluzhbu
prussko-germanskogo generaliteta, horosho ponimavshego rol' himii v
gotovivshejsya vojne. Gaber byl odnim iz iniciatorov primeneniya himicheskogo
oruzhiya. V 1916 godu on stanovitsya konsul'tantom po tehnicheskim voprosam v
himicheskom otdele voennogo ministerstva.
Mnogie iz ego prezhnih druzej, kak, naprimer, M. Born (krupnejshij fizik
XX veka i soavtor Gabera po razrabotke izvestnogo termodinamicheskogo cikla),
otvernulis' ot nego.
Imya Gabera bylo vneseno v spisok voennyh prestupnikov, podlezhashchih
vydache. Spustya god posle smerti Gabera Obshchestvo kajzera Vil'gel'ma reshilo
organizovat' zasedanie, posvyashchennoe ego pamyati. V otvet na eto Soyuz nemeckih
himikov opublikoval vozzvanie, prizyvayushchee ignorirovat' eto zasedanie.
(Podrobnee sm.: Biografii velikih himikov/Pod red. K.Hajniga. M.: Mir, 1981,
s. 340--345). - Prim. recenz.
61 Iskusstvennoe zoloto (lat.)
62 "Himicheskaya revolyuciya" (franc.).
63 Nacional-socialistskoj partii Germanii.
64 Veshchestvennoe dokazatel'stvo (lat.)
65 |ti nomera i pustye mesta byli izvestny i do Mozli i predskazany D.
I. Mendeleevym.-- Prim. red.
66 "Interpretaciya atoma" (angl.).
67 Na mol' atoma.-- Prim. red.
68 Delenie yadra (angl.)
69 Porochnyj krug (lat.).
70 Delenie--sintez--delenie (angl.).
71 L. Poling yavlyaetsya takzhe laureatom Nobelevskoj premii mira i
laureatom Nobelevskoj premii po molekulyarnoj biologii.-- Prim. red.
72 Sistema vspomogatel'noj yadernoj moshchnosti (angl.).
73 Hutch -- konura (angl.).
74 Britanskoj nauchnoj associacii (angl.).
75 Bol'shoj prinstonskij tor (angl.).
Last-modified: Fri, 22 Feb 2002 16:20:41 GMT