Текст книги "Девятый знак"

Автор книги: Юрий Фиалков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 10 страниц)

Впрочем, трудно усмотреть что-либо алхимическое в приборе, который был сконструирован в 1919 году знаменитым английским физиком Резерфордом. В этом приборе с помощью увеличительной трубы наблюдали радиоактивные свойства немногих известных к тому времени радиоактивных элементов. Радиоактивное излучение обнаруживалось по возникновению вспышек на экране из сернистого цинка. Дело в том, что при соударении частицы, вылетающей из ядра радиоактивного элемента, с кристаллами сернистого цинка наблюдается небольшая вспышка, которую можно заметить в увеличительное стекло. Радиоактивные препараты помещались на штативе, в самом центре прибора.

Итак, все весьма просто, и ничего достойного удивления нет. Не было причин для удивления и тогда, когда Резерфорд обнаружил, что вспышки на экране прекращаются, если между радиоактивным элементом и экраном поставить тонкую металлическую или слюдяную пластинку. Ясно, что радиоактивные лучи не могут проникнуть через преграду.

Трудно сказать, что побудило Резерфорда в одном из опытов заполнить камеру водородом. И вот тут-то стали наблюдаться совершенно удивительные вещи. Несмотря на то что между источником радиоактивного излучения и экраном стояла металлическая преграда, вспышки на экране появлялись точно так же, как будто бы перегородки не было. Впрочем, вспышки прекращались тотчас же, как только выпускали водород.

Объяснение этому явлению было найдено не сразу. Как это часто бывает, вначале в голову приходили самые невероятные идеи, и, как водится, разгадка была удивительно проста и вместе с тем многозначительна.

Естественные радиоактивные элементы (в данном случае это был полоний) испускают так называемые альфа-лучи: ядра атомов гелия. Гелий имеет атомный вес 4, следовательно, его атомы вчетверо тяжелее атомов водорода, атомный вес которого равен 1. Альфа-частицы, сталкиваясь с ядрами атомов водорода – протонами, – передают им свою энергию. А так как масса протонов мала в сравнении с массой альфа-частиц, то они приобретают большую скорость, которая позволяет им проходить через преграду.

Вот почему водород делает металлическую пластинку как бы проницаемой для излучения. Просто? Очень просто! Однако самое интересное было впереди.

Когда камеру заполнили другим газом – азотом, то вспышки на экране стали появляться точно так же, как если бы в приборе был водород. Это было уже совсем непонятно. Ведь ядра атомов азота много тяжелее, чем альфа-частицы (в 3,5 раза), и если перегородка непроницаема для гелия, то тем более она должна задерживать азот.

Но почему же все-таки появляются вспышки на экране? Как проходят радиоактивные частицы через экран, который может пропускать в лучшем случае только ядра водорода? Может быть, к азоту случайно примешан водород? В камеру был впущен азот, тщательно очищенный от каких-либо посторонних примесей и, особенно, от водорода. Однако вспышки на экране появлялись с прежней регулярностью.

Оставалось предположить только одно: очевидно, водород каким-либо образом образуется в камере из азота под действием радиоактивного излучения. Поначалу эта мысль показалась дикой. Но последовали опыты, убедительно доказывающие, что предположение было совершенно правильным. Да, действительно, из азота в камере образовывался водород!

Так была реализована первая ядерная реакция, увидев которую добропорядочный химик середины прошлого столетия долго и недоуменно пожимал бы плечами и так бы ушел, ничего не поняв. Вот она, эта реакция:

N + He = O + H.

В самом деле, здесь все правильно. Заряд ядра атома азота равен семи, альфа-частицы (ядро атома гелия) – двум. Сумма равна девяти. Легко подсчитать, что сумма ядер атомов справа тоже равна девяти: водорода – один, кислорода – восемь.

Это была первая из многих сотен известных нам теперь ядерных реакций, реакция, в которой один элемент превращается в другой, а это, как известно, является предметом самой настоящей алхимии. Вот и вся история возникновения термина «луч света», который стоит в заголовке главы.

Нам пришлось бы сильно отклониться в сторону от цели рассказа, если бы мы стали подробно разбирать все способы, которыми располагает сейчас наука, чтобы превращать одни элементы в другие.

Тут надо только указать, что все эти способы основаны на «обстреле» ядер атомов элементов, которые подвергаются превращению, «снарядами» – ядерными частицами – протонами, нейтронами, альфа-частицами.

И вот эта новая отрасль науки, получившая название ядерной химии, дала возможность искусственно изготовить те элементы, которые химики никак не могли найти в природе.

Химики снимают вопросительные знаки

Периодический закон великого русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева позволил химикам определить свойства элементов с порядковыми номерами 43, 61, 85 и 87 так, как будто бы они неоднократно имели дело с ними и с их соединениями. Но все же это не давало права снимать в этих клетках вопросительные знаки. Это мог сделать только тот, кто получил хотя бы сотую, ну, пусть даже тысячную или стотысячную долю грамма какого-либо из этих элементов. Но даже таких количеств никому добыть не удалось. Теперь мы знаем, что все попытки выделить загадочные элементы из минералов или горных пород были обречены на неудачу, поскольку ни один из них не содержится в земной коре в сколь-нибудь ощутимых количествах.

Часто казалось, что удача близка, что неизвестный элемент получен. Часто исследователь, выделив соединение, которое, на его взгляд, было достаточно необычно, приписывал это соединение новому элементу. Тогда он поспешно брался за перо и сочинял на имя редактора одного из химических журналов письмо, в котором просил «возможно быстрее опубликовать сообщение об открытии нового элемента». И редакторы, конечно, публиковали, потому что каждому лестно, чтобы именно в его журнале появилось сообщение о таком выдающемся научном достижении. Так в химическую литературу того времени проникали десятки наименовании «новых» элементов. Но сообщения о всех этих «мазуриях», «иллиниях», «флоренциях» и «молдавиях» с неизбежностью опровергались химиками, которые брались за проверку данных о «новом» элементе.

Мало-помалу проблема «четырех клеток» перестала поражать своей загадочностью. Ведь всякая необычность, если она продолжительна, становится привычной. Более того, в кругах ученых-химиков начали считать неприличным разговоры об этих клетках. Рассуждения о не открытых еще элементах стали котироваться наряду с изобретениями «вечного двигателя».

И вот внезапно среди этого затишья взрывом бомбы прозвучало известие: «крепость четырех» пала! Впрочем, с внешней стороны все было как нельзя более скромным. В 1937 году появилась краткая деловая заметка в «Докладах итальянской Академии наук» о том, что итальянские ученые Сегре и Перье искусственным путем получили элемент с порядковым номером 43. Заметка состояла из каких-нибудь ста слов, добрая четверть которых приходилась на неопределенные наречия «возможно», «вероятно», «быть может» и тому подобные. Но все-таки сообщение о новом элементе было бесспорно!

А газеты… Газеты писали в те дни совсем о другом: о конкурсе четырех Тарзанов, о предстоящем турне божественного певца Джильи, о том, что ожидается извержение Везувия, – о чем угодно, но только не о выдающемся открытии своих соотечественников.

Новый элемент был получен при бомбардировке молибдена – элемента, имеющего порядковый номер 42, – атомами водорода. Порядковый номер водорода 1. Сумма порядковых номеров «мишени» и «снаряда» дает как раз порядковый номер 43 – элемент технеций. Так был назван первый из представителей таинственной четверки.

Название «технеций» было дано этому элементу не случайно. Открыватели его воспользовались тем, что слово «техникос» по-гречески значит «искусственный», подчеркнув тем самым происхождение элемента.

Стоит ли указывать, что ожидаемые свойства технеция полностью совпали с теми, которые были обнаружены экспериментально? Правда, вначале были получены такие количества этого элемента, на которые не отреагировала бы стрелка даже самых чувствительных из описанных известных нам весов.

После того как была пробита брешь в так называемой «загадке четырех», дальнейшие исследования пошли увереннее. Спустя год после того как был получен технеций, химики всего земного шара выскоблили из своих рабочих таблиц Периодической системы еще один вопросительный знак и вписали туда символ Pm – прометий, элемент с порядковым номером 61.

Прометий был получен таким же путем, как и технеций. Если вы посмотрите на Периодическую систему Менделеева, то нетрудно догадаться, каким именно образом это было сделано. Ну конечно же, элемент с порядковым номером 60 – неодим – обстреливался атомами водорода.

Элемент с номером 61 получил название «прометий» в честь мифического бога Прометея, который похитил с неба огонь, чтобы передать его людям. Как известно, за это Зевс придумал для него страшную кару: к прикованному Прометею каждый день прилетал огромный орел и терзал его печень. Этим названием ученые, получившие прометий, хотели подчеркнуть драматический и трудный путь, который привел исследователей от вопросительного знака к символу химического элемента.

Мы еще будем иметь случай на страницах этой книги подробно остановиться на свойствах металлов, принадлежащих к удивительному семейству редкоземельных элементов, к которому относится и прометий. Здесь же надо только отметить, что в полном согласии с положением в Периодической системе прометий по своим свойствам оказался очень похожим на других представителей этого семейства.

Далее наступила очередь элемента под номером 87. Тут следует сказать, что вопросительный знак в этой клетке особенно занимал химиков: очень уж сильно интересовало их, какими окажутся химические свойства элемента 87. Посмотрим на таблицу Менделеева. Вот она, клетка 87, в первой группе, в том самом вертикальном ряду, в котором находятся элементы литий, натрий, калий, рубидий и цезий. Я намеренно перечислил их все подряд. Дело в том, что химическая активность этих элементов сильно увеличивается от лития к цезию. Из воды эти металлы вытесняют водород, образуя щелочи. Вот почему они получили название щелочных.

Щелочные металлы – самые активные среди всех других металлов Периодической системы. А цезий – самый активный из них. Литий реагирует с водой довольно спокойно, но если же в воду бросить цезий, то реакция протекает подобно взрыву.

Неизвестный элемент 87, находясь, согласно таблице Менделеева, под цезием, должен быть еще активнее, чем этот металл.

Вот почему так важно было отыскать этот элемент: было очень интересно, подтвердятся ли предположения или нет.

Совершенно неожиданно этот элемент был найден в 1939 году в продуктах распада радиоактивного элемента урана. Когда были изучены первые свойства этого элемента, названного францием, стало понятно, почему 87-й так упорно не давался в руки исследователям. Во-первых, франций, как и все элементы с порядковыми номерами, больше 83, является радиоактивным. Однако он сильно отличается от своих радиоактивных «собратьев» тем, что очень быстро распадается. Период полураспада его (т. е. время, за которое распадается половина данного количества элемента) составляет всего двадцать две минуты. Вот что это значит. Пусть мы имеем в данную минуту грамм франция. Через 22 минуты от грамма останется всего половина. Через час – одна восьмая. К исходу четвертого часа от этого грамма останется невидимая глазом крупинка в два десятитысячных грамма, а еще спустя час от грамма франция останется, как писали в старинных романах, «одно приятное воспоминание».

Но все же основная причина, по которой 87-й так долго не давался в руки исследователей, была не в малом периоде полураспада. Будь у исследователей в руках один грамм этого элемента, они успели бы, пожалуй, за два часа в достаточной степени ознакомиться со свойствами франция. Однако вся беда в том, что, для того чтобы добыть этот грамм, пришлось бы переработать – вдумайтесь в эту цифру! – пришлось бы переработать два с половиной миллиарда тонн природного урана.

Стоп, – скажет внимательный читатель, – ведь это значит, что содержание франция в природном уране составляет 4·10 ^-16грамма на один грамм урана. Каким же образом удалось определить такое количество франция, которое и назвать-то трудно? Число 10 ^-16не имеет своего названия – не придумали еще! 10 ^-6– это одна миллионная, 10 ^-9– одна миллиардная, а 10 ^-16так и называется «десять в степени минус шестнадцать». В предыдущем разделе о таких ничтожных количествах разговор не шел. Какими методами пользовались химики для выделения этих в полном смысле слова невесомых количеств?

Об этом будет идти речь в последующих разделах. Здесь же, чтобы закончить разговор о франции, надо сказать, что, хотя никто и не выделял его в более или менее весомых количествах, все же нам известно о нем достаточно много. Франций действительно оказался самым активным из всех известных нам металлов. Он исключительно хорошо проводит электрический ток и подобно ртути, при комнатной температуре находится в жидком состоянии.

О практическом применении этого элемента говорить еще преждевременно. Правда, уже известно, что если человеку, больному саркомой, ввести в организм соль франция то весь этот элемент собирается в опухоли. Поскольку франций радиоактивен и его излучение оказывает разрушающее действие на опухоль, можно думать, что это свойство франция найдет применение в медицине.

Вот, пожалуй, и все об элементе 87-м – франции, единственном из загадочной четверки, который был обнаружен в природе, а не был получен искусственно.

Последним, и, надо сказать, очень неохотно, снял с себя маску элемент 85. В 1940 году в этой клетке вместо знака вопроса появился символ At – астатин. Астатин тоже был получен «алхимически» – путем искусственного превращения элементов. Для этого атомы висмута обстреливали ядрами гелия. Арифметика для нас уже ясна: порядковый номер висмута 83, гелия 2. Вот и выходит уравнение, на первый взгляд, странное: висмут + гелий = …астатин.

Астатин – последний элемент семейства галогенов. «Старые» члены этого семейства – фтор, хлор, бром и йод – изучены очень хорошо. Но тем интереснее было узнать, каковы будут свойства «новорожденного». Как известно, галогены относятся к типичным неметаллам. Только у йода слегка проявляются металлические свойства: характерный для металлов блеск, способность проводить ток и образовывать соли – азотнокислые, солянокислые и т. п.

Астатин – уже типичный металл. О свойствах этого металла известно многое: и какие степени окисления он имеет в водных растворах, и какой состав имеют соли астатина, и даже то, что он хорошо растворяется в хлороформе. Неизвестно только одно: какой цвет имеет этот элемент. Почему? Очень просто: еще никто не смог получить астатин в таких количествах, чтобы можно было судить о цвете. Ведь для того чтобы заметить окраску, надо иметь весомые количества вещества. А вот их-то тут как раз и не было.

Небезынтересно будет отметить, что первые исследования химических свойств астатина проводились с растворами, концентрация которых по этому элементу была равна 10 ^-13молярности, иными словами, в одном литре раствора находилось две стомиллиардных грамма.

Так завершилась история великой «войны» с вопросительными знаками в Периодической системе Д. И. Менделеева. Это была полная драматизма борьба, какой является каждое по-настоящему научное исследование, борьба за овладение тем, что раньше считалось проявлением особых, не ведомых никому «сил природы», борьба, которая позволила слову «алхимия» стать научным понятием сегодняшнего дня.

Теперь, казалось бы, в Периодической системе загадок нет и химики могут вздохнуть спокойно. Но разве может быть спокойной настоящая наука? Пусть в Периодической системе загадок нет, но они могут быть и даже, наверное, есть за ее пределами! И поиски продолжаются…

92? А почему бы не больше?

Среди элементов Периодической системы много есть в высшей степени примечательных. Один выделяется своей способностью вступать в реакции; другой, напротив, мог бы похвалиться, что никакие силы не заставят его соединиться с другими элементами; третий знаменит тем, что плавится только при очень высокой температуре, да и то с превеликим трудом; четвертый примечателен тем, что его очень трудно перевести из газообразного состояния в жидкое. Словом, много есть химических элементов в таблице, которые чем-нибудь да смогли бы похвастаться. Но среди них есть один, который безусловно стоит над всеми. Это уран. Нет на земле элемента, который имел бы больший атомный вес, чем уран. Вот почему много лет уран по праву замыкал Периодическую систему элементов.

То, что уран должен стоять последним, стало привычным для химиков. Ученые обращали внимание на неоткрытые элементы, которые находились в середине таблицы: между водородом и ураном. Ну, а уран – ему так уж и повелось быть последним. Так мы привыкаем к печке в нашей комнате или к шкафу и даже не представляем себе, что они могут стоять в каком-то другом месте.

Но вот нашелся среди ученых «возмутитель спокойствия», который громко спросил: «Позвольте, почему, собственно, Периодическая система должна кончаться 92-м номером? Почему не может быть 93-го элемента, 94-го и так далее?»

«Действительно! – удивились многие. – Почему бы не быть девяносто третьему элементу? Почему бы не заняться его поисками?»

Созрели эти идеи к началу 30-х годов. И вот тут-то началось. «Золотые» и «алмазные» лихорадки, трепавшие в разные времена мир, ничто по сравнению с теми страстями, которые разгорелись вокруг проблемы «трансурановых элементов» – так прозвали элементы, которые могли стоять за ураном.

Возможно, произошло это потому, что если в существовании элементов с порядковыми номерами 43, 61, 85 и 87 никто не сомневался, то открытие хотя бы одного трансуранового элемента представляло для науки принципиальный интерес.

А возможно, слишком тесно стало пытливым исследователям в узких рамках четырех «не разоблаченных» еще к тому времени клеток Периодической системы и они стали сначала осторожно, а потом все более настойчиво рваться за ее пределы.

Очевидно, так ведется всюду: что находится за какой-то границей – будь то полюс недоступности, Луна или таинственные химические элементы, манит особенно остро. Вот почему не открытые еще серединные элементы искали настойчиво, но спокойно. Ошибались, вежливо поправляли друг друга, добродушно журили, снисходительно похваливали, не зло посмеивались. Элементы же за «граничной чертой» – трансурановые элементы – искали неистово. Ругались, спорили, кричали – если только можно кричать на страницах журналов, – ниспровергали, возносили, уничтожали…

Каждый год научный мир сотрясался одним большим и добрым полудесятком «малых» открытий, которым не слишком сразу доверяли, элемента девяносто третьего.

Тут достаточно вспомнить только одну из таких сенсаций. Знаменитый итальянский физик Энрико Ферми высказал предположение, что, возможно (возможно!), в одном из его экспериментов образовался 93-й элемент.

Ферми не имел в виду ничего определенного, но его сообщение было истолковано падкой до сенсаций прессой совсем по-иному. Одна из наиболее зарвавшихся газеток выдумала и описала прием во дворце, на котором сам Ферми торжественно преподнес королеве маленький флакончик с девяносто третьим элементом.

Достаточно просмотреть комплект какого-нибудь научно-популярного журнала, скажем, «Наука и жизнь» за 30-е годы, чтобы увидеть, как регулярно два-три раза в год появлялись сообщения о новом элементе под номером 93. И с такой же, ставшей скоро уже привычной неизбежностью эти сообщения опровергались.

Скоро стало ясно, что элементы, имеющие атомный номер больше чем 92, в земной коре находиться не могут. Объяснение этому было простое и, как мы увидим дальше, совершенно правильное. Мы уже отмечали, что все элементы Периодической системы, начиная с элемента 84 – полония, являются радиоактивными. Иными словами, они неустойчивы и с течением времени распадаются, превращаясь в элементы с меньшим порядковым номером; те распадаются, в свою очередь… И так до тех пор, пока не образуются стабильные химические элементы, например свинец. И стало ясным, что элементы, которые должны следовать за ураном, весьма вероятно, находились в земной коре много-много миллионов лет назад, а может быть, и миллиардов – кто знает?! Но с течением времени эти элементы распались, исчезли. И на земле их нет. Нет – и всё!

Но миновали те времена, когда химики довольствовались лишь тем, что предоставила в их распоряжение природа. И ученые пошли на штурм проблемы трансурановых элементов. Однако старое оружие оказалось недостаточно мощным для того, чтобы разбить стены крепости, за которой пряталась разгадка этой проблемы.

Возможно, что разгадка проблемы трансурановых элементов еще долго скрывалась за частоколом из вопросительных знаков, если бы не было применено новое, более эффективное оружие.

«Брешь» была пробита нейтронами. То обстоятельство, что нейтрон не обладает никаким зарядом, делает его весьма пригодным для целей ядерной бомбардировки. Заряженные частицы – ядра атомов водорода или гелия – выполняют эту функцию много хуже. Положительно заряженные частицы при подходе к атому испытывают сильно отталкивающее действие со стороны одноименно заряженного ядра.

С помощью нейтронов были получены искусственным путем ядра почти всех химических элементов. Но 93-й по-прежнему не давался в руки исследователям.

Когда уран подвергали бомбардировке нейтронами, намереваясь искусственным путем получить обитателя 93-й клетки Периодической системы, то вначале исследователи обнаружили, что при этом ядра атомов урана распадаются на «осколки». Такими осколками являются ядра атомов элементов, находящихся в середине таблицы Менделеева: барий, лантан и некоторые другие. Многие из них обладают искусственной радиоактивностью. Характеристики этих искусственных радиоактивных элементов были изучены весьма подробно: стали известны и их атомные веса, и периоды полураспада.

«Осколков» было открыто очень много, поэтому каждый новый искусственный элемент, который удавалось получить таким путем, уже не вызывал особенного энтузиазма у исследователей. Не особенно удивился и американский исследователь Макмиллан, когда в 1940 году обнаружил в продуктах деления урана какой-то радиоактивный изотоп с периодом полураспада два-три дня. Более внимательное изучение показало, что излучение принадлежит какому-то элементу, который не походил ни на один из тех, которые обычно образовывались при делении урана. Этот элемент был выделен и оказался… элементом 93. Это было так неожиданно, что даже не вызвало того эффекта, на который могло претендовать подобное открытие.

Впрочем, подробности стали известны много позже: уже после того как отзвучали первые испытательные взрывы атомных бомб, после того как над Хиросимой вырос зловещий гриб атомного взрыва. При чем тут атомная бомба?

Вот при чем – проблема заурановых элементов оказалась тесно связанной с проблемой выделения атомной энергии. Если бы не это обстоятельство, возможно, еще и сегодня мы не знали бы ничего об элементах, порядковый номер которых больше девяноста двух.

93-й был наречен нептунием. Причина этого очевидна: как в солнечной системе за планетой Уран следует Нептун, так и в Периодической системе за элементом ураном следует нептуний.

Более тщательные исследования процесса образования нептуния из урана показали, что этот процесс протекает следующим образом. При соударении с нейтронами часть ядер разлетается, а часть, напротив, захватывает нейтроны. При этом образуется разновидность, или, как говорят, изотоп урана с атомным весом 239. Этот изотоп, однако, очень неустойчив и за короткое время претерпевает радиоактивный распад. Распад этот заключается в том, что ядро каждого атома этого изотопа испускает один электрон.

Что же при этом происходит? Электрон имеет заряд минус 1. Заряд ядра атома урана 92. Если от 92 отнять минус 1, то нетрудно подсчитать, что получается 93. Так образуется элемент 93 – нептуний.

Пока я объяснял, как из урана образуется нептуний, читатель, очевидно, уже догадался, как должны были назвать 94-й элемент? Правильно!

Конечно, плутонием. Ведь за планетой Нептун в солнечной системе следует планета Плутон.

Как известно, планета Нептун была «открыта на кончике пера»: существование ее было предсказано теоретически. Продолжая эту параллель, можно сказать, что планета Плутон была открыта самопишущим пером, так как к выводу о ее существовании пришли из чисто теоретических соображений, на основании отклонения орбиты движения Нептуна от рассчитанной.

Плутоний, подобно его планетному тезке, был также открыт сначала теоретически.

Изучение свойств нептуния показало, что он испускает бета-лучи, или, иными словами, каждый его атом «выбрасывает» один электрон. Мы уже знаем, что получается, когда ядро атома какого-либо элемента испускает электрон. В этом случае возникает ядро элемента, который в Периодической системе стоит на одну клетку позади. Вот почему, когда было открыто бета-излучение нептуния, сразу возникла мысль, что вслед за 93-м элементом должен образовываться элемент 94-й. Последовало несколько кропотливых экспериментов, и в 1941 году элемент 94-й появился на свет.

Как известно, цепная реакция является одним из основных условий освобождения энергии атомного ядра при делении тяжелых элементов. Остальные два вещества, способные развивать цепную реакцию, изотопы урана с атомными весами 233 и 235, получаются с гораздо большим трудом, чем плутоний.

Теперь плутоний получают в большом количестве. Производство плутония осуществляется в атомных реакторах, где наряду с распадом урана идет процесс образования 94-го элемента. По истечении некоторого времени в уране, которым заправлен котел, образуется значительное количество плутония. А разделить эти элементы – задача сравнительна несложная.

Получение нептуния и плутония явилось торжеством физики и химии, так сказать, вершиной современной алхимии. Однако, как показало ближайшее будущее, – все же не самой высокой ее вершиной. Не прошло и трех лет со времени открытия плутония, как химикам пришлось дорисовывать новые клетки в Периодической системе. «Виновниками торжества» оказались элементы с порядковыми номерами 95 и 96. Произошло это в 1944 году.

Обстановка опять-таки была «артиллерийской»: полигоном являлся циклотрон – прибор для разгона элементарных частиц; мишенью служил уран; снарядами «работали» альфа-частицы – ядра гелия. При попадании альфа-частицы в ядро урана образовывается ядро с атомным номером 94 (2 + 92; вот, кстати, еще один метод получения плутония). Ядра плутония спустя некоторое время выбрасывали бета-частичку – электрон, и, таким образом, возникал элемент с номером 95. По месту своего рождения этот элемент получил название америция.

Подобным же образом был получен элемент 96. Для синтеза этого элемента альфа-частицами обстреливали плутоний. В результате очень сложного опыта и очень простой арифметики (94 + 2 = 96) был выделен элементе порядковым номером 96. Элемент был назван кюрием – в честь знаменитых исследователей радиоактивности Марии Кюри-Склодовской и Пьера Кюри.

Известно, что сравнение науки с грандиозным зданием не ново. Но, рассказывая о том, как были получены искусственные заурановые элементы, нельзя удержаться от этого сравнения. «Фундаментом» здания послужил уран. На этом фундаменте был сооружен «первый этаж» – элемент плутоний. Плутоний послужил основанием для следующего «этажа» – америция.

Словом, как каждый законченный новый этаж дома дает возможность приступить к строительству очередного этажа, так и каждый полученный заурановый элемент давал возможность приступить к получению очередного нового элемента.

Так, америций был использован для синтеза 97-го элемента. Для этого америций обстреливали в циклотроне альфа-частицами. В результате того же несложного соотношения (95 + 2) был получен элемент 97. Он был назван берклием – по имени города Беркли, где был впервые получен этот элемент.

Для синтеза элемента 98 воспользовались кюрием. Его также обстреливали альфа-частицами, в результате чего был выделен элемент, названный калифорнием. Это название появилось в Периодической системе в 1950 году. Дальше поток открытий несколько замедлил скорость своего течения…

Следующие «новоселы» Периодической системы – элементы 99 и 100 – родились не в научных лабораториях. Появлению их на свет не предшествовали споры или мучительные размышления, которые обычно предваряют каждое научное открытие.

В 1952 году американцы проводили испытания термоядерного оружия. Операция по подготовке и проведению этого секретного взрыва была названа весьма безобидным и даже несколько фамильярным именем «Майк». Через полчаса после взрыва в грибовидное облако, возникшее над местом испытаний, были запущены автоматические ракеты, которые отбирали пробы воздуха, пыли и других твердых частиц. В бумажных фильтрах, на которых осели пылеобразные продукты взрыва, и были обнаружены элементы 99 и 100.

Результаты этого опыта были опубликованы лишь три года спустя. И тогда же в Периодической системе появились две очередные клетки с названиями новых элементов: эйнштейний и фермий. Оба названия были даны в честь известных физиков Альберта Эйнштейна и Энрико Ферми.

К 1955 году эти элементы были уже синтезированы и в лабораторных опытах.

В мае 1954 года группа американских исследователей под руководством Сиборга сообщила о получении элемента с порядковым номером 101. 101-й элемент был назван ими менделевием, как пишут авторы, «в признание ведущей роли великого русского химика Дмитрия Менделеева, который первый использовал Периодическую систему для предсказания свойств еще не открытых элементов – принцип, явившийся ключом к открытию последних семи трансурановых элементов».

Если бы я писал эту книгу несколькими месяцами раньше, то при разговоре об элементе 102-м мне пришлось бы многократно употреблять слово «вероятно». Дело в том, что исследователи долгое время колебались, получен ли 102-й в действительности или нет. Почему? О, это весьма долгая история. И, чтобы как следует понять, как ученым достается то или иное открытие, нам придется сделать небольшой перерыв в изложении истории появления новых клеток в таблице Менделеева и заняться рассмотрением других, не менее интересных вещей.

Манипуляторы с невидимым

Этот заголовок имеет в виду не фокусников, хотя последние часто называются манипуляторами и, судя по искусству народного артиста республики Кио, действительно работают с невидимым. Нет, здесь речь пойдет о манипуляторах не в переносном, а в буквальном смысле этого слова (редкий пример, когда слово в переносном значении возникло и стало употребляться раньше, чем в прямом!). Невидимое же здесь невидимо не из-за ловкости рук ученых, а по причине крайне малых размеров.