Текст книги "Как там у вас, на Бета-Лире?"

Автор книги: Юрий Фиалков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 12 страниц)

Острова стабильности в океане есть…

«Они стояли перед железнодорожной насыпью, по которой с бешеной скоростью несся экспресс Гавр – Смирна. Когда поезд промчался, старший повернулся к своему спутнику и спросил, цедя слова сквозь зубы:

– Джованни, ты обратил внимание на четвертое с конца окно седьмого вагона?

– Не считая купе проводника и окна… э… ретирады, эчленца?

– Конечно, не считая!

– Так точно, обратил внимание, эчленца!

– Кто там сидел?

– Мужчина, эчленца.

– Опиши внешность.

– Э-э-э… лет приблизительно сорока пяти, одет в черный с полосками костюм, в петлице гвоздика.

– Сорт?

– «Кровь Кармен». Галстук тоже черный, булавка с бриллиантом, каратов приблизительно на сорок. Разумеется, поддельный. В наружном кармане пиджака платок, почему-то цветной. В синий горошек. На столике газета. Судя по шрифту, «Бременский курьер». Пожалуй, все, эчленца.

– Подумай, Джованни, может быть, ты что-нибудь забыл?

– Да, эчленца: наш клиент плохо выбрит!»

Этот придуманный мною отрывок из ненаписанного приключенческого романа – не просто предлог развлечь читателя. Дело в том, что в тех научных исследованиях, о которых сейчас пойдет речь, ученым приходилось за время, пожалуй» еще более короткое, чем то, каким располагал феноменальный Джованни, подмечать гораздо больше подробностей.

Если бы я сегодня привел менделеевскую таблицу, завершающуюся 92-м элементом, ураном, то многие сочли бы это признаком безнадежного отставания от последних событий в науке. Хотя – какие это «последние» события! Ведь первый заурановый элемент был получен вот уже без малого сорок лет назад, в 1939 году. А сегодня таблица завершается 106-м элементом. Тем не менее и такая «короткая» таблица Менделеева имела бы смысл, если бы мы хотели представить в ней только те элементы, которые найдены в природе, точнее – в земной коре.

Кто не знает, что заполнение заурановых клеток таблицы Менделеева произошло не потому, что были внезапно открыты месторождения нептуния, плутония и следующих за ними элементов.

Впервые в истории науки новые элементы не открывались, а получались.

Именно в конце 30-х годов зародилась, а затем блистательно развилась новая область химии – ядерный синтез. Ученые овладели искусством синтезировать новые химические элементы так же, как в свое время их предшественники научились синтезировать сложные органические и необычные неорганические соединения.

…Это в высшей степени интересная история обо всех драматических и захватывающих событиях, которыми сопровождалось рождение новых химических элементов. Но ей не место в этой книге, посвященной проблемам космохимии. Поэтому не без сожаления оставим физиков и химиков в их лабораториях, забот у них достает и без нас – они трудятся над заполнением новых клеток менделеевской таблицы. Мы же сразу обратимся к некоторым итогам вот уже почти сорокалетнего существования той химии, которую часто не без добродушной иронии, но и не без оснований называют «алхимической».

Когда ряд новых заурановых элементов стал уже достаточно протяженным, представилась возможность сопоставить скорости их распада. И тут стало понятным, что природа совсем не случайно – впрочем, повторим это: природа ничего и никогда не делает случайно – поставила уран у верхней естественной границы периодической системы.

Напомним, что период полураспада урана 4,5 миллиарда лет, по случайному совпадению – ровно столько, сколько времени существует Земля (на этот раз совпадение действительно случайное, потому что через миллиард лет наша планета будет насчитывать уже 5,5 миллиарда лет жизни, а период полураспада урана останется все гем же). А это означает, что сегодня на планете урана всего вдвое меньше того количества, каким она была наделена при рождении.

Перейдя урановую границу, элементы начинают катастрофически, именно катастрофически, «слабеть». Период полураспада 93-го элемента, нептуния, уже 2 миллиона лет, причем я выбрал самый долгоживущий изотоп этого элемента – остальные распадаются с куда большей скоростью.

Плутоний живет подольше, но и это время ничтожно по сравнению с жизнью урана – ничтожно коротко: наиболее долгоживущий изотоп 94-го элемента имеет период полураспада примерно 75 миллионов лет. Число вроде бы внушающее уважение, но и оно (до чего же все-таки все относительно!) – миг по сравнению с возрастом Земли.

Дальше величины периодов полураспада как бы катятся вниз по очень крутой горке: только у 96-го элемента, кюрия, в величине периода полураспада появляется слово «миллион» (кюрий-247 распадается наполовину за 15 миллионов лет). Соседи кюрия слева (95-й элемент америций) и справа (97-й элемент берклий) – всего лишь подпоручики в этой табели о рангах, где генеральские звания присвоены торию и урану. Период полураспада 95-го и 97-го элементов – всего тысячи лет.

Но определение «всего» покажется явно несправедливым, если перейти к следующим заурановым элементам. Калифорний-249 (наиболее долгоживущий изотоп 98-го элемента) имеет период полураспада около 500 лет, и это единственный сержант в семействе заурановых, потому что дальше следуют… солдаты? Нет, солдат здесь немного: всего два заурановых элемента имеют периоды полураспада, выражающиеся в сутках: у эйнштейния (№ 99) в днях – 480 дней, у фермия (№ 100) тоже в днях – четыре с небольшим дня. Один элемент – менделеевий (№ 101) – может быть удостоен звания «суворовец»: у него период полураспада исчисляется часами (1,5 часа). А дальше счет идет на минуты; впрочем, всего для одного элемента, 102-го, может быть применена эта единица времени (период полураспада 3 минуты). Всюду далее будут применяться уже только секунды.

Именно при синтезе 104-го элемента, названного затем курчатовием и период полураспада которого 0,1 – одна десятая! – секунды, ученым под руководством академика Г. Н. Флерова пришлось проводить эксперименты, побудившие меня вспомнить диалог, с которого начинался раздел о заурановых элементах. Еще бы, за доли секунды химики успели не только отделить курчатовий от других радиоактивных элементов, образующихся вместе с ним, но и определить, что он первый из всех заурановых элементов принадлежит не III, а IV группе периодической системы, прикинуть температуру кипения соединения курчатовия с хлором, констатировать значительную схожесть курчатовия с его ближайшим соседом по группе элементов гафнием и установить еще десятки других деталей химии 104-го.

Все эти данные с полной определенностью поясняют, почему естественная граница периодической системы проходит через уран. 93-й и 94-й элементы, не говоря уж о более тяжелых, попросту не сохранились. Как видим, время расправляется не только с биологическими видами, вымирают не только птеродактили и индрикотерии, не только споровые деревья и гигантские папоротники, но и химические элементы.

Сведения о продолжительности жизни заурановых элементов, которые были только что сообщены, наводят на размышления, от которых так и веет здоровым скептицизмом: стоит ли биться над синтезом следующих заурановых элементов, ведь совершенно очевидно, что дальше будет идти счет на сотые, тысячные, а там, глядишь, и миллионные доли секунды. Элемент, который живет одну миллионную секунды! Это же абсурд!

«Совершенно очевидно», «абсурд»… Подобная категоричность (а последняя, как известно, почти всегда соседствует с ограниченностью) несомненно проистекает из предпосылки, что периоды полураспада должны уменьшаться с увеличением порядкового номера синтетического тяжелого элемента.

Разумеется, если прибегнуть к приему, который в науке называется экстраполяцией, то не приходится сомневаться, что элементы с порядковыми номерами, большими, чем 105, и впрямь будут иметь периоды полураспада в тысячные, а затем и в миллионные доли секунды. Тут уж задумаешься: существует ли такой элемент или это скорее «неосязаемый чувствами звук».

Все это было бы правильным, если бы экстраполяция в науке, да и не только в науке, всегда оправдывалась. В связи с этим мне вспомнилась не лишенная достоверности. история о том, как новобранцу в английской армии офицер задает вопросы на сообразительность (тесты, как их сейчас называют):

– Джонсон, скажите, что это такое: один каблук, один носок, восемь дырочек и шнурок?

– Не могу знать, сэр!

– Болван, это башмак. Ну, а что такое два каблука, два носка, шестнадцать дырочек и пара шнурков?

– И этого не могу знать, сэр!

– О господи, мне, по-видимому, специально присылают таких отборных… сократов! Это два башмака! Ну ладно. Может быть, хотя бы сейчас скажете, что это: белые и черные клавиши, три ножки и черная доска?

– Три башмака, сэр!

Как видим, экстраполяция креп ко подвела беднягу Джонсона. Может экстраполяция подвести и в предсказывании величин периодов полураспада еще не полученных заурановых элементов.

Посмотрите на картинку, что нарисована здесь, на этой странице. В общем-то, довольно заурядный пейзаж островков с пальмами. Похоже на широко распространенный жанр юмористических рисунков, где обыгрывается ситуация: человек на необитаемом острове. Ничего юмористического в той ситуации, о которой хотим сейчас рассказать, нет. А эти острова имеют самое непосредственное отношение к проблеме заурановых элементов.

Начать с того, что эти районы суши, окруженные водой, так и называются: «острова устойчивости» – термин, который сейчас в физике прочно завоевал право на гражданство. Не случайно рисунок окантован рамочкой, на которой изображены какие-то числа. Хотя почему «какие-то»? Ба, ведь это наши старые знакомые – «магические числа»! Да, рамка эта – координатные оси, одна из которых отвечает числу нейтронов, а другая – числу протонов в ядре атома. Если, как мы уже говорили, те ядра, которые состоят из «магических чисел» нуклонов (протонов и нейтронов) отличаются повышенной прочностью, то особая устойчивость должна быть присуща «дважды магическим» ядрам – тем, которые содержат «магические числа» и протонов и нейтронов. Вот эти ядра и называются островами устойчивости.

Организуем небольшую «географо»-физическую экспедицию, задачей которой будет раскрытие тайны возникновения островов устойчивости.

Не помню точно, где именно видел я один необычный рельефный глобус. Наряду со знакомыми очертаниями известных горных массивов на глобусе тянулись какие-то неведомые хребты с незнакомыми вершинами. Лишь потом, обратив внимание на области, где проходят эти необычные хребты, вы замечаете, что все они располагаются на дне морей и океанов. Именно так выглядит глобус, изображающий рельеф всей земной поверхности. Если бы сравнение не было таким мрачным, можно было бы сказать, что глобус этот изображает земной шар, из которого внезапно улетучилась вся вода.

Попробуем на короткое время «осушить» и наш рисунок с островами устойчивости. Что же получается? Как и следовало ожидать, острова превратились в вершины, расположенные вдоль «Хребта Устойчивости». Попробуем назвать эти вершины. Ломать, впрочем, голову над придумыванием названий не придется. Вот первая (на рисунке справа внизу) вершина «26–30», то есть 26 протонов и 30 нейтронов. Впрочем, можно было бы эту вершину окрестить более благозвучно: «Пик Железа», потому что элемент, в ядре атома которого 26 протонов, может быть только и только железом.

Пик Железа очень высокий, что, конечно же, удивлять не должно: в предыдущей главе мы столько говорили об устойчивости этого элемента.

Нас, впрочем, интересует последняя из изображенных на рисунке вершин «Хребта Устойчивости», – вершина «114–184». 114 протонов… Стало быть, 114-й элемент. А такой элемент, как знают все, еще не получен. Так что вершина эта пока не покорена. Вол ее того, мы не знаем точно высоты этой вершины. Подплыв к острову устойчивости и бросив пока якорь на точке с географическими координатами «106–162» (106-й элемент уже получен физиками), ученые могут констатировать, что вершина эта покрыта густыми облаками.

Интересно, что, несмотря на недоступность (будем надеяться, временную) «пика 114», многие свойства 114-го элемента известны очень хорошо. 114-й – весьма похожий по химическим свойствам на свинец, металл, располагающийся в IV группе периодической системы Менделеева. Он обладает высокой плотностью (почти такой же, как ртуть), сравнительно легко плавится (при 70°) и кипит (при 150°). Известно еще множество подробностей: размеры атома и ионов, энергия, которую требуется затратить, чтобы превратить атом в ион, теплота плавления, теплота парообразования и многое другое. Надеюсь, никто не заподозрит меня в мистификации: сказав, что 114-й элемент не получен, я привел столько «интимных» подробностей о нем, что можно подумать – этот элемент изучен в десятках лабораторий. Никакого чуда здесь, разумеется, нет. Менделеев более ста лет назад, основываясь на открытом им законе, предсказывал с удивительной точностью свойства многих не открытых еще к тому времени химических элементов.

Но знать, пусть с высокой степенью доскональности, свойства элемента – это одно, а вот получить элемент – совсем другое.

Арифметика возможных путей получения 114-го элемента совсем простая. Берут какую-либо мишень, то есть определенный элемент, и обстреливают его ионами другого элемента. При этом необходимо, чтобы порядковые номера мишени и снаряда в сумме давали 114. Комбинаций можно придумать сколько угодно: уран (92) + титан (22), плутоний (94) + кальций (20), торий (90) + хром (24) и т. д., причем ясно, что это «д» будет достаточно длинным.

Но, к сожалению, дело решает не только арифметика, но и множество других наук. Как известно, одноименные заряды отталкиваются. Нелегко поэтому заставить выступить в качестве заряда даже протон; для того чтобы он мог преодолеть отталкивающее действие ядра-мишени, надо его разогнать до очень высокой скорости; собственно, для этого и придуманы различные ускорители. Но для того чтобы принудить выступить в роли атомного снаряда ядро с зарядом +20, нужна такая тяжелая артиллерия, какой физики далеко не всегда располагают. Кроме того, нужно еще столько благоприятных условий для осуществления стрельбы, что, в общем, и поныне проблема получения 114-го элемента остается проблемой. Да, не случайно корабль физиков дрейфует у острова устойчивости 114-го элемента, не имея пока возможности высадить экипаж.

Но, быть может, представится случай хотя бы прикинуть высоту окруженного облаками пика «114–184»? Может быть, физики смогут рассчитать период полураспада этого вожделенного элемента? Как известно, физики сейчас научились рассчитывать многое, а прикинуть, пожалуй, могут всё, даже наиболее вероятное время прилета на Землю корабля из скопления галактик в созвездии Северной Короны. Прикидка показала: период полураспада 114-го элемента должен быть не меньше миллиона (10⁶) лет, но и, пожалуй, не больше миллиона миллиардов (10¹⁵) лет.

Эта оценка времени жизни 114-го заставила встрепенуться многих охотников за новыми элементами. Да, если период полураспада этого элемента близок к нижнему пределу, то дело обстоит не очень весело – имеется лишь один путь взятия пика «114–184»: ядерная «алхимия». Но вот если более достоверным окажется верхний предел, то ведь это… это много больше периода полураспада урана и вообще в миллион раз превышает возраст нашей планеты. Тогда, чем не шутит… словом, тот, кому полагается шутить в подобных случаях, почему бы не попытаться поискать 114-й в земных породах и минералах?

К поискам 114-го в природе ученые (сознательно применяю этот неопределенный собирательный термин, так как изысканиями этого элемента занимались и физики, и химики, и геологи) приступили с большим энтузиазмом. Помимо важности проблемы и интереса, который она к себе вызывала, исследователей воодушевляло сознание того, что они могут отыскать 114-й даже в том случае, если один атом этого элемента затерян среди миллионов миллиардов атомов других «обычных элементов».

Лет пятнадцать назад я написал книгу «Девятый знак», посвященную проблеме изучения сверхмалых количеств вещества в химии. Впрочем, на рукописи, которую я отнес в издательство, стояло название гораздо менее выразительное и, как я теперь понимаю, в значительной мере выспреннее. Книгу окрестил тем названием, под которым она вышла в свет, Олег Николаевич Писаржевский, один из наиболее выдающихся художников-популяризаторов в советской литературе. Прочтя рукопись, он поразился тому обстоятельству, что химики могут, причем довольно уверенно, изучать вещества, составляющие примеси порядка одной миллиардной доли процента (10'⁹) – девятый знак после запятой. Сегодня название уже в значительной степени устарело. За полтора десятилетия химия преодолела рубежи еще нескольких десятичных знаков. Теперь книгу можно было бы назвать «Пятнадцатый знак». Да, такие ничтожные примеси, прячущиеся в пятнадцатом после запятой десятичном знаке, могут сегодня (правда, лишь в достаточно благоприятных случаях) изучать химики.

Имея верных и могущественных союзников – химиков, физики могли достаточно уверенно пуститься на поиски 114-го.

Охота за 114-м началась с поиска стеклянных изделий… прошлых веков. Нет, физиками руководило не стремление пополнить коллекции хрусталя, а чисто научные интересы. Вспомним, что 114-й – аналог свинца: 114-я клетка в менделеевской таблице располагается как раз под свинцом, поэтому по своим химическим свойствам 114-й должен более всего походить на свинец. По достаточно хорошо известным и многократно подтвержденным законам геохимии 114-й, если он, конечно, существует на Земле, должен в земной коре находиться вместе со свинцом. Таков был первый вывод ученых.

Продукты радиоактивного распада 114-го должны обладать большой энергией. Поэтому осколки его ядра, разлетаясь, оставят заметные следы разрушений в окружающем веществе. Таким был второй вывод.

Поскольку период полураспада 114-го весьма велик (а только в случае справедливости этого предположения имеет смысл организовывать его поиски), а само содержание его, конечно же, очень мало, иначе он давно был бы открыт обычными химическими методами, то в каком-то веществе, содержащем свинец, будет наблюдаться весьма незначительное количество распада атомов 114-го даже за весьма солидный промежуток времени. Это третий вывод.

Число и аргументированность выводов, как видим, достаточны для того, чтобы назвать адрес, вероятность проживания но которому 114-го наибольшая: старинные стекла. В прошлые века стекловары любили добавлять в стекла, особенно предназначенные для художественных изделий, окислы свинца. Чем почтеннее возраст стеклянного изделия, тем больше микроскопических следов разрушений должны были оставить в нем осколки распадов гипотетического 114-го элемента.

Не сомневаюсь, карта пути до Вест-Индии, которой, говорят, располагал Колумб, была куда менее подробна и определенна, чем лоция океана, в котором находится остров устойчивости 114-го. За чем же стало дело?

Метод работы был таков. Брался образец стекла и специальными составами подвергался травлению. Поверхность образцов рассматривалась под микроскопом. Следы распада 114-го должны были представлять пучок расходящихся линий – пути движения осколков ядра. И такие следы были обнаружены во многих образцах. Например, в одном кубическом сантиметре хрустальной вазы XVIII века содержалось 120 следов распада (преклоним колени перед мужеством хозяина вазы, отдавшего ее на потребу науки, и перед отвагой физика-экспериментатора, занесшего руку с молотком над этой вазой и, главное, опустившего ее). Конечно, на следах не было написано: мы, дескать, оставлены именно 114-м. Но соболь, пробегая по снегу, тоже не оставляет своего факсимиле, тем не менее опытный охотник по вмятинам с едва различимыми отпечатками коготков уверенно различает, кто проходил здесь три часа назад. Но, увы, охотники за 114-м хотя и видели следы, но своего «соболя» все еще не поймали.

Следующими объектами исследований были породы, добытые из-под многокилометровой толщи воды со дна океана. Имелись веские основания считать, что подобно тому, как свинец, попавший в океанскую воду, захватывается нерастворимыми в воде соединениями и попадает на дно, так и соединения 114-го рано или поздно очутятся в. этих образованиях, называемых конкрециями. Искать 114-й в конкрециях было тем интереснее, что в этих образованиях не могли похозяйничать космические лучи: толща воды служит надежной защитой от космических пришельцев.

Результаты? Пока неясные. Меньше всего в этом виноваты исследователи. Кто придерживается обратного мнения, пусть вообразит песчаный пляж протяженностью в 100 метров и шириной в 10 метров при толщине слоя песка в 1 метр. Вообразили? Теперь представьте, что вам на этом пляже предстоит разыскать какую-то одну (одну!) определенную песчинку, причем хотя вы знаете, что эта песчинка должна быть отмечена каким-то особым знаком, но каким именно, это вам неизвестно. Думаю, что за такую работу не отважится приняться ни один подвижник. А физики берутся: несложный расчет показывает, что число песчинок на упомянутом нашем пляже должно составлять 10¹³ – именно столько, сколько атомов посторонних элементов должно приходиться на один атом 114-го элемента в тех образцах, где он разыскивается.

Не ожидая конечных результатов поисков 114-го на Земле, исследователи решили обратиться к космосу, точнее – к космическим лучам. Эти лучи, пронизывающие все доступное нашему обозрению космическое пространство, содержат не только протоны – ядра водорода, но, хотя и в меньшем количестве, ядра самых разнообразных химических элементов. Впрочем, далеко не всем химическим элементам, входящим в состав космического излучения, суждено добраться до Земли. От места своего рождения в далеких галактиках до нашей планеты космическое излучение идет много миллионов лет. Конечно, достигнуть цели путешествия могут лишь наиболее долгоживущие ядра: изотопы, обладающие недостаточно большим периодом полураспада, скончаются в дороге, превратившись в более устойчивые ядра.

Теперь, после краткого отступления о космических лучах, самое время рассказать об одних не совсем обычных экспериментах. На специальных аэростатах на громадную высоту поднимались фотопластинки. Хотя никакой фотоаппаратуры на аэростатах не было, фотопластинки тем не менее предназначались для фотографирования. Объектом фотографии должны были стать космические лучи.

Разумеется, и на большой высоте космические лучи столь же невидимы, как и у поверхности Земли. Невидимы для глаза, но не для фотографической пластинки. Неистовые частицы космического излучения, попадая на фотоэмульсию, оказывают на нее гораздо более сильное разрушительное действие, чем кроткие фотоны – кванты видимого света, каждый из которых способен разбить разве что одну-единственную молекулу хлористого серебра – основу фотоэмульсии. Протоны же, не говоря уж о более тяжелых ядрах, движутся через строй молекул хлористого серебра, словно слоны Ганнибала через фаланги поверженных римлян. После пролета космических частиц остается след, внушительный, чем выше порядковый номер элемента.

Так вот, среди следов (треков) космических частиц, запечатленных на фотопластинках, попадались, правда очень редко, такие внушительные, что так и напрашивалось предположение: эти борозды пропахали атомы элементов с порядковыми номерами, превышающими 100. Но ведь любые известные нам элементы с такими порядковыми номерами – и фермий (100), и менделеевий (101), и жолиотий (102), и резерфордий (103), и курчатовий (104), и, наконец, нильсборий (105) – настолько недолговечны, что им в составе космических лучей не долететь и от Юпитера, не то что от какой-то невообразимо далекой галактики, которой и имени то не придумали, а нарекли лишь скучным трехзначным номером. Стало быть…

Стало быть, след принадлежит какому-то неизвестному элементу из второй сотни. Какому? Уж не 114-му ли? Очень хотелось бы…

«Стоп, – снова вмешается недоверчивый читатель (настойчивость которого можно лишь приветствовать, потому что здоровый скептицизм полезен всегда, а для науки – втрое), – стоп, – скажет этот читатель, – не увлеклись ли слишком ученые, а вместе с ними и автор? Подумать только, в какие малости ударились: искать один атом в миллионах миллиардов других, радоваться следу – одному-единственному, да и то выуженному с высоты 40 километров? Какое это может иметь значение?»

Ответ может быть только один: огромное, неоценимое!

Если окажется, что в природе существует, пусть и в ничтожном количестве, 114-й элемент, то этим самым верхняя естественная граница поднимется сразу (даже дух захватывает!) на 22 клетки!

Поверьте, на мировоззрение человечества это расширение границ окажет влияние не меньшее, чем это было достигнуто Великими географическими открытиями XIV–XV веков.

А что до мизерности количеств 114-го, то ведь не вычеркиваем же мы из таблицы клетку № 87 только потому, что обитателя этой клетки в земной коре содержится еле-еле полкилограмма!

Но пока, несмотря на обнадеживающие результаты, определенных выводов о существовании на Земле устойчивого зауранового элемента сделать нельзя. Но, во-первых, это пока, а во-вторых…

Во-вторых, почему мы решили, что все элементы, стоящие за ураном, вымерли до конца, до последнего атома? Разве нет надежд обнаружить в природе хоть сколько-нибудь, хоть самую малость первых из заурановых элементов? Ведь у них периоды полураспада все же миллионы (лет), а не десятые доли (секунд), как у последних искусственно полученных заурановых элементов.

А в-третьих…

Вот с этого «в-третьих» мы, пожалуй, и начнем.

На страницах этой книги неоднократно вспоминался свинец. Популярность этого элемента в данном случае не удивительна: ведь свинец – конечный продукт распада самых «главных» естественных радиоактивных элементов Земли: тория и урана.

Но взглянем на таблицу Менделеева. После свинца в периодической системе стоит висмут – элемент, который наверняка образовался в результате радиоактивного распада более тяжелых элементов.

«Каких именно?» – спрошу я.

«Да мало ли имеется этих элементов! – последует наиболее вероятный ответ. – Вон их сколько в периодической системе: кроме тория и урана, – полоний, радий, актиний, выбирай любой».

Действительно, висмут может пойти, кажется, по любому направлению, и всюду, ну, если и не всюду, то, по крайней мере, где-нибудь он найдет своего предка. Однако, несмотря на обилие адресов, остается висмут безродным и сирым.

Вспомним еще раз основные типы радиоактивного распада: альфа, бета и гамма. Известно (учили ведь в школе!), что лишь первый из этих типов распада ведет к изменению массового числа. Массовое число альфа-частицы равно 4. Поэтому, если при радиоактивном распаде массовое число уменьшается, то сразу, «единым махом», на 4. А это означает, что тип ядра при расндде измениться не может.

В самом деле, возьмем какой-либо радиоактивный изотоп, например уран-238. Тип ядра 4p+2 (при делении 238 на 4 в остатке получаем 2). Стоит ли доказывать теперь или каждому усвоившему элементарную арифметику это ясно и так, что, какими бы путями ни распадался уран-238 и его потомки, во всех случаях будут образовываться только изотопы 4p+2. В самом деле, вот некоторые из продуктов распада урана-238: торий-234, радий-226, радон-222, свинец-206.

Родоначальником семейства 4p+3 стал другой изотоп урана, с массовым числом 235. Пройдя длинную цепочку изменений, он превращается в свинец-207.

Патриарх клана 4p торий-232. Массовые числа всех продуктов его распада без остатка делятся на 4; не составляет исключения и завершающее звено цепочки распада – свинец-208.

Основателем последнего из возможных семейств, семейства 4p+1» является… Позвольте, но ведь среди нескольких десятков изотопов естественных тяжелых радиоактивных элементов, от астата до урана, нет ни одного, который относился бы к типу 4p + 1, ни одного! И никак тут не спрячешься за спасительную формулу «нет так нет». Скорее всего, природа недолюбливает этот тип атомных ядер и не захотела «сотворить» относящиеся к нему изотопы.

Неужели природа не имеет права на такие невинные капризы?

Если бы мы и признали за природой право даже на самодурство, легче бы нам от этого не стало. Все тот же висмут-209, единственный, кстати, изотоп этого элемента – изотоп, как видим, типа4p+1. Должен же был откуда-то взяться этот самый висмут-209! Были же у него предки – предки типа 4p+1! Куда же они делись? Не переселились же они на другую планету!

Можно было бы беспредельно нанизывать вереницу вопросительных и восклицательных знаков, но конец недоумению положила алхимия, алхимия XX века. Когда были синтезированы все возможные изотопы первых заурановых элементов, сразу стало ясно, «откуда есть пошел» висмут. А пошел он от 93-го элемента, от нептуния-237 (тип 4p + 1). И тут все стало ясно: разумеется, «старик» не мог дожить до наших дней – что его два с малым миллиона лет (период полураспада) по сравнению с временем жизни нашей планеты, по сравнению с 4,5 миллиарда лет! Такими же «хлипкими» оказались и продукты распада нептуния-237, предшествующие висмуту: и протактиний-233, и торий-229, и радий-225.

Оказывается, бобыль висмут – единственный и неопровержимый свидетель того, что нептуний все же существовал на нашей планете.

А если существовал, то не сохранился ли? И не говорите о периоде полураспада! Профессору Челленджеру тоже все толковали о том, что первобытные ящеры не могли сохраниться на нашей планете, а он не поверил и открыл удивительный «затерянный мир» – уголок первобытной природы. Ах, это все Артур Конан-Дойль выдумал? Но ведь удивительная история с кистеперой рыбой целлакантус, которую считали вымершей сотни миллионов лет назад и которую сейчас отыскали в укромных океанских уголках, – это уже не вымысел. Так почему же не выступить в роли целлакантуса какому-либо, а может быть, даже каким-либо заурановым элементам?

Должен сказать, что аналогия с целлакантусом оказывается в высшей степени уместной в проблеме поиска заурановых элементов в природе. Ведь та рыба, которую выловили удачливые ихтиологи, тоже не прожила 200 миллионов лет – столько не живет, увы, ни одно живое существо, даже кистеперая рыба. Но не существуют ли какие-либо процессы, благодаря которым заурановые элементы образуются при ядерных процессах – так же, как рождаются в воздухе легкие радиоактивные элементы?

В науке – я уже говорил об этом – правильно поставить вопрос зачастую не менее важно, чем решить его. Проблема с естественными заурановыми элементами – лучшее тому подтверждение. Первые заурановые элементы получились облучением урана-238 нейтронами. В любом же урановом соединении, в любом урановом минерале, урановой руде нейтронов предостаточно. Они образуются при делении урана, при соударении вылетающих из урана альфа-частиц с другими элементами, при облучении соединений урана космическими лучами и т. д. Поэтому в природном уране всегда присутствует плутоний. Его, правда, очень мало: одна часть на 100 миллиардов частей урана, но она есть. Есть!