Текст книги "Атомная энергетика — что дальше?"

Автор книги: М. Аджиев

Соавторы: А. Саркисов,Д. Гродзинский
сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 4 страниц)

Другая специфическая проблема, к которой, на мой взгляд, нужно привлечь внимание научной общественности, – это экобиологическая ситуация в тридцатикилометровой зоне. Здесь волей-неволей был поставлен уникальный эксперимент. Ушел человек. Осталась уже затронутая присутствием человека природа. Как там поведут себя животные, целые экосистемы? Уже известно, что вдруг образовались стаи кур. Петухи почему-то стали образовывать новые семьи, выросла их агрессивность. Куры и петухи перестали бояться лис. Сформировались большие собачьи стаи, которые по своей структуре напоминают волчьи. Остались брошенными поля пшеницы, ячменя. Посевы включаются в естественные биосистемы, и возникают новые, невиданные сообщества. Сам процесс одичания окультуренной природы очень любопытен. Здесь проступают многие закономерности, которые нужно учитывать при обратном ходе событий – окультуривании дикой природы.

Возникают и самые неожиданные проблемы. Например, в районе Чернобыля появилось огромное количество уток. Это естественно. Тут спокойно. Мало людей. Много корма. Но ведь эти сотни тысяч уток аккумулируют радиоактивные вещества. Они улетают в самые разные места. И конечно, не хотелось бы, чтобы население ело радиоактивную дичь. Кажется, пустяк. Но в деле с радиацией пустяков нет. И эта проблема еще раз говорит о том, что нужны индивидуальные средства контроля.

Большая часть радиоактивных загрязнений, как показывают подсчеты, сейчас аккумулирована в илах. Как они себя поведут в случае сильного паводка, не повысится ли от этого активность воды, не пострадает ли живность, населяющая реки и водохранилища? Ведь это также вопрос, который требует срочного теоретического осмысления, а затем принятия каких-то практических мер. Ведь если илы выбросит с сильным паводком на поля, это будет также катастрофа. Огромные массивы плодороднейшей земли окажутся радиоактивными.

Словом, выявляются все новые и новые проблемы, подчас совершенно неожиданные и относящиеся к разным областям знаний психологии, медицине, радиологии, математике, строительству. И нельзя ожидать, что число этих проблем вдруг резко уменьшится. Скорее наоборот. Еще раз подчеркну: нельзя их замалчивать, нужна гласность и открытость, всякая секретность нанесет лишь вред, поскольку скроет проблемы, не даст возможности широкой научной общественности принять участие в их решении. Опыт преодоления последствий катастрофы должен быть открыт не только нам, но и всему миру.

Что вы можете сказать о сообщениях, появившихся в специальной печати, где, в частности, говорится: «Эффекты прямого радиационного воздействия на растительные и животные сообщества в виде радиационного поражения хвойных лесов и заметных изменений численности почвенной мезо-микрофауны проявились в ограниченной зоне сильного радиоактивного загрязнения на расстоянии нескольких километров от Чернобыльской АЭС. На остальной территории, подвергшейся воздействию аварийного выброса, собственно экологических эффектов радиоактивного загрязнения не отмечалось»?

Вот посмотрите – Дмитрий Михайлович вынул из стола небольшую фотографию. – Это снято далеко от Чернобыля, уже за зоной. Какое это, на ваш взгляд, дерево?

Сосна, иглы длинные…

По фото даже самый искушенный специалист не скажет, что здесь ель, – иглы-то сантиметров по пять-шесть. И это – результат действия радиации…

Тяжелая вода! Почему бы и нет!

С удивлением смотрел я на льдины, что медленно плыли по реке. Кончилось лето, на пороге долгая северная зима. И вдруг – ледоход! Причуда природы, не иначе. Впрочем, картина, вполне привычная для этих мест.

Реки Якутии, и не только Якутии, а любой территории, лежащей «а мерзлоте, имеют этот свой каприз – осенний ледоход. Красиво и необычно. Величественные белые льдины, а вокруг миллионы, нет, миллиарды мельчайших льдинок, которые зовутся здесь шугой.

Вода в реке от шуги не прозрачная, а какая-то матовая, шершавая, совсем на воду не похожая.

Время от времени из глубины выныривали новые и новые льдины – одна за одной – их становилось все больше и больше.

В иные годы подводные льдины появляются даже тогда, когда и шуги-то еще нет. Река чистая, холодная, и вдруг – льдины. На некоторых же реках даже летом, в июле, в самую жару выплывают подводные вестницы зимы. Откуда?

Даже внешне они особенные, совсем не такие, как весенние льдины. Весной река ломает лед, и оттого льдины кажутся похожими на осколки разбитого оконного стекла, плоские, с ровными гранями. А эти – какие-то округлые. И поверхность у них не плоская. Льдины напоминают скорее облака, но никак уж» не стекольные осколки. Медленно плывут они, путаясь в шуге. Наконец останавливаются. До весеннего ледохода. Начинается зимняя жизнь реки…

Убежден, сотни и тысячи людей видели осенний ледоход. Его наблюдал В. К. Арсеньев вместе со своим спутником Дерсу Узала.

Оставил о нем сведения А. Ф. Миддендорф – великий путешественник XIX века, он первый, в одиночку исследовал самые отдаленные районы Сибири и Дальнего Востока. Не верили глазам своим казаки, русские покорители Сибири, когда впервые увидели белое чудо на осенней реке… А для коренных сибиряков осенний ледоход – обычное явление, неудивительное: оно здесь было всегда.

И все-таки заинтересовался ли кто-нибудь по-настоящему, этим удивительным творением природы? Думаю, нет. Утверждать так позволяет поиск, который я провел в Библиотеке имени В. И. Ленина, а также беседы со специалистами. Откуда берутся эти странные льдины? Какова природа осеннего ледохода? Никто толком не объяснил.

В поисках ответа на вроде бы простые вопросы пришлось вспомнить уже изрядно забытые курсы наук, которые когда-то читали нам на лекциях в Московском университете. Физика, гидрология, гляциология, криология… Как давно все это было. Осенние льдины стали для меня, профессионального экономиста-географа, своеобразным хобби. Хобби, которым не похвастаешься перед друзьями, как марками или спичечными коробками, но не менее интересным и увлекательным. Я принялся коллекционировать знания, которые вряд ли пригодятся мне на основной работе.

Итак, белые льдины, выныривающие со дна…

Природа летнего ледохода, по-моему, довольно проста. За зиму сибирская стужа промораживает многие реки до дна. Два-три метра глубины – морозу нипочем. Всю реку скует к весне.

Вспоминаю, когда я был в Тынде, на БАМе, видел, как бурили лед на реке. Почти три метра шел лед, а подо льдом еще жила река, правда, глубиной всего лишь сантиметров десять – двадцать.

Весной промерзшую реку зальют талые воды. Со склонов сопок побегут ручьи, и сойдутся они на реке, оставив под собой лед. Лишь через месяц-полтора по-настоящему прогреется, проснется река, зимний лед, уже изрядно подтаявший, всплывет на поверхность и скоро растает на своей долгой дороге в Арктику. Лето все-таки.

А вот природу осеннего ледохода объяснить, видимо, не так просто. Известно, зимой и поздней осенью температура на дне реки всегда положительная. Этой температуры недостаточно, чтобы вода превратилась в лед… Стоп. А белые льдины? Они же появляются именно при этих условиях.

Обращаюсь к литературе: как специалисты объясняют это противоречие?

«Для образования подводного, или внутриводного, льда необходимо определенное переохлаждение воды, наличие ядра кристаллизации и удаление теплоты агрегатного перехода воды в лед», – прочитал я в университетском учебнике.

Здесь, видимо, стоит сделать небольшое отступление и объяснить некоторым неподготовленным читателям, что вода – самое распространенное на Земле вещество! – еще очень недостаточно изучено. Многие неожиданные свойства воды до сих пор приводят ученых в растерянность и замешательство.

Так, если удалить из воды ядра кристаллизации – а ими могут быть любые вкрапления, даже микробы, – то она не замерзает и при температуре в минус двадцать градусов.

На этом свойстве хотелось бы остановиться чуть подробнее. Это очень важно. Вода при плюс четырех градусах имеет абсолютную плотность, в этот момент она самая тяжелая. Потом, с понижением температуры, плотность ее уменьшается, и охлажденная вода уже становится легче, а лед – совсем легким, он плавает. Поэтому-то в реке или озере, на дне зимой температура всегда только положительная, там скапливается самая тяжелая масса воды. И самая теплая!

В этом ответ на один любопытный вопрос: почему река или озеро никогда не замерзнут со дна, вернее почему водоем, если он достаточно глубокий, никогда не остынет ниже нуля градусов даже в самый сильный мороз.

Еще один штрих, мимо которого нельзя пройти: неизбежная приблизительность количественных характеристик процесса.

«Около четырех градусов…», «почти» – эти слова, конечно, не делают чести исследователю, но, к сожалению, без них не обойтись. Лабораторной точности в исследовании природных процессов, по-моему, не бывает и быть не может.

Например, известно, что максимальная плотность воды наблюдается при плюс 3,98 градуса. Однако в природе этой температуры не найти. Почему? Потому что в реке нет дистиллированной воды. Вода в реке всегда некий раствор, где-то он одного состава, где-то другого. А если природная вода – раствор, то согласно положениям термодинамики неизбежна сдвижка ее некоторых физико-химических характеристик, вернее их количественных значений. Отсюда и приблизительность, но на уровне сотых, а порой и десятых градуса.

И в этом нет ничего особенного, считаем же мы обычно время с точностью до минуты, и это нас в быту вполне устраивает, хотя есть и секунды, о которых редко кто говорит. Разве что на спортивных соревнованиях.

Однако продолжу свою основную мысль. Река или озеро, даже если они лежат на мерзлоте, со дна никогда не смогут замерзнуть еще и потому, что по теплоемкости вода не знает себе равных среди почти всех других веществ на планете. И это еще одна неожиданность в свойствах воды.

Дно реки, грунт, вода согревает, и они всегда у поверхности соприкосновения имеют только положительную температуру. Если бы было иначе, то северные реки всегда текли бы только по ледяному желобу.

Чего в природе не наблюдалось.

А наблюдалось другое. Известны случаи, когда озеро или река входили в соприкосновение с подземным, ископаемым льдом на берегу или у дна. Этот лед очень быстро таял.

Кстати, мало кто из неспециалистов знает, что река или озеро на Севере, в тундре, часто могут быть блуждающими.

Вечномерзлый мягкий грунт быстро разрушается от воздействия тепла водной массы озера или реки, особенно летом. Мерзлые берега подтаивают, согреваются и осыпаются. Порой на несколько метров за короткое лето может сместиться озеро в тундре. А то и вовсе исчезнуть, если на пути встретится подземная жила льда. Такие случаи тоже зафиксированы в литературе. Этот процесс называется термокарстовым…

Горняки на Севере иногда сами специально вызывают термокарст, если, например, возникает необходимость на каком-то участке оттаять мерзлоту на небольшую глубину. Этот участок весной заливают водой, и вода быстро справляется со своей работой. Но вернемся к нашему подводному льду. Продолжаю цитирование учебника: «При возникновении подводного льда замерзающий приземный слой воды может охлаждаться за счет теплопроводности подстилающей горной породы, если она имеет отрицательную температуру…»

После прочтения этой фразы у меня возникло подозрение в достоверности предлагаемого объяснения: налицо нарушение физического закона: якобы более легкая масса воды должна быть у дна. Почему? Неприемлемы утверждения и о теплопроводности подстилающей горной породы, граничный слой грунта не может иметь отрицательную температуру.

Дальше в тексте еще и еще раз просматривается некое невнимание к законам природы, отметается истина ради того, чтобы как-то объяснить механизм подводного ледообразования. В частности, говорится, например, о кристаллах льда, которые почему-то должны опускаться на дно, хотя лед всегда легче воды. На порожистой мелкой реке – да, такое вполне возможно. Кристаллики льда будут намораживаться на придонные камни из-за турбулентности водного потока. Река на перекатах захватывает пузырьки морозного воздуха, охлаждается быстрее… Но когда река спокойная и глубокая? Или озеро? Там же турбулентности потока нет! Почему кристаллы льда должны опускаться на дно? Течение же спокойное.

Прочитанное объяснение явно не удовлетворяло, его надежность сродни карточному домику: только дунь. Тем более что оно строилось на очень старых и, похоже, единственных опытах, поставленных еще в 1938 году. На лицо желание объяснить увиденное, известное, но с помощью весьма произвольных доказательств.

В других литературных источниках мне тоже попадались подобные объяснения, также основанные на опытах 30-х годов, но несколько в иной трактовке. Вот одно из них:

«Для образования льда в толще речной воды недостаточно определенного ее переохлаждения и энергичного перемешивания, необходимо ещё, чтобы поверхность воды была свободна ото льда – через нее тепло будет уходить в атмосферу».

Ну, это уж слишком вольно. Вольностей природа не терпит, все-таки физика – наука строгая, доказательная, требующая к себе уважения. А подобные объяснения природных процессов, по-моему, все равно что игра в шахматы не по правилам: ферзя же по берут «за фук».

В естественных водоемах переохлаждение воды бывает крайне редким и самое большее лишь на одну сотую градуса. Так уж устроена природа на планете Земля. За этой сотой обычно следует ледообразование, или фазовый переход воды из жидкого в кристаллическое состояние. Лишь в лабораторных условиях, после тщательнейшей подготовки можно наблюдать переохлажденную воду.

Исследование имеющейся в библиотеке, зарубежной литературы тоже не вызвало у меня чувства удовлетворенности. Правда, зарубежные авторы более корректны, они придерживаются мнения, что «причины его (подводного льда – М. А.) появления до настоящего времени полностью не выяснены».

Как видим, не все так просто с образованием донного льда, который за рубежом называют еще и якорным.

«По-видимому, наиболее правдоподобной является теория, по: которой якорный лед возникает в результате переохлаждения камней и грунта на две реки и быстрого излучения ими тепла в ясные холодные ночи (при отсутствии льда на поверхности воды). Охлаждаясь при этом до 0 °C, частицы грунта и камни становятся ядрами кристаллизации льда. За одну ночь на дне реки может нарасти огромное количество якорного льда. Утром, когда начинает светить солнце, благодаря действию его тепла этот лед может оторваться от дна. Лед всплывает на поверхность…»

Что не устраивает в этом объяснении? Кроме уже упоминавшихся возражений, появляются следующие. Осенью, в сентябре, солнце на Севере не теплое, мало его, чтобы река, тем более холодная, замерзающая, ощутила хоть какое-то его воздействие.

Не устраивает и другое – почему за одну ночь нарастает якорный лед? Нет. Процесс этот обычно продолжается несколько дней. Его можно видеть! И лед со дна всплывает не только при солнце, но и в пасмурную погоду и даже вечером… Опять неточности? Видимо, действительно, надо согласиться с мнением, что причины появления внутриводного льда до настоящего времени не выяснены.

В поисках объяснений я перепробовал немало гипотез: и своих, и оппонентов, перед которыми приходилось выступать.

Первое, что является на ум, подводный лед – это все та же вода, но в ней, видимо, что-то растворено. Однако учебник физики рушит скороспелое предположение. Есть законы термодинамики, которые объясняют, что чем больше солей растворено в воде, тем ниже температура ее замерзания. Морская вода, к примеру, замерзает только при отрицательной температуре… Законы природы не обойти.

Еще одно полезное наблюдение: местные жители высоких широт не потребляют речной лед для приготовления пищи. На Севере традиционно принято использовать для этих целей только озерный лед или снег.

Что же это за вода такая? А почему осенние льдины постепенно намораживаются именно у дна? Камни, коряги – все сверху осенью кажется белым от рыхлого осеннего льда на дне.

Смотришь на ветку или пень, а они будто под снегом. Под подводным снегом!

Может быть, все-таки вечная мерзлота виной всему, она как-то переохлаждает реку…

Нет… Не всюду на реке всплывают осенние льдины, а мерзлота – всюду. И «подводный снег» тоже не везде на Севере увидишь.

Конечно, влияние мерзлоты сказывается. Не будь ее, не было бы и осеннего ледохода. На южных реках его поэтому и нет. Скорее всего, мерзлота усиливает какие-то естественные процессы в реке, которые, видимо, протекают и в несеверных реках, но протекают там слабо, почти незаметно.

Какие же это процессы? Или процесс?. Пожалуй, все-таки процесс! Фазовый переход. Ледообразование. Мерзлота убыстряет его. Поэтому мы видим осенние льдины на северных реках и не видим их на южных. Там, на юге, «осенний ледоход» начинается позже, идет подо льдом, он скрыт от взоров наблюдателя, но внутриводный лед, как известно, встречали там тоже. В Ленинграде, например.

Однако на главный вопрос ответа найти так и не удавалось. Не удавалось без предположения, вернее, без допущения: а что если в составе речной воды в малых количествах находится какая-то другая вода. Та, которая намораживается именно у дна и больше нигде. Известно ж, что все тяжелые частички в воде всегда стремятся вниз, ко дну, так велят им силы гравитации, силы тяжести… Тяжелая вода? А почему бы и нет.

Тяжелая вода – это изотопная разновидность обычной воды. Вместо обычного водорода (протия) здесь присутствует его изотоп – дейтерий, он вдвое тяжелее.

Всего же известны десятки изотопных разновидностей воды. Они очень существенно различаются между собой. Доказано, что теоретически возможно встретить в природе даже сотни «сортов» воды. Но это только теоретически. Не все изотопы водорода и кислорода пока известны науке, тем более что некоторые из них очень недолговечны.

Как считают ученые, например академик И. В. Петрянов-Соколов, у водорода может быть пять изотопов, ныне же известны лишь два – дейтерий и тритий. И оба они получаются из протия.

Поэтому известны протиевая, или обычная, дейтериевая, или тяжелая, вода, а также тритиевая, или сверхтяжелая, вода. Но тритий в природе очень редок, он не стабильный изотоп, поэтому сверхтяжелой воды почти не бывает. По одним расчетам выходит, что ее может быть всего несколько литров на планете, а по другим – несколько наперстков. В общем, не известно сколько.

Хотя по наблюдениям метеорологов замечено, что трития в природе прибавилось, особенно в 50-х годах, когда весьма часто в атмосфере испытывались различного вида атомные вооружения. Но этот тритий был все же не природного, а техногенного, искусственного, происхождения, как следствие повышенной радиации атмосферы.

Надо заметить, что природные дейтерий и тритий получаются из протия тоже под воздействием радиации, но только естественной или космической. Нейтрон космического происхождения, попадая в протиевую среду, может быть захвачен атомом протия… Конечно, процесс этот сложный, его изучает физика элементарных частиц, но упрощенно он выглядит именно так.

С нейтроном космического происхождения атом протия становится тяжелее, и с этого момента он уже называется дейтерием. Если к нему попадет еще один нейтрон, то, очевидно, атом станет еще тяжелее, и называться он уже будет тритием. Атомная масса у протия 1, у дейтерия 2, у трития 3.

Мировой океан, ледники, атмосферная влага – вот природные «фабрики тяжелой и сверхтяжелой воды». «Фабрики», которые работают без выходных – каждый год, каждый час, каждый миг.

Если мы откроем водопроводный кран, то там никогда не будет однородной воды – всегда только «разноизотопная» ее смесь. Причем молекул, содержащих дейтерий D ₂O и HDO, окажется очень немного, по массе где-то 150 граммов в пересчете на тонну простой воды… Получается, что тяжелая вода есть всюду – в каждой капле, в каждой луже! – проблема в том, как ее взять.

150 граммов в пересчете на тонну. А много это или мало? И вообще, как оценивать подобные соотношения? 0,015 % – цифра явно невелика, чтобы говорить о ее весомости. И тем не менее. Для ее «прочувствования» проведем простейший опыт. В стакан с водой бросим несколько крупичек марганцовки, вообразив при этом, что марганцовка имитирует вкрапления тяжелой воды… Очень наглядный получается опыт. Вся вода окрашивается. А ведь несколько крупиц – это еще далеко не 0,015 %.

Рис. 4. Зависимость между температурой и плотностью протиевой и дейтериевой воды

Возможное существование дейтерия предсказал в начале века Э. Резерфорд, это было одно из тех выдающихся открытий, которые относятся к категории «открытий на кончике пера». Но в 1932 году американский исследователь Гарольд Юри на новогоднем собрании Американской ассоциации развития науки объявил миру об открытии им тяжелого водорода – дейтерия. За это выдающееся достижение ученый был отмечен Нобелевской премией 1934 года.

Потом узнали о тяжелой воде, о ее удивительных свойствах. Оказывается, плотность ее на 10 % больше, чем у обычной. А максимальная плотность наблюдается при плюс 11 градусах, в то время как у обычной воды максимальная плотность бывает только при плюс 4 градусах.

Но все-таки самым отличительным в свойствах тяжелой воды мне показалось то, что она замерзает при положительной температуре, а именно при плюс 3,81 градуса.

Предположить, что именно тяжелая вода концентрируется в осенних льдинах, было бы очень соблазнительно. И такое предположение не противоречило бы физическим законам! Фазовый переход при той температуре, что получается на дне осенней реки, вполне возможен.

Некоторое количество нового вида льда при этом обязательно получится.

Но… разочарование уже поджидало меня. Буквально первые же литературные источники сообщили, что тяжелой воды (D ₂O) в природе нет. Вернее, почти нет. Дейтерий в природных водах обычно находится в составе молекул, включающих атом кислорода, один атом протия и один дейтерия (HDO).

У этих «гибридных» молекул свойства и поведение несколько иные, чем у тяжелой воды, хотя бы потому, что они лишь на 5 процентов тяжелее обыкновенной – протиевой воды. Разочарование, однако, не обескуражило, а лишь заставило углубить поиск, расширить свои познания. Как? Больше читать физической и химической литературы. Было трудно, но, как говорится, было бы желание, а при желании можно самостоятельно освоить и китайский язык.

Удалось узнать, например, как получают ныне тяжелую воду. Более всего распространены три метода: изотопный обмен воды и сероводорода, дистилляция водорода и многоступенчатый электролиз. Так, например, в последнем методе тяжелая вода концентрируется в остатке электролита. Все эти методы требуют больших затрат энергии и дорогостоящего оборудования. Производительность их невелика.

И вот находка – если сопоставить некоторые физико-химические данные (это узкоспециальный вопрос, и останавливаться на нем здесь не имеет смысла), то согласно известным формулам и зависимостям при понижении температуры в природной воде количество молекул тяжелой воды увеличивается. А количество «гибридных» молекул, наоборот, уменьшается. Что не случайно, а следствие ассоциации и диссоциации молекул – процессов, обязательных при понижении температуры. Так вещество – вода – готовится совершить свой фазовый переход из жидкого в твердое состояние.

В этот период в воде протекают сложные процессы на молекулярном уровне: изменяются водородные связи, структура, появляются удвоенные, а потом и утроенные молекулы. Все эти перемены есть как бы подготовительная работа, вследствие которой нарождается структурное кристаллическое тело – лед.

Этот подготовительный процесс можно назвать своеобразным предкристаллизационным разделением водного раствора. Вода начинает напоминать жидкий кристалл – жидкость находится в некоей пограничной зоне.

Как же при этом ведут себя соединения дейтерия? Как родные братья в трудную пору – они объединяются. Поэтому-то число «гибридных» молекул в растворе уменьшается, а «чистых» дейтериевых и «чистых» протиевых, наоборот, расчет.

И лишь когда наконец созреют условия для фазового перехода, дейтериевые молекулы первыми прореагируют на них. В йоде, в водоеме у дна появятся мельчайшие кристаллики льда.

Эти кристаллики под воздействием течения могут слипаться между собой и образовывать плавающую снежинку. Могут таять и вновь появляться в воде, но уже более крупными кристаллами. Они не могут лишь одного – всплыть. Потому что их плотность больше, чем плотность воды в придонной зоне водоема.

Течение несет образовавшиеся в воде кристаллы, они где-то прилипают ко дну, намораживаются к корягам, камням, к любым преградам, встречающимся на пути. Постепенно кристаллов дейтериевой воды на преградах собирается все больше. Они уже совсем облепили некоторые преграды и образовали на них белые льдины.

Если же преграда на дне оказалась подвижной – а кристаллы вполне могут облепить и такую, – то по дну реки тогда будут кататься шары. Ледяные белые шары, похожие на степное растение, которое принято называть перекати-полем. Водолазы не раз встречали странные шарообразные льдины, которые катило течение по дну замерзающей северной реки.

А всплывают подводные льдины потому, что они сложены не только из кристаллов тяжелой воды, но и некоторого количества простой, протиевой воды, которая всегда должна быть между хаотически намерзшими чуть ранее кристаллами. Такая вода называется кристаллизационной. Она, видимо, остывая у дна водоема, и придает плавучесть подводным льдинам…

Теоретически в моих новых рассуждениях теперь вроде бы все выходило складно: фазовый переход, кристаллы, подводные льдины, представляющие собой некое хаотическое нагромождение кристаллов. Но известен ли в природе такой «бесформенный» лед?

Без особых надежд опять ищу в книгах по гляциологии – какие бывают составы и структура льдин. Хотя со школы помню, что лед – это в первую очередь кристаллическое тело, не случайно же процесс его появления называется кристаллизацией. Наконец нахожу то, что не думал найти.

«Подводный лед имеет весьма разнообразные формы. Как правило, он слагается довольно крупными кристаллами с хаотической ориентировкой». Эврика!

Вот оно, нагромождение смерзшихся мельчайших кристаллов!

Появилась некоторая уверенность. Узнаю больше о тяжелой воде, именно о тяжелой, тяну за ниточку. Оказывается, дейтериевая вода подавляет все живое. Биологически опасное вещество! Значит, не случайно северные народы столь привередливы к воде, вернее ко льду…

Что дальше?

Гипотез о всевозможных свойствах дейтерия высказано в литературе больше, чем достаточно. Но фактических данных, подтвержденных опытом, крайне мало. Приходится только удивляться, как могли авторы иных высказываний строить свои выводы, располагая столь скудной исходной информацией?

Сведения о переносе дейтерия у разных авторов порой существенно отличаются. Чему верить? Информация догадок порой явно преобладает над информацией факта.

Конечно, со временем, возможно, все и изменится, будет разложено по своим полочкам, пока же причина такого разнобоя мнений (или неосведомленности?), по-моему, в… чрезвычайно высокой цене дейтерия на рынке, в огромной потребности в нем. И в секретности, которой окутаны работы с дейтерием.

Если поначалу на дейтерий смотрели лишь как на некий химический курьез, то уже в конце 30-х годов, после исследований знаменитого итальянского физика Энрико Ферми, начался настоящий бум, акции дейтерия баснословно подскочили – тяжелая вода, как доказал тогда гениальный итальянец, имеет огромнейшее значение в военной промышленности будущего. Приближалась атомная эра человечества.

За ценой не стояли! Лучшие умы науки принялись усовершенствовать технологию, которую еще до начала второй мировой войны начала применять норвежская фирма «Норск-Гидро» – первый монополист на мировом рынке тяжелой воды.

В дальнейшем нужда в тяжелой воде стала еще больше – она уже зарекомендовала себя в атомной энергетике как замедлитель быстрых нейтронов, как отличный теплоноситель в ядерных реакторах.

Изотопы водорода нашли применение в геологии, в биологии. И – все свыклись с мыслью, что дейтерий очень дорогой, что его очень мало, что нынешняя технология его получения единственно возможная.

Видимо, действительно только этим можно объяснить ситуацию с удивительным дейтерием, о котором столь скудны сведения. Я имею в виду в первую очередь геологическую, географическую литературу, то есть поисковую, познавательную, общую. По крупицам собирал я сведения.

Начнем с происхождения дейтерия. Вроде бы все ясно, он образуется из протия вследствие захвата им нейтрона космического происхождения. Ясно и то, что дейтерий – стабильный изотоп. Возникает законный вопрос: где на планете лучшие условия для образования дейтерия?

А ответ на него, по-моему, получается пока весьма спорным. Я не встретил иного утверждения, кроме как: воды экваториальной зоны Мирового океана. Там, мол, наилучшие условия. Но так ли это в действительности?

Если верить экспериментальным анализам, пробам воды, то все вроде бы верно. Концентрации дейтерия в экваториальных морях выше, чем в морях умеренных широт. Однако как тут не вспомнить Козьму Пруткова: «Не верь глазам своим»?

Почему там, у экватора, концентрация дейтерия больше? Как недавно установлено, что молекулы соединений дейтерия легче испаряются с поверхности моря, чем молекулы протиевой воды. В этом надо искать ответ. Тем более что, например, в замкнутых внутренних водоемах пустынь концентрации дейтерия еще выше, чем в море. (Речь идет о верхних слоях водоема.).

Нет, по-моему, только иными водородными связями в природной воде между молекулами дейтериевых и протиевых соединений – слабыми в первом случае и сильными во втором – можно объяснить способность изотопа водорода проникать в верхние слои южного водоема, которые хорошо прогреваются на солнце. Все дело, возможно, в диффузии молекул. Хотя не исключено, что «механизм» их проникновения и иной.

И тем не менее разве повышенная концентрация дейтерия повод для утверждения, что столкновение космического нейтрона и земного протия будет проходить именно здесь, в южном водоёме? Нет, конечно. Тем более что этого никто не доказал экспериментально.

Думается, было бы правильнее, говоря об условиях зарождения дейтерия, начать искать объяснение процесса в космосе. И вот почему.

Если взглянуть на нашу планету из космоса, то можно увидеть не только сферичность ее поверхности, но еще и сильную «приплюснутость» ее атмосферы. Над экватором слой атмосферы самый мощный, например, толщина тропосферы там около 20 километров. А над полюсами наоборот – ее толщина не превышает К) километров.