Текст книги "Свет невидимого"
Автор книги: Юрий Фиалков
Жанры:
Химия
,сообщить о нарушении
Текущая страница: 9 (всего у книги 10 страниц)
Впрочем, сэр Крукс наговорил такого, что многие из редакторов, читая принесенные репортерами отчеты о собрании ассоциации, недоверчиво покачивали головами.
Надобно заметить, что у редакторов имелись все основания удивляться. Еще бы! Сэр Вильям Крукс предсказал, что лет через тридцать, этак к году 1930, на планете начнется массовый голод. Рассуждения ученого были педантичны, точны и… пугающе конкретны.
– Единственным методом повышения урожайности – говорил Крукс, – является внесение удобрений, главным образом – соединений азота. Только азот способен гнать растения в рост, только азот дает растению жизненные силы, только азот спасет от голода. Но вот ирония судьбы: мы живем на дне колоссального океана азота – наша атмосфера на четыре пятых состоит из этого газа, а для удобрения почвы вынуждены пользоваться чилийской селитрой, которую ввозим из-за океана и которая поэтому обходится нам втридорога. Но если бы только дороговизна селитры была причиной ее дефицитности! Мы построили бы тогда гигантские пароходы, мы бы перевозили селитру на громадных воздушных шарах. Ибо ничто не может считаться чрезмерным, когда речь идет о спасении человечества от голода.
А голод надвигается, он неминуем, господа! Чилийская селитра на исходе. По самым оптимистическим подсчетам, ее едва хватит на три десятка лет. И я не знаю, что будет на Земле к тысяча девятьсот тридцатому году. Не знаю!..
Ученый говорил правду. У него были веские основания для беспокойства. Чилийская селитра таяла не по годам, а по дням. И маститый физик действительно не знал, что будет дальше. Не знал он и того, что пройдет всего 10 лет, и будет найден способ связывания атмосферного азота в аммиак – простейшее соединение азота и водорода.
Сегодня, в 1984 году, мы знаем, что мрачные предсказания Крукса, к счастью, не подтвердились. Этим «к счастью» мы обязаны химикам, которые сумели заставить ленивый азот вступать в различные реакции. На первое место здесь должна быть поставлена реакция азота с водородом, при которой образуется аммиак.
Впрочем, некоторые из этих реакций были известны химикам давно. Так, они знали, что азот соединяется с кислородом при пропускании через смесь этих газов электрической искры. Об этом мы писали еще в первой главе, когда вспоминали опыты Кэвендиша. Но количество электроэнергии, затрачиваемой на производство соединений азота этим способом, так огромно, а стоимость удобрений, получаемых при этом, так баснословно велика, что Круксу даже не приходила мысль, что когда-либо можно будет использовать электричество для производства азотных удобрений. Да и сейчас, когда по сравнению с прошлым веком стоимость электроэнергии во всех странах резко понизилась, химики тоже не могут позволить себе роскошь добывать азотные удобрения с помощью электрического разряда.
Но и другие способы связывания атмосферного азота ненамного дешевле метода электрической искры. Вот хотя бы получение аммиака из азота и водорода.
Прежде всего добывают чистый азот. Для этого в сложных и энергоемких установках превращают воздух в чрезвычайно холодную и дымящую жидкость. Затем жидкий воздух запускают в специальные аппараты, где эту своеобразную смесь разделяют на компоненты – азот и кислород. Сооружение этих аппаратов и их эксплуатация отнюдь не удешевляют процесс производства соединений азота.
Затем надо получить водород. Для этого чаще всего прибегают к электролизу воды. Тут необходимо затратить очень много электроэнергии: ведь при разложении каждых 18 граммов воды образуется всего 2 грамма водорода.
Как видим, уже затрачено много труда и электроэнергии, но еще продукта нет, а получены только исходные вещества для его синтеза.
Смесь азота и водорода запускают в аппараты, где поддерживаются температура около 600 градусов и давление около 1000 атмосфер. В этих условиях, да еще с применением специального катализатора образуется первое из промышленных соединений азота – аммиак.
Окисляя аммиак с помощью специальных катализаторов, можно получить окислы азота, а уж из последних второе из важнейших соединений азота – азотную кислоту.
Соединения азота необходимы современной промышленности – не только сельскому хозяйству. Не случайно почти в каждом учебнике химической технологии приводится фраза о том, что уровень цивилизации общества определяется количеством потребляемых соединений азота.
Без азотной кислоты не работает ни одно химическое предприятие. Без аммиака нельзя было бы производить сотни различных веществ и материалов. А потом… Нет, в самом деле, очень обидно – жить на дне азотного океана и испытывать такую нужду в соединениях этого, в сущности, очень распространенного элемента. Вот уж поистине – видит око…
После того шквала технических и химических терминов, какой я обрушил на читателя, нетрудно представить совсем простую установку. Труба, обычная труба. В одно отверстие трубы засасывается воздух. Из другого отверстия выходят… окислы азота. Внутри трубы ничего нет. Абсолютно гладкие стенки.
Вы спрашиваете, из какого материала сделана труба? Из нержавеющей стали. Но если бы труба была сработана из стекла, платины, золота или из хрома, право, ничего не изменилось бы. Она так же исправно превращала бы воздух в окислы азота. Ну, а окислы азота, будучи поглощены щелочью, и есть превосходное азотное удобрение. Поэтому следует отнестись к этой трубе с уважением: она заслуживает того, чтобы назвать ее заводом для производства азотных удобрений.
Затрата энергии? Только на засасывание воздуха. Транспортные расходы? Только на подвозку щелочи, которая поглощает окислы, да на доставку готового продукта на поля. Обслуживающий персонал? Один человек, которому очень скучно, потому что забот у него нет никаких: мотор, засасывающий воздух, работает исправно, а все остальное происходит само по себе. Нет, этот дяденька, обслуживающий трубу, – вовсе не старик Хоттабыч и даже не дипломант Академии хиромантии и оккультных наук. Это скромный техник, окончивший трехмесячные курсы по производству удобрений.
Где такая труба существует? Где готовят техников, добывающих удобрения из воздуха? Существует эта труба вместе с ее хозяином в моей фантазии. Но выдумал я ее не от желания пофантазировать. Это просто наглядная схема, только выраженная не в рисунке, а, быть может, в несколько пространном словесном изложении. Но мне важно было, чтобы все это читатель понял как можно лучше.
Впрочем, о самом главном я не упомянул. А самое главное – это находящаяся в трубе небольшая ампула, которая и наделяет ее поразительной способностью заставлять азот и кислород реагировать друг с другом. В ампуле радиоактивный изотоп кобальта с атомной массой 60. Он испускает гамма-лучи, которые и творят это химическое чудо.
Сталкиваясь с молекулами азота, гамма-лучи ионизируют их, разбивают на отдельные атомы. Дальнейшая картина уже знакома. Насколько ленивы и инертны атомы азота, связанные в молекулу, настолько энергичны и активны атомы этого элемента, существующие порознь. Вот почему они немедленно реагируют с молекулами кислорода, всегда находящегося поблизости: ведь воздух – это смесь азота и кислорода.
Вот и весь процесс связывания атмосферного азота. Я, конечно, выразился не совсем точно, утверждая, что этот процесс не требует затраты энергии. Но расходуется лишь «даровая» энергия – энергия радиоактивного распада: радиоактивный кобальт отдает ту избыточную энергию, которую накопил в ядерном реакторе.
От приведенной только что общей схемы до ее промышленного воплощения еще многие «километры» пока нерешенных проблем. Возможно, будущая установка для радиационно-химического превращения азота в окислы азота не будет походить на нашу схему-трубу. И скорее всего она будет более сложной. Но все-таки с гордостью можно отметить, что сегодня экономисты уже не занимаются тревожными подсчетами, вычисляя, на сколько лет хватит чилийской селитры. Нынче экономисты заняты более веселым делом: они подсчитывают расходы и доходы, связанные с внедрением радиационно-химического синтеза соединений азота. А там, где в дело входят экономисты – там дело будет: эти люди менее всего склонны к фантазиям.
* * *
Есть такая поговорка: «Против природы-матушки не пойдешь!» Не любят эту унылую поговорку химики, ох как не любят! Но если при данных условиях данная реакция не протекает, то что тогда делать? И впрямь «не пойдешь»!
«Не пойдешь»?
* * *
В ракету загрузили тонну горючего, что позволило ей развить скорость 4 километра в секунду. Спрашивается, сколько горючего необходимо загрузить в ракету, чтобы сообщить ей первую космическую скорость – 8 километров в секунду?
Кто-то уже с ответом поспешил: 2 тонны! Не торопитесь, я задам еще одну задачу.
В лесу живет стая из 10 волков. Каждый волк за день съедает одного зайца. Если в этом лесу имеется 300 зайцев, то сколько лет местному леснику?
В общем-то, задачи одного типа – «сумасшедшие». Скорость ракеты ничуть не зависит от количества горючего. Зависит она от скорости сгорания горючего. Две тонны горючего не станут гореть быстрее, чем одна тонна, а быть может, даже медленнее. Ну, а что касается зайцев, то тут, видимо, пояснять не приходится.
Есть такое выражение: «Горит быстро, как порох». «Быстро, как порох»? Поговорка безнадежно устарела! Конечно, по прежним понятиям о скорости это было очень быстро. Но теперь, когда космические полеты стали, хотя и неизменно волнующим, но привычным событием, теперь такая скорость не может считаться чем-то необычным.
Оказывается, многие авиаконструкторы очень не жалуют химиков. Конечно, свои нелестные мнения они не обнародуют, разве что в тесном кругу, но про себя они высказываются достаточно откровенно. Причина? Очень ясная, чем-то оправдывающая конструкторов. Скорость сгорания горючего в камерах авиамоторов является одной из причин теоретического, а теперь уже и практического предела возможной скорости самолетов.
В самом деле, если горючее не может сгорать быстрее того, чем ему определено природой, то в конце концов может наступить предел, когда скорость реакции горения не поспеет за скоростью самолета.
А как же ее, эту скорость, увеличишь? Ведь не химик же создал именно такое расположение атомов в молекуле горючего. Не он придумал, чтобы разрыв молекулы горючего при столкновении с молекулами кислорода протекал именно с такой скоростью, и никак не большей. И потом – «против природы-матушки не пойдешь!»
Рассказывай я об этом отнюдь не мимолетном конфликте между авиаторами и химиками пару десятков лет назад, то этим унылым возгласом и пришлось бы ограничиться. Но сейчас уже виден путь, следуя которым можно авиахимический конфликт сделать достоянием истории.
Представим себе камеру двигателя внутреннего сгорания. Камера как камера. Только изнутри покрыта тонким, очень тонким слоем радиоактивного элемента. Казалось бы, пустяк. Но горючее в такой камере сгорает гораздо быстрее. А соответственно и увеличивается тяга двигателя.
Радиоактивное излучение расщепляет как молекулы кислорода, так и молекулы горючего. А атомарный кислород, понятно, вступает в реакцию быстрее, чем его молекулярный собрат. Осколки молекул горючего также не сравнить с «целыми» молекулами по скорости их окисления кислородом.
А раз быстрее происходит реакция сгорания – быстрее выбрасываются газы из камер, быстрее движется самолет.
Но увеличение скорости – не единственная заслуга радиоактивности в этой проблеме, и даже не самая важная заслуга. Что же может быть важнее скорости движения?
Важнее может быть тот «хвост», который тянется из выхлопной трубы несущегося по улице автомобиля. Стоит мотору немного «забарахлить» – сразу сзади автомашины появляется свидетельство неисправности: сизые клубы дурно пахнущего дыма. Да и исправная автомашина выбрасывает из выхлопной трубы отнюдь не только безобидный углекислый газ.
В камере двигателя внутреннего сгорания, даже самого совершенного, горючее не успевает сгорать целиком. Какая-то часть паров бензина выбрасывается в воздух вместе с продуктами сгорания. Чем двигатель лучше, тем меньше бензина пропадает впустую. Но потери все же неизбежны: попросту бензин не успевает сгорать за то малое время, какое необходимо на один такт поршня.
Не знаю, подсчитывал ли кто-нибудь, сколько горючего пропадает впустую из-за этого неприятного обстоятельства. Конечно, миллионы тонн в год, а быть может, и больше. Потому что количество автомашин на земном шаре теперь не счесть даже самому ретивому статистику. Обидно? Еще бы!
А загрязненный воздух в больших городах? Сколько об этом писано! А что делать? Запретить автобусам и автомобилям ездить по городским улицам?
Ну, как тут не помечтать об автомашинах с радиоактивными камерами внутреннего сгорания? Ведь в таких камерах горючее будет сгорать до самой последней молекулы. Городской воздух очистится, а скорость автомашин… Впрочем, скорость автомобилей в городе повышать, пожалуй, и не следует.
Воплотиться мечте в конкретное техническое решение мешает пока очень многое, не говоря уже о том, что неясно, как защитить шофера и пассажиров от действия радиации. Да и о пешеходах не мешало бы подумать.
Можно было бы окружить машину защитным слоем, но это сделало бы ее очень громоздкой. Можно было бы предложить автоконструкторам идею автомобиля, мотор которого был бы отделен от кабины и находился бы на отдельной тележке. Но нетрудно представить, что идея эта не вызовет энтузиазма конструкторов.
Впрочем, дело обстоит далеко не безнадежно. Сейчас химики усиленно исследуют радиационно-химические превращения, возникающие при прохождении через вещество бета-лучей. Между химическим действием гамма– и бета-лучей имеется очень много общего. Однако проникающая способность бета-излучения во много раз меньше, чем гамма-лучей.
Вот почему если камеры двигателей изнутри покрыть слоем какого-либо бета-активного изотопа, то лучи, пронизывая горючее и совершая там свое «разрушительное» дело, не смогли бы, однако, вырваться за пределы цилиндра, поскольку преграда из слоя металла для них непреодолима.
Будем надеяться, что не за горами время, когда по улицам городов, по шоссе пойдут автомобили, у которых на радиаторе вместо традиционного оленя будет красоваться символ атома – ядро, окруженное орбитами электронов.
* * *
Коль скоро затронута проблема рационального использования горючего, то, безусловно, нужно рассказать и о радиационно-химическом крекинге. За этим сухим термином кроется бездна химико-технологической романтики. Именно химико-технологической. И именно романтики.
* * *
В каждом более или менее солидном научном учреждении, какое с целью ознакомления либо с намерением поднабраться опыта посещают различные делегации, обязательно имеется хотя бы один научный сотрудник, которому эта в общем-то нудная обязанность водить группы, рассказывая всякий раз одно и то же, особенно по душе. Подозреваю, что каждый из них – по каким-то причинам несостоявшийся актер, и не удивлюсь, если узнаю, что такой гид перед тем как подать документы в химико-технологический институт, провалился на экзаменах в школу-студию МХАТа.
Вот и здесь, в институте, занимающемся проблемами радиационной химии, нас водит по лабораториям приятный молодой человек с манерами индусского факира достаточно высокой квалификации. Начинает он с того, что, подойдя к висящей на столе доске, изображает нечто непонятное:
Довольный произведенным эффектом, гид тут же дает пояснения:
– Сплошная черта – это изображенная схематически молекула углеводорода, скажем, гексана С6Н14, того самого, который вы видите в этой колбочке. Символ
означает облучение, в данном случае гамма-лучами. Ну, а маленькие черточки – это осколки молекулы, образовавшиеся в результате облучения. Вся соль процесса – обратите внимание! – в том, что черточки эти имеют самую различную длину.
На этом пояснение было прервано, и нас повели в соседнее помещение, в одной из стенок которого был люк, через который образцы автоматически подавались к «кобальтовой пушке». Кобальтовой она называется потому, что облучение производится гамма-лучами, которые испускает радиоактивный изотоп кобальта с атомной массой 60. Ну, а почему «пушка», понятно и без комментариев.
Пока проводится облучение, гид отводит нас еще в одну комнату, где стоит газовый хроматограф – прибор, с помощью которого можно быстро и эффективно проанализировать любую смесь; хроматограф уверенно определит, сколько соединений находится в смеси, какие именно это соединения и каково их соотношение. Здесь в облике старшего научного сотрудника снова появляется что-то факирское:
– Прошу обратить внимание, – торжественно восклицает он. – Я запускаю в хроматограф образец того гексана, который сейчас облучается на пушке. И мы видим, что это, во-первых, действительно гексан. А во-вторых, мы видим, что это чистый, можно сказать, даже очень чистый гексан: один пик и никаких побочных пичков.
Мы соглашаемся с тем, что это действительно гексан, можно сказать, даже очень чистый гексан.
Вскоре приносят облученный образец. Внешне ничего не изменилось: такая же прозрачная жидкость. Но «факир» запускает ее в хроматограф, и – ого! – из прибора ползет бумага, на которой изображены Кордильеры, никак не меньше: сплошные горы. Явно удовлетворенный «факир» подсчитывает и объясняет:
– Двадцать шесть!
– Ого! – синхронно вырывается у нас. – Двадцать шесть соединений из одного гексана!
– Что же здесь удивительного?! – говорит гид тоном, не оставляющим сомнения в том, что удивительное здесь присутствует, и в большом количестве. – Прошу к доске!
Стерев написанное прежде, гид молча и многозначительно чертит что-то вроде:
– Понятно? – спрашивает он усталым тоном артиста, который, закончив выступление, выходит на аплодисменты.
– Понятно, – отвечаем мы.
Действительно, куда понятнее. При облучении молекула гексана разлетается на осколки самой разной длины. Молекула, в которую попал гамма-квант, может распасться на две половинки: из C6H14 может получиться два осколка C3H7. Но чаще всего осколки бывают неодинаковы, скажем, C4H9 и C2H5, C5H11 и CH3 и даже C6H13 и H.
Все эти частицы не обычные молекулы, это радикалы, соединения, которые не могут существовать сколь-нибудь долгое время в свободном состоянии. Поэтому они немедленно (за ничтожные доли секунды) соединяются друг с другом. Но кто сказал, что радикал обязательно должен соединяться со «своим» радикалом? Ничто не может помешать соединиться двум радикалам C6H13, и нетрудно догадаться, что при этом образуется углеводород C12H26 с длиной цепочки, вдвое большей, чем у исходного гексана. Но могут соединиться и два радикала водорода, т. е. H + H, и образуется маленькая молекула водорода. Словом, в причудливой смеси, образовавшейся в результате облучения углеводорода радиоактивным излучением, может раскладываться самый причудливый пасьянс, в результате которого и образуется несколько десятков различных устойчивых химических соединений.
Но самое главное – это то, что длинные цепочки углеводорода при облучении распадаются на короткие. А ведь это и есть процесс крекинга. Тот самый крекинг нефти, ради осуществления которого строятся громадные заводы, потребляющие уйму энергии.
Оказывается, громоздкие аппараты, высокие температуры, громадное давление можно заменить одним-единственным процессом облучения гамма-лучами.
Вот эта одна последняя фраза и десятки фраз, которые несколькими страницами ранее потребовались для описания процесса крекинга нефти в обычном, термическом, варианте, дают представления о соотносительной сложности радиохимического и традиционного крекинга.
Как видим, не всегда развитие заключается в переходе от простого к сложному. Бывает и наоборот…
* * *
Существует проблема, одинаково волнующая представителей всех наук. Вокруг нее концентрируются интересы химиков и физиков, биологов и геологов, астрономов и географов. Называется она «Происхождение жизни на Земле». Полагаю, что нет нужды пояснять важность проблемы.
Подчеркну другое: и здесь естествознание не могло обойтись без учета роли радиоактивности, роли важной и во многом определяющей.
* * *
Любителям развлекательного чтения придется поскучать, потому что вначале пойдут сухие сведения из некоторых точных наук.
Сведения из общей химии:
Первое. При действии водорода на углекислые соли различных металлов (карбонаты) в условиях высокой температуры образуются соединения металлов с углеродом – карбиды.
Второе. При взаимодействии карбидов с водой образуются углеводороды (например, всем хорошо известная реакция взаимодействия с водой карбида кальция; при этом образуется ацетилен).
Третье. Углеводороды при высокой температуре могут взаимодействовать с аммиаком, образуя соединения, содержащие углерод, водород и азот.
Сведения из геологии. 3–3,5 миллиарда лет назад атмосфера Земли состояла из водорода, метана, паров воды и аммиака.
Сведения из биохимии. Молекула белка вируса табачной мозаики содержит около 2 миллионов атомов.
Вот теперь, вооруженные грузом полезных сведений, можем подступиться к тайнам происхождения жизни.
То, что в первичной атмосфере Земли существовали углеводороды, аммиак и вода, знали давно. В этих соединениях содержится углерод, водород, кислород и азот – главные элементы, из которых построено живое вещество. Это навело ученых на мысль, что именно первичная атмосфера Земли стала той основой, на которой возникла жизнь.
Но до такой мысли дойти не так уж трудно. А вот поди докажи, что все произошло именно так. Что соединения первичной атмосферы, усложняясь, постепенно превратились в молекулы, которые легли в основу живого вещества.
Сказана всего одна фраза. А в ней заключено очень много. В молекуле метана пять атомов, в молекуле аммиака – четыре, в молекуле воды и того меньше – три. А в молекуле одного из простейших белков – вируса табачной мозаики – сколько? 2 миллиона.
– Ну и что, – беспечно заметит иной из читателей, – высокая температура, быть может, давление. Ну и мало ли что могло случиться! Могли сами собой синтезироваться такие сложные соединения.
Что же, попробуйте загрузить в какой-нибудь сосуд все эти газы. И проделывайте над ними какие угодно манипуляции. Можете нагревать, можете сжимать до чудовищных давлений, можете, наконец, читать над этим сосудом наиболее выразительные места из фундаментального курса органической химии. Держу пари, что ничего, кроме разве что простейших аминов да аминоуксусной кислоты, вы в этой смеси не найдете. Ну, можно еще перепробовать с дюжину наиболее эффективных катализаторов. Количество соединений увеличится до двух десятков. Но это будет все. Большего добиться не удастся.
Но ведь от метиламина и аминоуксусной кислоты до самого незамысловатого белка дистанция необозримого размера! И пока совсем неясно, как могли пройти этот путь несложные органические молекулы.
Вот почему все прежние теории происхождения жизни, а их было не так много, словно сговорившись, начинались с истории развития белка: как из белка сформировались клетки, из клеток – организмы, и тому подобное. Ну, а как возник белок?
Вот тут астрономы – а все прежние рассуждения о возникновении жизни принадлежали именно им – пошли на поклон к химикам: дескать, помогите, сами не разберемся.
– Самим-то и нам, пожалуй, не справиться, – засомневались химики.
– Так мы поможем! – ободрили астрономы.
– Ну что ж, разве что вместе… Попробуем.
Началось с вопросов.
– Чем отличалась первобытная атмосфера от нынешней, это мы уже знаем, – сказали химики. – Но не можете ли вы сообщить, чем еще отличалась планета от нынешней?
– Вращалась быстрее… – стали перечислять астрономы.
– Нет, не то, – отвечали химики.
– Похоже, что диаметром меньше была, но это не очень точно.
– И это не то, – привередничали химики.
– Магнитный полюс был не там.
– Ну и шут с ним!
– И Северный полюс не там был.
– А с тем и подавно! – сурово ответствовали химики.
– В атмосфере кислорода не было, – выложили астрономы свой последний козырь.
– А вот в этом что-то есть! – обрадовались химики. – Раз не было кислорода, сильно поглощающего космические лучи и ультрафиолетовое излучение Солнца, то эти разновидности излучения беспрепятственно проникали к нижним слоям атмосферы и даже к поверхности планеты. И могли, расщепляя молекулы газов атмосферы, насинтезировать там много разных соединений.
– Ну, если говорить об излучении, – воспрянули духом астрономы, – то следует учесть, что тогда, 3,5–4 миллиарда лет назад, радиоактивных элементов в земной коре было куда больше. Так что атмосфера тогда получала солидную долю жесткого излучения еще со стороны литосферы, так сказать, не только сверху, но и снизу.
– Нельзя ли подсчитать, хотя бы приблизительно, какой уровень радиоактивности был в то время на поверхности нашей планеты? – деловито осведомились химики.
– Приблизительно? Зачем – приблизительно? – чуть обиделись астрономы. – Мы и точно можем! – и выдали требуемую величину.
– Ого, крепко! – уважительно удивились химики. – Здесь безусловно что-то должно получиться.
С этими словами химики отправились в лаборатории для того, чтобы провести эксперименты, моделирующие условия, какие были на нашей планете вскоре после того, как сформировалась твердая оболочка и атмосфера (конечно, даже в малой степени не походившие на то, что мы видим сейчас).
В колбах были смешаны метан, аммиак, вода, простейшие углеводороды. На всякий случай установили уровень внешнего электромагнитного поля, соответствующий той геологической эпохе. Учли, что тогда первичную атмосферу пронизывали сильнейшие разряды-молнии беспрерывных гроз – воспроизвели и разряды. И наконец, облучили смесь источниками радиоактивного излучения.
Один шутник предлагал даже для пущего правдоподобия занавесить окна, чтобы в лабораторию не проникал лунный свет – астрономы утверждали, что тогда, быть может, Земля еще не обзавелась спутником.
С Луной, без нее ли, но опыт дал результаты, которые удивили химиков, а астрономов привели в состояние живейшего восторга. Оказалось, что из сравнительно несложных исходных веществ в тех неспокойных условиях, какие царили на Земле в начальные периоды ее развития, образуются достаточно сложные и разнообразные органические соединения.
Примечательно, что в образующейся смеси присутствуют многие из тех аминокислот, которые входят в состав практически всех белков биологического происхождения: глицин, аланин, валин и многие другие. Там же обнаружили и азотистые основания, также входящие обязательной составной частью в любое живое вещество: аденин, тимин, урацил.
Кроме того, эти необычные опыты химиков, преследующие своей целью узнать, как протекали реакции в земной атмосфере четыре миллиарда лет назад, показали, что там образовывались и органические соединения, пусть не очень сложного строения, но обладающие сильным стремлением вступать во взаимодействие – цианистый водород, формальдегид, муравьиная кислота, мочевина. Специалисты в области органической химии хорошо знают, что перечисленные соединения, реагируя друг с другом, а также с иными веществами, приводят к образованию соединений, молекулы которых состоят из десятков и даже сотен атомов углерода, водорода, кислорода, азота – тех основных элементов, из каких состоит живое вещество.
Затем выяснилась дополнительная роль радиационно-химических превращений в органической химии «далекого прошлого». Если облучать сравнительно малыми дозами радиоактивного излучения сосуд, в котором растворены органические соединения с малой молекулярной массой – не более 40, то через несколько суток в сосуде, моделирующем в данном случае первичный океан Земли, образуются органические соединения с молекулярной массой, превышающей 3000. Вот какими стремительными темпами происходит при воздействии радиоактивности укрупнение органических молекул!
* * *
Не перегнул ли автор палку в своем стремлении «возвеличить» роль радиоактивности? Получается, что происхождение Земли, Солнечной системы, да и звезд, вообще, стало быть, и Вселенной, обусловлено законами радиоактивности. А теперь, оказывается, и жизнь произошла благодаря радиоактивному облучению.
Выходит, что так. Впрочем, тема далеко еще не исчерпана, и по-моему, самое интересное еще впереди.
* * *
Тот самый стул, на котором вы сидите, спокойно читая книгу, каждую минуту испускает 40 000 (сорок тысяч!) бета-частиц. Да, именно столько атомов распадается в стуле за одну минуту. Так что за то время, что вы читали вступительные фразы этого раздела, стул успел выбросить из себя в окружающее пространство, в том числе и в читателя, около сотни тысяч бета-частиц.
Постойте, не торопитесь выбрасывать стул. Поступив так, вы бы совершили крайне опрометчивый поступок. Потому что, во-первых, этот стул, несмотря на свои ежеминутные 40 тысяч распадов, абсолютно безвреден, а во-вторых, любой иной стул, если он будет только сработан из дерева, окажется не менее радиоактивным.
Я напрасно нагоняю зловещего тумана. В моем сообщении о 40 тысячах распадов в обычном стуле для читателя не должно быть ничего неожиданного. Помните, во второй главе, где много рассказывалось о радиоактивном углероде, сообщалась любопытная цифра: каждый грамм углерода биологического происхождения в минуту дает 16 распадов за счет примеси радиоактивного изотопа углерода-14, Подсчитав содержание углерода в дереве, из которого сделан стул, вы и получите величину 40 тысяч распадов в минуту.
Тот, кто, прочитав эти строки, задумает освободиться от деревянной мебели, поступит чрезвычайно глу… или, лучше скажем, легкомысленно. Не говоря о том, что эта акция не вызвала бы восторга домашних, она ничуть не способствовала бы снижению радиоактивности жилища. Почему?
Потому что в вашем доме есть стены. А стены содержат значительное количество калия. А калий содержит примесь естественного радиоактивного изотопа. А атомы этого радиоизотопа (калия-40) испускают бета-лучи.
– Что за напасть! – горестно удивится иной пессимист. – Никуда от этой радиоактивности не денешься. Вот что цивилизация наделала! Уйду в лес и буду жить на природе – уж там никакого излучения не будет!
Бедняга пессимист, его следует жестоко разочаровать. В лесу он будет жить в шалаше из веток, спать станет на соломе, а в костер пойдут шишки. А ведь во всех этих вещах радиоактивного углерода ничуть не меньше, чем в той деревянной мебели, которую он так непредусмотрительно выбросил.
Впрочем, если бы этот паникер, решив быть последовательным до конца, вздумал обходиться без шалаша и без сена, то едва ли ему от этого было бы лучше. Потому что могу сообщить ему следующее «успокоительное» известие: каждую минуту в его теле распадается приблизительно 800 000 (да, да, линотипист не ошибся – именно восемьсот тысяч) атомов различных радиоактивных элементов.
