a. Togda takoj process
rasprostranyalsya by lavinoobrazno i s mgnovennoj skorost'yu vysvobozhdal by
gigantskie kolichestva energii.
Snachala Frederiku ZHolio-Kyuri udalos' poluchit' eksperimental'noe
dokazatel'stvo togo, chto, dejstvitel'no, pri delenii obrazuyutsya nejtrony.
Prakticheski v to zhe vremya, v marte 1939 goda, v SSHA Scilard i Cinn proveli
reshayushchij eksperiment. Vot kak oni opisali zahvatyvayushchij hod opyta: "My doshli
do togo momenta, kogda ostavalos' lish' nazhat' na knopku i nablyudat' za
fosforesciruyushchim ekranom. Esli by tam voznikli vspyshki, eto oznachalo by, chto
pri delenii urana ispuskayutsya nejtrony. Togda vysvobozhdenie atomnoj energii
stalo by vozmozhnym eshche pri nashej zhizni...". Zatem oni nazhali na knopku,
uvideli vspyshki i nablyudali ih, ne otryvayas', minut dvadcat'. "V tot vecher
stalo yasno, chto mir vstupil na put', polnyj trevog",-- skazal Scilard. A vot
chto govoril Rezerford nezadolgo do svoej smerti v oktyabre 1937 goda:
"Vsyakij, kto vidit v prevrashchenii atoma istochnik energii, boltaet chepuhu".
Sejchas, cherez dva goda, vse vyglyadelo sovsem inache.
Teper' mnogie atomshchiki polagali, chto najden pryamoj put' dlya
ispol'zovaniya energii atoma. Odnako ih optimizm zametno umerilo vyskazyvanie
Bora. V fevrale 1939 goda datskij uchenyj porazil vseh gipotezoj, chto
delit'sya sposoben tol'ko izotop urana s massovym chislom 235. |to zamechanie
obeskurazhivalo ibo prirodnyj uran sostoit v osnovnom iz nedelyashchegosya
urana-238 i lish' na 0,7 % iz urana-235. Poetomu neminuem byl predvaritel'nyj
process obogashcheniya etogo urana-235, esli ne vydelenie ego v chistom vide v
kilogrammovyh kolichestvah. Dazhe opytnym fizikam-eksperimentatoram eto
kazalos' nikogda ne dostizhimym.
Trudnosti obnaruzhilis' uzhe na posleduyushchih etapah. Potrebovalsya vse zhe
celyj god, chtoby eksperimental'no proverit' gipotezu Bora i ... podtverdit'
ee. Amerikanskij fizik Nir s pomoshch'yu special'no skonstruirovannogo im
mass-spektrografa s trudom otdelil celyh dve tysyachnyh milligramma urana-235
ot urana-238. On ustanovil, chto pri bombardirovke nejtronami, dejstvitel'no,
delitsya lish' redkij izotop urana. Teper' mozhno bylo zapisat' polnoe
uravnenie deleniya yadra:
[235]U + n = [236]U =[140]Ba +
[84]Kr + 2n + |nergiya
Pri zahvate odnogo nejtrona iz urana-235 obrazuetsya neustojchivyj
uran-236, kotoryj delitsya na izotop bariya i izotop kriptona s vydeleniem
dvuh nejtronov, gamma-luchej i vysvobozhdeniem energii. Sledovatel'no, delenie
yadra urana yavlyaetsya novym tipom prevrashcheniya elementov. V etom processe v
ideal'nom vide osushchestvlyaetsya i drugaya cel' atomshchikov: vysvobozhdenie atomnoj
energii.
Neskol'ko issledovatel'skih grupp -- v SSHA, v SSSR, vo Francii,
Germanii, Avstrii -- v 1939 godu uhvatilis' za delenie urana, otkrytoe Hanom
i SHtrasmanom. V techenie odnogo goda poyavilos' bolee sta nauchnyh publikacij
po teme "Nuclear Fission[68]". Pozhaluj, nikogda eshche novoe
otkrytie ne bylo tak bystro i osnovatel'no obrabotano, pereprovereno i
istolkovano. Nakopilas' ujma eksperimental'nogo i teoreticheskogo materiala.
Sovetskie fiziki YA. B. Zel'dovich i YU. B. Hariton pervymi dali
matematicheskij raschet cepnoj reakcii urana. Ih kollega YA. I. Frenkel'
sformuliroval -- nezavisimo ot Mejtner, Frisha, Bora i Uilera -- teoriyu
raspada urana. Nakonec, v iyune 1940 goda G. N. Flerov i K. A. Petrzhak
obnaruzhili, chto atomy urana raspadayutsya ne tol'ko pod dejstviem nejtronov,
no takzhe i samoproizvol'no, bez vneshnego vozdejstviya. Dlya urana, pravda,
takoe yavlenie nablyudaetsya ochen' redko. |ffekt byl podtverzhden snachala
nemeckim fizikom Gejncem Poze. V kalijnom rudnike glubinoj 450 m on smog
obnaruzhit' spontannoe delenie urana bez pomeh kosmicheskogo izlucheniya. Flerov
i Petrzhak obradovalis' etomu; ved' obychno ves'ma zhelatel'no poluchit' ot
drugih uchenyh podtverzhdenie novogo effekta. Snachala spontannomu deleniyu yader
tyazhelyh atomov ne mogli najti primeneniya. V nastoyashchee vremya etot effekt
priobrel znachenie dlya yadernoj fiziki.
|ksperimental'nye rezul'taty, poluchennye sovetskimi fizikami
neposredstvenno posle otkrytiya deleniya yadra, dokazyvayut atomnye issledovaniya
v SSSR uzhe togda byli na vysokom urovne. Eshche ran'she, v 1922 godu, odin iz
krupnejshih sovetskih uchenyh, geohimik V. I. Vernadskij, ukazal na znachenie
osnovopolagayushchih issledovanij po yadernoj fizike i ne poskupilsya na
predosterezheniya. Uzhe nedaleko to vremya, preduprezhdal uchenyj, kogda chelovek
poluchit v ruki energiyu atoma, takoj istochnik energii, kotoryj dast emu
vozmozhnost' postroit' svoyu zhizn' tak, kak on pozhelaet. |to mozhet proizojti
libo v blizhajshie gody, libo cherez sto let. Verno tol'ko to, chto tak budet.
Ispol'zuet li chelovek etu silu dlya dobra ili dlya samounichtozheniya? Sozrel li
on dlya ispol'zovaniya etoj sily, kotoruyu emu nepremenno peredast nauka?
Issledovateli atoma zablagovremenno stroili plany togo, kak prakticheski
ispol'zovat' energiyu deleniya urana. Nekotorye nadezhdy probudila obzornaya
stat'ya, opublikovannaya v "Naturvissenshaften" 9 iyunya 1939 goda: "Mozhno li
ispol'zovat' v tehnike energiyu, zaklyuchennuyu v yadrah atomov?" Avtorom obzora
byl fizik Zigfrid Flyugge, assistent instituta Otto Hana. Flyugge rasschital,
ishodya iz energii, vydelyayushchejsya pri delenii yadra, chto 1 m[3]
oksida urana dolzhno hvatit', chtoby podnyat' 1 km[3] vody massoj v
10[9] t na vysotu 27 km. Fizik opisal takzhe, chto imenno
neobhodimo, po predstavleniyam togo vremeni, dlya sozdaniya "uranovoj mashiny",
vyrabatyvayushchej energiyu.
Potom nastupilo 1 sentyabrya 1939 goda. V etot den' s napadeniya Gitlera
na Pol'shu nachalas' vtoraya mirovaya vojna. Dva dnya spustya fashistskaya Germaniya
nahodilas' uzhe v sostoyanii vojny s Angliej i Franciej. Nachinaya s etogo
vremeni na internacional'nye atomnye issledovaniya, stol' svobodno
provodivshiesya ranee, opustilas' zavesa nedoveriya. Uchenye, izgnannye iz
gitlerovskoj Germanii, sami stavshie svidetelyami agressivnosti i zhestokosti
fashizma, s uzhasom dumali o tom, chto bylo by s chelovechestvom, esli by eta
vojna velas' s ispol'zovaniem atomnogo oruzhiya. Mnogie vspominali
predosteregayushchie slova Frederika ZHolio-Kyuri, proiznesennye pri vruchenii emu
Nobelevskoj premii v 1935 godu. Uzhe togda francuzskij uchenyj opasalsya, chto
kogda-nibud', esli nauka smozhet po zhelaniyu stroit' ili razrushat' elementy,
budut osushchestvleny yadernye prevrashcheniya vzryvnogo haraktera. Togda,
bezuslovno, poyavitsya bol'shaya opasnost' -- vozmozhnoe razvyazyvanie katastrofy.
Glava 6
|LEMENTY, SOZDANNYE RUKOJ CHELOVEKA
Programma atomnoj bomby
Hod sobytij v fashistskoj Germanii pokazal, chto pravy byli te, kto
predosteregal ot gitlerovskoj atomnoj bomby. V aprele 1939 goda fizik Paul'
Hartek poslal pis'mo v voennoe ministerstvo rejha, chtoby privlech' vnimanie k
novejshim dostizheniyam v yadernoj fizike; oni, byt' mozhet, dadut vozmozhnost'
razrabotat' vzryvchatoe veshchestvo na neskol'ko poryadkov bolee dejstvennoe, chem
te, kotorymi raspolagayut v nastoyashchee vremya. |to zayavlenie posluzhilo nachalom
dlya tajnogo predpriyatiya fashistov. Uzhe letom 1939 goda v otdele vooruzheniya
armii bylo sozdano otdelenie yadernoj fiziki. Rukovodit' im poruchili fiziku
Kurtu Dibneru -- armejskomu specialistu po vzryvchatym veshchestvam. Na okraine
Berlina na opytnom poligone vermahta Dibner poluchil vozmozhnost' vydelit'
sebe uchastok dlya eksperimentirovaniya.
Fiziki takzhe nastojchivo ukazyvali issledovatel'skomu sovetu rejha na
znachenie processa deleniya urana. Poetomu v Germanii vskore poyavilis' dve
sopernichavshie issledovatel'skie gruppy, kotorye s nachala vtoroj mirovoj
vojny veli izuchenie urana v voennyh celyah. Fashisty prinuzhdali specialistov k
sotrudnichestvu metodom, kazavshimsya im samym prostym: uzhe v pervoj nedele
sentyabrya oni razoslali fizikam prizyvnye povestki.
Kurt Dibner i lejpcigskij fizik |rik Bagge, assistent professora
Vernera Gejzenberga, v sootvetstvii s prikazom nametili "rabochij plan po
proizvodstvu opytov dlya prakticheskogo ispol'zovaniya deleniya yadra". V
predelah etoj programmy kazhdomu specialistu byli ukazany svoi zadachi. V.
Gejzenberg i K. F. fon Vejczeker -- vedushchie nemeckie atomnye teoretiki --
obyazyvalis' rabotat' nad teoreticheskimi problemami. 6 dekabrya 1939 goda
Gejzenberg predstavil otdelu vooruzheniya armii doklad "O vozmozhnosti
tehnicheskogo polucheniya energii pri delenii urana". |tu rabotu mozhno schitat'
pervoj obshchej koncepciej dlya razrabotki tak nazyvaemoj uranovoj mashiny,
imenuemoj teper' uranovym ili atomnym reaktorom.
V nej ukazano, chto samyj vernyj metod dlya konstruirovaniya takoj mashiny
sostoit v obogashchenii izotopa [235]U. |tot metod -- edinstvennyj
dlya polucheniya vzryvchatyh veshchestv, razrushitel'naya sila kotoryh budet na
neskol'ko poryadkov prevoshodit' izvestnye sil'nejshie vzryvchatye veshchestva.
Dlya vyrabotki energii mozhno ispol'zovat' i obychnyj uran, bez obogashcheniya,
esli ego soedinit' s drugim veshchestvom, kotoroe moglo by zamedlit' nejtrony,
ne pogloshchaya ih. Voda dlya etoj celi ne podhodit. Po imeyushchimsya dannym, |TOgo
mozhno dostich' s pomoshch'yu tyazheloj vody ili ochen' chistogo grafita.
Tyazhelaya voda predstavlyaet soboj soedinenie tyazhelogo izotopa vodoroda --
dejteriya (D2O). V obychnoj vode (H2O) ee soderzhitsya do 0,015 %. Dlya togo,
chtoby poluchit' tyazheluyu vodu, trebuetsya dlitel'nyj process elektroliza; i vse
zhe nemeckie uchenye otdali predpochtenie takomu zamedlitelyu. V mae 1940 goda
nemeckie vojska v rezul'tate napadeniya na Norvegiyu vzyali pod svoj kontrol'
edinstvennyj elektroliznyj zavod mira, proizvodivshij tyazheluyu vodu,-- Norsk
Gidro v R'yukane. Tem samym, kazalos', byl raschishchen put' dlya fashistskoj
programmy uranovoj bomby. Parallel'no s popytkami zapustit' "uranovuyu
mashinu" predprinimalis' raboty po obogashcheniyu atomnogo vzryvchatogo veshchestva
[235]U. Razlichnye issledovatel'skie gruppy pytalis' najti
optimal'nyj tehnicheskij variant. Byli plany obogashcheniya neobhodimogo izotopa
urana ishodya iz gazoobraznogo geksaftorida urana s pomoshch'yu ul'tracentrifug,
separatorov izotopov ili zhe diffuzionnym metodom. Manfred fon Arden,
vladevshij chastnoj laboratoriej v Berlin-Lihterfel'de, schital, chto prirodnye
izotopy mozhno razdelit' mass-spektrograficheski.
Atomnaya programma SSHA vnachale vo mnogom napominala razrabotki,
provodivshiesya v Germanii. 2 avgusta 1939 goda Al'bert |jnshtejn, kotoryj,
spasayas' ot fashistskogo varvarstva, emigriroval iz Germanii, podpisal pis'mo
prezidentu SSHA Ruzvel'tu, sostavlennoe fizikami-atomshchikami Scilardom i
Vignerom. V nem govorilos', chto na osnove otkrytogo nedavno processa deleniya
urana teper' est' vozmozhnost' izgotovlyat' bomby novogo vida s velichajshej
vzryvnoj siloj. Sleduet opasat'sya, chto v Germanii uzhe rabotayut nad etim.
Pis'mo |jnshtejna yavilos' prelyudiej dlya sozdaniya centralizovannogo
amerikanskogo proekta atomnoj bomby. Takaya programma stala nastoyatel'no
neobhodimoj, kogda k koncu 1941 goda amerikancy sami byli vtyanuty v vojnu, a
so vseh storon shli vesti ob opasnom skachke v oblasti nemeckih atomnyh
issledovanij. Amerikanskie voennye tverdo uhvatilis' za tak nazyvaemyj
Manhettenskij proekt. Pod rukovodstvom generala Grovsa byli ob®edineny vse
krupnye atomnye sily SSHA i sotni tysyach tehnikov i rabochih. Sredi nih byli
uchenye vysokogo ranga: Lourens, Bete, Siborg, Nir, YUri, Scilard, Vigner,
Teller, Oppengejmer. Ne sleduet zabyvat' takzhe emigrantov Fermi, Segre, Dzh.
Franka. Pozdnee k nim primknul Frish i vremenami prisoedinyalsya Nil's Bor,
kotoryj v 1943 godu s trudom spassya begstvom ot presledovanij gestapo.
V SSSR primerno v to zhe vremya planirovalis' podobnye meropriyatiya.
Akademik N. N. Semenov v 1941 godu ukazal Narodnomu komissariatu tyazheloj
promyshlennosti na vozmozhnost' proizvodstva atomnogo oruzhiya. V iyune 1941 goda
germanskie fashisty napali na Sovetskoe gosudarstvo, i vse plany atomnyh
issledovanij prishlos' otlozhit'. CHerez god, v mae 1942 goda, sovetskij fizik
G. N. Flerov soobshchil Gosudarstvennomu Komitetu Oborony, chto sleduet
bezotlagatel'no pristupit' k izgotovleniyu atomnoj bomby. Kogda v 1943 godu
Krasnaya Armiya vse bol'she vynuzhdala fashistskogo agressora k oborone, mozhno
bylo vnov' vzyat'sya za vypolnenie sobstvennoj programmy atomnyh issledovanij.
Odnako tyazhelye rany, nanesennye mirovoj vojnoj Sovetskoj strane, ne
pozvolyali razvit' stol' moshchnuyu atomnuyu industriyu, kak na obojdennoj vojnoj
territorii Soedinennyh SHtatov. Tam, v malonaselennyh prostranstvah
vyrastali, kak griby, gigantskie ustanovki i celye goroda. V Ok-Ridzhe (shtat
Tennessi) amerikancy vystroili kilometrovuyu ustanovku dlya razdeleniya
izotopov urana gazodiffuzionnym i elektromagnitnym metodami. V Henforde na
reke Kolumbiya na territorii 1800 km[2] vozdvigli bol'shie
promyshlennye ustanovki dlya polucheniya 94-go elementa, znachenie kotorogo kak
atomnogo vzryvchatogo veshchestva amerikancy uzhe ocenili.
Poseredine pustyni N'yu-Meksiko, na nedostupnom vysokom plato, voznikla
laboratoriya atomnoj bomby SSHA -- Los Alamos. Vydayushchiesya atomshchiki pod
rukovodstvom Roberta Oppengejmera rabotali zdes' nad konechnoj stupen'yu --
soedineniem delyashchihsya izotopov v atomnoe vzryvchatoe veshchestvo. Bylo
rasschitano, chto oni mogut vzorvat'sya tol'ko pri opredelennoj kriticheskoj
masse. Neobhodimo bylo ochen' bystro soedinit' dve dokriticheskie chasti, chtoby
podzhech' bombu. Togda odin-edinstvennyj nejtron v doli sekundy razvyazhet
atomnuyu cepnuyu reakciyu.
Snachala predpolagalos' privesti v soprikosnovenie neobhodimye
kolichestva [235]U ili 94-go elementa vysokoj chistoty. No dlya
etogo potrebovalos' by neskol'ko kilogrammov veshchestv. Teper' uzhe ne yavlyaetsya
sekretom, chto kriticheskaya massa etih delyashchihsya izotopov sostavlyaet 22,8 kg
dlya [235]U i 5,6 kg -- dlya elementa 94. Kak zhe mozhno poluchit'
stol'ko elementa 94 -- elementa, kotorogo vovse net v prirode? Iskusstvenno
dobytye elementy v to vremya byli polucheny lish' v nevidimyh, nevesomyh
kolichestvah.
Plutonij -- pervyj iskusstvennyj element, uvidennyj chelovecheskim glazom
93-j element, neptunij, ispuskaet beta-izluchenie. Poetomu ego
pervootkryvateli, Mak-Millan i Abel'son, dovol'no odnoznachno utverzhdali v
stat'e ot 14 iyunya 1940 goda, chto element 94 navernyaka soderzhitsya v produktah
raspada neptuniya. Odnako obnaruzhit' eto im ne udalos'. Preparaty byli
slishkom slaby, chtoby mozhno bylo identificirovat' element 94, po-vidimomu,
ves'ma dolgozhivushchij. Poetomu Mak-Millan sovmestno s kollegami Siborgom,
Segre, Kennedi i Valem poshli po drugomu puti.
V dekabre 1940 goda v Berkli oni obluchili uran dejtronami, razognannymi
v 60-dyujmovom ciklotrone. Izotop neptuniya, voznikayushchij v rezul'tate
elementarnogo prevrashcheniya po uravneniyu
[238]U + d = [238]Np + 2n
dolzhen byl raspast'sya v izotop-238 elementa 94 s izlucheniem
beta-chastic. Togda v Berkli nikto ne somnevalsya v etom. Odnako, chtoby
obnaruzhit' element 94, amerikancam prishlos' zatratit' neskol'ko mesyacev.
Ved' element schitaetsya otkrytym tol'ko togda, kogda odnoznachno vydelen odin
iz ego izotopov, oharakterizovan fizicheski i himicheski i opredelen ego
poryadkovyj nomer. Sovershenno novyj element dolzhen proyavlyat' svojstva,
kotorye yavno otlichayut ego ot uzhe izvestnyh sosedej po periodicheskoj sisteme.
V noch' na 23 fevralya 1941 goda probil chas rozhdeniya 94-go elementa, vernee,
ego izotopa-238. Mak-Millan uzhe ne mog neposredstvenno uchastvovat' v etom
otkrytii. V konce 1940 goda on byl prizvan na voennuyu sluzhbu.
Neobhodimo vernut'sya po vremeni nemnogo nazad. Reshenie o tom, chtoby
provesti opyty po polucheniyu elementa 94 s pomoshch'yu ciklotrona v Berkli, bylo
prinyato na soveshchanii fizikov 15 i 16 dekabrya 1940 goda v Kolumbijskom
universitete, v N'yu-Jorke. Lourens ustupil natisku svoih kolleg Segre i
Fermi i vyrazil gotovnost' predostavit' v ih pol'zovanie svoj ciklotron. Vse
nahodilis' pod vpechatleniem smelogo poleta mysli Fermi. Ved' emigrirovavshij
ital'yanec uzhe davno zanimalsya teoreticheskim obosnovaniem "uranovoj mashiny".
On ves'ma ubeditel'no dokazal svoim kollegam, chto v takom "uranovom kotle"
dolzhen obrazovyvat'sya 94-j element. Poslednij dolzhen byl predpolozhitel'no
obladat' toj zhe sposobnost'yu deleniya, chto i uran-235. Poetomu, schital
uchenyj, nastoyatel'no neobhodimo pytat'sya naladit' sintez etogo elementa,
hotya by v malyh masshtabah, s tem, chtoby uznat' ego svojstva.
Istoriki nauki mnogokratno podcherkivayut, chto N'yu-Jorkskaya konferenciya
yavilas' istoricheskim povorotnym momentom: v dekabre 1940 goda vpervye byla
razvita teoriya delimosti neizvestnogo 94-go elementa. Odnako v eto vremya
vsemirnyj obmen nauchnymi ideyami byl uzhe sil'no ogranichen sekretnymi
pregradami, postavlennymi vojnoj. V amerikanskom special'nom zhurnale "Fizikl
rev'yu", ochen' populyarnom, s iyulya-avgusta 1940 goda ne poyavlyalos' nikakih
soobshchenij po uranovoj probleme.
Poetomu istoriki ne zametili rabotu nemeckogo fizika Karla fon
Vejczekera. V to vremya, kogda vse fiziki-atomshchiki upovali na poluchenie
yadernoj energii putem deleniya urana-235, Vejczeker osnovyvalsya uzhe na
vozmozhnosti polucheniya energii iz urana-238. |ti soobrazheniya soderzhalis' v
ego doklade ot 17 iyulya 1940 goda, podgotovlennom dlya otdela vooruzheniya
armii.
Po predstavleniyam Vejczekera, v zapushchennoj uranovoj mashine iz
nedelyashchegosya urana-238, schitavshegosya bespoleznym, dolzhen byl putem
pogloshcheniya nejtronov obrazovyvat'sya transuranovyj 94-j element. Ego
izotop-239, kak i uran-235, yavlyaetsya atomnym delyashchimsya veshchestvom. Byt'
mozhet, voobshche bylo by vygodnee, polagal Vejczeker, sosredotochit' svoe
vnimanie na legko vydelyaemom elemente 94, chem provodit' trudoemkoe
obogashchenie i otdelenie urana-235.
Vernemsya k sobytiyam 1941 goda v SSHA. Dlya elementa 94 uzhe izvesten byl
izotop-238; on byl nedelyashchimsya, sledovatel'no, neinteresnym. Poetomu
fiziki-atomshchiki SSHA napravili vse usiliya na poluchenie delyashchegosya
izotopa-239. V marte 1941 goda 1,2 kg chistejshej soli urana, zamurovannoj v
bol'shoj parafinovyj blok podvergli v ciklotrone bombardirovke nejtronami.
|to bylo do teh por samoe bol'shoe kolichestvo veshchestva, kotoroe podvergli
prevrashcheniyu. Dva dnya i dve nochi dlilas' bombardirovka "kreposti" uranovogo
yadra. Byli polucheny priblizitel'no 0,5 mkg izotopa-239 elementa 94.
Poyavlenie novogo elementa, kak i bylo predskazano teoriej, soprovozhdalos'
potokom al'fa-chastic.
28 marta 1941 goda amerikanskie fiziki sobralis' v Berkli dlya reshayushchego
eksperimenta. Siborg, Serge, Kennedi, Lourens vzvolnovanno sledili za
ekranom oscillografa, kotoryj dolzhen byl pokazat', sposoben li novyj element
k deleniyu. Opyt polnost'yu podtverdil teoriyu: bylo najdeno vtoroe atomnoe
vzryvchatoe veshchestvo, dazhe moshchnee predydushchego, tak kak dlya nego trebovalas'
men'shaya kriticheskaya massa.
Nachinaya s etogo momenta vse issledovatel'skie raboty s elementom 94
stali v SSHA strogo sekretnymi. Nomer 49 -- takov byl kod dlya izotopa-239
elementa 94. I vse te, kto rabotal nad atomnoj bomboj, izgotovlyaemoj iz
94-go elementa, tak i nazyvalis' -- sorok devyatye. V soobshchenii ot maya 1941
goda Lourens podvel itogi dostignutym uspeham i rekomendoval kak mozhno
skoree poluchit' neobhodimoe kolichestvo 94-go elementa dlya uranovogo kotla.
Ne znaya soobrazhenij Vejczekera, v SSHA prishli k tem zhe vyvodam.
Nemeckie issledovateli atoma tozhe ne ostavalis' bezdeyatel'nymi. V
laboratorii Manfreda fon Ardena byli razrabotany osnovy dlya polucheniya 94-go
elementa. V avguste 1941 goda gost' instituta, fizik Fric Houtermans,
zakonchil svoj sekretnyj doklad "K voprosu o razvyazyvanii cepnyh yadernyh
reakcij". V nem on ukazyval teoreticheskie vozmozhnosti dlya izgotovleniya v
uranovom kotle novogo vzryvchatogo veshchestva iz prirodnogo urana.
94-j element obladaet tem preimushchestvom, chto on yavno otlichaetsya po
svoim svojstvam ot urana, tak chto ih sravnitel'no legko razdelit'. Takoe
himicheskoe razdelenie proishodit gorazdo proshche, chem trudoemkoe otdelenie
izotopov urana-235 i urana-238. CHtoby predprinyat' razdelenie v laboratorii,
a zatem -- kak predusmotreno -- v proizvodstvennom masshtabe, bezuslovno,
neobhodimo bylo zaranee ustanovit' svojstva etogo iskusstvennogo elementa.
Odnako dlya analiticheskih himicheskih issledovanij trebovalis' vesomye
kolichestva veshchestva. Otkuda ih vzyat'? Ved' rech' idet ob elemente, kotorogo
net na Zemle. Ili eto vse zhe ne tak?
V techenie 1942 goda amerikancy ves'ma ser'ezno zanimalis' poiskami
transuranov 93 i 94 v prirodnyh mineralah. Trudoemkaya pererabotka uranovyh
rud iz Kolorado i N'yu-Meksiko dala otricatel'nyj rezul'tat. Esli 94-j
element tam voobshche est', utverzhdali amerikanskie specialisty, to soderzhitsya
on v rudnyh koncentratah v sootnoshenii 1 : 10[14] chto govorit o
nevozmozhnosti ego vydeleniya. Do poslednego momenta vozlagali bol'shie nadezhdy
na uranovuyu smolyanuyu rudu iz rajona Bol'shogo Medvezh'ego ozera v Kanade. V
rude, kotoraya soderzhit sorok razlichnyh elementov, nadeyalis' najti
transurany. Odnako i eta nadezhda ne opravdalas'.
Edinstvennoe, chto nashli, tak eto podhodyashchee nazvanie dlya novogo
elementa. Snova predstavilas' vozmozhnost' provesti parallel' s astronomiej.
V 1930 godu proizoshlo znamenatel'noe sobytie: po tu storonu Neptuna byla
otkryta novaya planeta -- Pluton. Anglijskij astronom Lovell uzhe davno
predskazyval ee sushchestvovanie i tem samym proyavil sebya ne tol'ko kak avtor
fantasticheskih rasskazov. |lement 94 nazvali v chest' novoj planety
plutoniem. V takom naimenovanii zaklyucheno predznamenovanie: ved' 94-j
element, kak sleduet iz klassicheskoj mifologii, nosit imya boga smerti.
Kak zhe shlo delo s popytkami polucheniya zametnyh kolichestv plutoniya? V
ciklotrone byli polucheny lish' mikrogrammovye kolichestva -- tysyachnye doli
milligramma. Ispol'zovanie ciklotrona dlya sinteza iskusstvennyh elementov
oznachalo bol'shoj tehnicheskij progress. Bylo vyschitano, chto s obychnymi
radievo-berillievymi istochnikami nejtronov na poluchenie 0,15 g plutoniya iz
urana potrebovalos' by 200 let. Takoe zhe kolichestvo v ciklotrone mozhno bylo
poluchit' za dva dnya, esli ispol'zovat' nejtrony, vybivaemye razognannymi
dejtronami iz berillievoj misheni.
V avguste 1942 goda amerikancam Kanningemu i Verneru udalos' poluchit'
okolo 1 mkg plutoniya. CHerez mesyac, 10 sentyabrya 1942 goda, vpervye bylo
vzvesheno vidimoe kolichestvo iskusstvenno izgotovlennogo elementa: 2,77 mkg
oksida plutoniya. Dlya etogo special'no byli skonstruirovany mikrovesy s
kvarcevoj nit'yu. V konce 1942 goda uzhe imelos' 500 mkg -- polmilligramma
soli plutoniya. |to kolichestvo slishkom malo dazhe dlya togo, chtoby izgotovit'
bulavochnuyu golovku. Porazitel'na razrabotannaya Kanningemom tehnika raboty,
stavshaya osnovoj ul'tramikroanaliza; neobhodimost' raboty s mikrokolichestvami
veshchestva zastavila ispol'zovat' sovershenno novye formy iskusstva himicheskogo
eksperimenta. Laboratornyj stol ustupil mesto mikroskopu. Pochti vse
manipulyacii prishlos' provodit' pod stereomikroskopom. Obychnye laboratornye
stakany i Kolby sokratilis' do razmerov tonchajshih kapillyarov s vnutrennim
diametrom ot 0,1 do 1 mm. V nih pomeshchali ob®emy zhidkosti ot
10[-1] do 10[-5] ml i provodili himicheskie reakcii. Ob
etih rabotah znachitel'noj nauchnoj cennosti po vydeleniyu i izucheniyu 94-go
elementa nauchnyj mir uznal tol'ko v poslevoennye gody, kogda s nih byla
snyata zavesa sekretnosti.
Osnovyvayas' na svojstvah plutoniya, izuchennyh ul'tramikrometodami, byl
sdelan smelyj shag: proektirovanie i postrojka promyshlennyh ustanovok dlya
izgotovleniya i ochistki etogo delyashchegosya elementa v masshtabe 1:1000 000 000.
Rabota byla nachata v SSHA v to vremya, kogda eshche ne funkcioniroval ni odin
reaktor dlya sinteza plutoniya. Poslednij amerikancy zapustili lish' 2 dekabrya
1942 goda: pod tribunoj sportivnogo stadiona v CHikago |nriko Fermi uspeshno
podzheg uranovyj kotel, sostoyashchij iz sloev 6 t urana, 36,6 t oksida urana i
315 t chistejshego grafita. V hod byla pushchena samopodderzhivayushchayasya cepnaya
reakciya: upravlyaemaya, a sledovatel'no, ne razrushitel'naya, kak togo boyalis'.
Vpervye "uranovaya mashina" vyrabatyvala energiyu, hotya snachala tol'ko 200 Vt.
Takzhe vpervye v uranovom reaktore obrazovyvalsya element plutonij: elementy v
reaktore iskusstvenno prevrashchalis' drug v druga v vesomyh kolichestvah.
Dlya atomnoj promyshlennosti SSHA udachnyj eksperiment Fermi oznachal
poslednij etap k osushchestvleniyu proizvodstva plutoniya v Henforde. S
neveroyatnoj pospeshnost'yu byli ustanovleny tri gigantskih uranovyh kotla na
yuzhnom beregu reki Kolumbiya. Atomnyj reaktor Fermi rabotal, kak chasy. Kogda v
gody vojny eti reaktory byli zapushcheny na polnuyu moshchnost', oni pomimo
bol'shogo chisla radioaktivnyh izotopov vyrabatyvali ezhednevno okolo 1,5 kg
plutoniya. Krome togo, v processe yadernogo deleniya vydelyalos' mnogo energii,
kotoraya ne nahodila primeneniya i lish' nagrevala vodu reki.
Kogda amerikanskomu zhurnalistu Vil'yamu Lourensu, avtoru neskol'kih
populyarnyh broshyur po atomnoj energii, razresheno bylo pobyvat' v Henforde,
uvidennoe porazilo ego. Po ego slovam, ne bylo nikakogo priznaka togo, chto v
etom gigante, postroennom rukoj cheloveka, svirepstvuet kosmicheskij ogon';
chto v ego utrobe proishodit tot process sozidaniya elementov, kotoryj,
veroyatno, protekal milliony let nazad, kogda voznikali osnovy nashego
mirozdaniya. Vse kazalos' kakim-to nereal'nym. Ustanovka rabotala v
neestestvennoj tishine, v kotoroj mozhno bylo uslyshat' bienie sobstvennogo
serdca.
Fermi ispol'zoval dlya svoego reaktora grafit v kachestve zamedlitelya.
Nemcy, kak izvestno, predpochli tyazheluyu vodu. Odnako takim putem oni ne
dostigli celi. K tomu zhe fashistskaya Germaniya byla blizka k gibeli i ne
raspolagala temi moshchnymi material'nymi i tehnicheskimi sredstvami, kotorye
imelis' v SSHA. Nemeckaya model' uranovoj mashiny ne dostigla kriticheskoj
massy; nel'zya bylo poluchit' 94-j element. Vse drugie raboty po vydeleniyu
atomnogo vzryvchatogo veshchestva uran-235 tozhe ne byli zakoncheny do konca
vojny. K schast'yu dlya narodov, gitlerovskaya atomnaya bomba tak i ostalas'
strashnym videniem.
"Ad" i "bezumie"
Blagodarya tochnym ul'tramikrohimicheskim rabotam uchenye ochen' skoro stali
raspolagat' vsemi osnovnymi fiziko-himicheskimi dannymi dlya iskusstvennogo
elementa plutoniya. Teper' issledovateli s nekotoroj gordost'yu zayavlyayut, chto
o plutonii izvestno bol'she, chem o kakom-nibud' klassicheskom elemente,
skazhem, zheleze.
Kogda v konce 1943 goda v SSHA smogli "naskresti" neskol'ko milligrammov
plutoniya, v CHikagskom universitete gruppa Glenna Siborga i Al'berta Giorso
stala rabotat' nad sintezom i obnaruzheniem drugih blizhajshih transuranov --
95- i 96-go. Oni, nesomnenno, takzhe dolzhny obrazovyvat'sya v atomnom reaktore
v rezul'tate mnogokratnogo zahvata nejtronov uranom. Odnako ne bylo smysla
vydelyat' neizvestnye elementy iz produktov deleniya do teh por, poka ne budut
izvestny ih himicheskie i fizicheskie svojstva. Poetomu Siborg s sotrudnikami
hoteli snachala poluchit' eti transurany pri pomoshchi ciklotrona bombardirovkoj
plutoniya nejtronami ili dejtronami. Mezhdu tem opyty, dlivshiesya mesyacami, ne
davali kakih-libo sdvigov. Poyavilis' somneniya v pravil'nosti ispol'zovaniya
metodov razdeleniya.
Prezhnie predstavleniya, soglasno kotorym elementy 93, 94, 95 yavlyayutsya
analogami reniya, osmiya i iridiya, to est' dolzhny proyavlyat' te zhe himicheskie
svojstva, byli razrusheny s otkrytiem neptuniya i plutoniya: v etom meste
periodicheskaya sistema elementov byla neverna! |karenij -- neptunij i
ekaosmij -- plutonij, kak ni stranno, sovershenno ne imeli shodstva s reniem
ili osmiem. Poetomu Siborg predpolozhil, chto transurany vmeste s uranom
otnosyatsya k novoj gruppe elementov, yavlyayushchihsya preimushchestvenno
shestivalentnymi. Odnako kak ni privlekatelen byl etot variant, kak raz dlya
nego ne bylo himicheskih dokazatel'stv. Vse operacii, predprinyatye dlya
vydeleniya poluchennyh elementov 95 i 96, ne privodili ni k chemu, esli
ishodit' iz ih 6-valentnosti.
Siborg vnov' i vnov' pereproveryal svoi predstavleniya. Byt' mozhet,
analogichno 14 lantanoidam (redkozemel'nym elementam) sushchestvuet takzhe gruppa
iz 14 "aktinoidov", kotoraya sleduet za aktiniem i zakanchivaetsya 103-m
elementom? V etom sluchae elementy 95 i 96 dolzhny imet' elektronnye
konfiguracii, shodnye s ih "rodstvennikami" -- evropiem (element 63) i
gadoliniem (element 64), to est' dolzhny byt' preimushchestvenno trehvalentnymi.
Zavorozhennaya etoj mysl'yu gruppa Siborga risknula sdelat' otvazhnyj
pryzhok v neizvestnoe. Oni hoteli, prezhde vsego, sintezirovat' element 96,
chtoby na nem proverit' svoi predstavleniya. Letom 1944 goda oni
bombardirovali 10 mg plutoniya -- bol'she ne bylo -- al'fa-chasticami iz
ciklotrona v Berkli:
[239]Pu + [4]He = [242]X+ n
Opyt udalsya, udalis' i himicheskoe razdelenie i identifikaciya elementa
96. Poyavilas' aktinoidnaya koncepciya Siborga: aktinoidy yavlyayutsya ne chem inym,
kak ekalantanoidami. |to sledovalo uchityvat' pri razmeshchenii ih v
periodicheskoj sisteme. Tak poluchilos', chto 96-j element byl otkryt eshche do
95-go. Odnako himicheskoe razdelenie oboih elementov dolgoe vremya kazalos'
nevypolnimym. Odin sotrudnik iz gruppy v Berkli predlozhil nazvat' eti
transurany "pandemonium" (ad) i "delirium" (bezumie). Razdelenie udalos'
tol'ko v 1945 godu i lish' s pomoshch'yu novoj tehniki, kotoraya osnovyvalas' na
selektivnosti tol'ko chto razrabotannyh ionoobmennyh smol. Vydelennyj 96-j
element nazvali kyuriem v chest' Marii Kyuri. Dlya 95-go elementa predlozhili
nazvanie americij, ishodya iz ego lantanoidnogo analoga -- evropiya. Kogda
pozdnee bylo polucheno pervoe vidimoe glazom kolichestvo iskusstvennogo
elementa americiya i ego hoteli zapechatlet' na plenke, v Berkli otyskali
podhodyashchij dlya sravneniya masshtab: malen'koe igol'noe ushko. I vse zhe ono bylo
bol'she, chem kolichestvo americiya, sobrannoe na kroshechnom centrifuzhnom
steklyshke!
CHtoby poluchit' sleduyushchie transurany, nuzhno bylo raspolagat' dostatochno
bol'shimi kolichestvami americiya i kyuriya v kachestve veshchestv dlya misheni. Vopros
kasalsya ne tol'ko ih sinteza i vydeleniya, no i luchevoj zashchity, ibo novye
transurany okazalis' krajne kovarnymi radioaktivnymi veshchestvami. Odnim iz
opasnejshih yavlyaetsya plutonij vsledstvie ego dolgo neischezayushchij
radioaktivnosti, a takzhe sposobnosti zaderzhivat'sya v chelovecheskom organizme.
V 1 m[3] vozduha maksimal'no dopustimoe soderzhanie sostavlyaet
10[-9] g Pu. Esli sravnit' s sinil'noj kislotoj -- odnim iz
sil'nejshih himicheskih yadov, to ee predel'no dopustimaya koncentraciya ravna 11
mg na 1 m[3] vozduha. Poetomu pri rabote s etimi iskusstvennymi
elementami, vvidu ih "radiotoksichnosti", pervoocherednoj problemoj stanovitsya
zashchita.
Sintezy elementov 97 i 98 zastavili sebya zhdat'. Zatem ih nakonec
poluchili. Siborg, Giorso i Tomson v Berkli bombardirovali elementy 95 i 96
al'fa-chasticami bol'shoj energii. Dlya mishenej byli vzyaty milligrammovye
kolichestva americiya i dazhe mikrogrammovye kolichestva kyuriya, kotorye
sintezirovali iskusstvenno v 1949/50 godah. Oni byli polucheny oblucheniem
sootvetstvenno plutoniya i americiya v reaktore moshchnym potokom nejtronov. V
uranovom reaktore potok nejtronov vo mnogo raz intensivnee, chem v
ciklotrone.
Dva novyh elementa uvideli svet: 97-j -- berklij i 98-j - kalifornij.
Osobenno tyazhelo dostalos' obnaruzhenie 98-go elementa: iz mikrogrammovyh
kolichestv kyuriya obrazovyvalos' lish' okolo 5 000 atomov kaliforniya. Kogda eto
stalo izvestno, v universitete v Berkli mnogie shutili: eto kolichestvo
znachitel'no men'she, chem chislo studentov! Berklij tak i ostalsya ochen' redkim
elementom. Mirovoj zapas i segodnya sostavlyaet lish' neskol'ko milligrammov. I
vse zhe blagodarya izoshchrennym metodam analiza nauka znaet vse naibolee
sushchestvennye fiziko-himicheskie konstanty etogo iskusstvennogo elementa.
V nastoyashchee vremya atomnyj reaktor yavlyaetsya osnovnym istochnikom
polucheniya elementov 94--98. Transurany izvlekayut iz othodov, obrazuyushchihsya
posle vygoraniya sterzhnej iz obogashchennogo urana, prichem vydelyayut eti elementy
v razlichnyh kolichestvah. K etomu my eshche vernemsya. Znachitel'no vyshe vyhody
produktov deleniya srednej massy, v kotorye prevrashchaetsya v reaktore uran-235.
K nim otnosyatsya takzhe iskusstvennye elementy 43 i 61.
V 1945 godu amerikanskie himiki Marijskij, Glendenin i Koriell,
ispol'zuya novyj ionoobmennik, vpervye vydelili zametnye kolichestva 61-go
elementa. Vse oni voshli v istoriyu nauki kak pervootkryvateli etogo elementa.
Amerikancy predlozhili nazvat' ego prometij, chto simvolizirovalo by otvagu
chelovecheskogo duha i vmeste s tem vozmozhnye opasnosti ispol'zovaniya atomnoj
energii: ved' Prometej pohitil u bogov ogon', chtoby peredat' ego lyudyam.
Glavnyj izotop, prometij-147, radioaktiven i ispuskaet slaboe
beta-izluchenie. |ti dannye sovpali s teoreticheskimi predskazaniyami. Posle
togo, kak stali izvestny harakternye svojstva novogo elementa, opyty po
obnaruzheniyu ego v prirode, provodivshiesya |remetse i drugimi uchenymi, imeli
nekotoryj uspeh. Rabotaya v promyshlennom masshtabe, finskij himik vydelil iz 6
000 t apatita okolo 20 t oksidov redkozemel'nyh elementov, a iz nih -- 3,8
kg smesi oksidov samariya i neodima. Posle razdeleniya na ionoobmennike
ostalos' celyh 83 mg, kotorye ispuskali slaboe beta-izluchenie. |tu frakciyu
|remetse issledoval v 1965 godu i ee beta-spektr sovpal so spektrom
prometiya-147. Po ocenke |remetse, v koncentrate, poluchennom iz 6000 t
apatita, dolzhno soderzhat'sya 10[-11] g prometiya. Krome togo, sledy
etogo elementa byli najdeny takzhe v uranovoj smolke. Predpolagaetsya, chto
prirodnyj prometij obrazovalsya zahvatom nejtronov 60-m elementom, neodimom,
libo spontannym deleniem urana-238, a takzhe inducirovannym deleniem
urana-235. Odnako takie prirodnye "nahodki" ne otvergayut opredeleniya
prometiya, kak iskusstvennogo elementa. Ved' oshchutimye kolichestva ego i
segodnya mozhno poluchit' tol'ko iz produktov deleniya urana: moshchnye reaktory v
10 000 kVt dayut ezhednevno 1500 mg prometiya-147. V 1959 godu godovoj vypusk
prometiya v SSHA povysilsya uzhe do 650 g.
Izotop tehneciya [99]Ts takzhe udalos' obnaruzhit' v prirode v
vide sledov. V 1 kg uranovoj rudy nashli 10[-10] g izotopa.
Tehnecij-99 voznikaet pri spontannom delenii urana-238. Odnako vryad li
kto-nibud' zahochet poluchat' ego iz uranovyh rud. V nastoyashchee vremya
raspolagayut kilogrammovymi kolichestvami tehneciya i poluchayut ego
isklyuchitel'no v yadernoj promyshlennosti. Eshche v 1959 godu anglijskie himiki
soobshchali, chto oni vydelili 20 g etogo iskusstvennogo elementa iz 100 t
otrabotannogo reaktornogo topliva.
Po novejshim issledovaniyam, plutonij uzhe nel'zya nazyvat' iskusstvennym
elementom, ibo v 1971 godu ego obnaruzhili v prirodnom redkozemel'nom
minerale bastnezite, ne soderzhashchem urana. V 90 kg gornoj porody soderzhitsya
10[-14] g plutoniya-244, chto bylo ustanovleno s pomoshch'yu
mass-spektrografa. |to -- edinstvennyj izotop 94-go elementa, kotoryj eshche ne
sovsem ischez s lica Zemli za vremya ee sushchestvovaniya. Drugie izotopy
plutoniya, kotorye segodnya v vide sledov eshche nahodyatsya v prirodnyh uranovyh
rudah, imeyut, kak uzhe govorilos', iskusstvennoe proishozhdenie.
Po priblizitel'noj ocenke, vsya zemnaya kora tolshchinoj v 16 km soderzhit
okolo 1 kg plutoniya. Vvidu etogo v tablice rasprostranennosti prirodnyh
elementov plutonij zanimaet 90-e mesto -- mezhdu neptuniem i franciem. Takim
obrazom, edinstvennym istochnikom plutoniya yavlyaetsya takzhe yadernaya
promyshlennost', kotoraya dala uzhe mnogie tonny etogo elementa.
Ciklotrony i uranovye reaktory vse bol'she stanovyatsya sovremennym
filosofskim kamnem. S ih pomoshch'yu pomimo bol'shogo chisla izvestnyh
radioaktivnyh elementov v znachitel'nyh kolichestvah sinteziruyutsya i novye --
v grammah, kilogrammah i dazhe tonnah. V etoj svyazi, estestvenno, voznikaet
provokacionnyj vopros: nel'zya li proizvodit' takzhe i zoloto v uranovom
reaktore?
Zoloto, poluchennoe v atomnom reaktore
V 1935 godu amerikanskomu fiziku Arturu Dempsteru udalos' provesti
mass-spektrograficheskoe opredelenie izotopov, soderzhashchihsya v prirodnom
urane. V hode opytov Dempster izuchil takzhe izotopnyj sostav zolota i
obnaruzhil tol'ko odin izotop -- zoloto-197. Nikakih ukazanij na
sushchestvovanie zolota-199 ne bylo. Nekotorye uchenye predpolagali, chto dolzhen
sushchestvovat' tyazhelyj izotop zolota, ibo zolotu v to vremya pripisyvali
otnositel'nuyu atomnuyu massu 197,2. Odnako zoloto yavlyaetsya monoizotopnym
elementom. Poetomu zhelayushchim iskusstvennym putem poluchit' etot vozhdelennyj
blagorodnyj metall vse usiliya neobhodimo napravit' na sintez edinstvennogo
ustojchivogo izotopa -- zolota-197.
Izvestiya ob uspeshnyh opytah po izgotovleniyu iskusstvennogo zolota
vsegda vyzyvali bespokojstvo v finansovyh i pravyashchih krugah. Tak bylo vo
vremena rimskih pravitelej, tak ostalos' i teper'. Poetomu ne udivitel'no,
chto suhoj otchet ob issledovaniyah Nacional'noj laboratorii v CHikago gruppy
professora Dempstera eshche nedavno vyzval vozbuzhdenie v kapitalisticheskom
finansovom mire: v atomnom reaktore mozhno iz rtuti poluchit' zoloto! |to --
samyj poslednij i ubeditel'nyj sluchaj alhimicheskogo prevrashcheniya.
Nachalos' eto eshche v 1940 godu, kogda v nekotoryh laboratoriyah yadernoj
fiziki nachali bombardirovat' bystrymi nejtronami, poluchennymi s pomoshch'yu
ciklotrona, sosednie s zolotom elementy -- rtut' i platinu. Na soveshchanii
amerikanskih fizikov v Neshville v aprele 1941 goda A. SHerr i K. T. Bejnbridzh
iz Garvardskogo universiteta dolozhili ob uspeshnyh rezul'tatah takih opytov.
Oni napravili razognannye dejtrony na litievuyu mishen' i poluchili potok
bystryh nejtronov, kotoryj byl ispol'zovan dlya bombardirovki yader rtuti. V
rezul'tate yadernogo prevrashcheniya bylo polucheno zoloto! Tri novyh izotopa s
massovymi chislami 198, 199 i 200. Odnako eti izotopy ne byli stol'
ustojchivymi, kak prirodnyj izotop -- zoloto-197. Ispuskaya beta-luchi, oni po
istechenii neskol'kih chasov ili dnej snova prevrashchalis' v ustojchivye izotopy
rtuti s massovymi chislami 198, 199 i 200. Sledovatel'no, u sovremennyh
priverzhencev alhimii ne bylo povoda dlya likovaniya. Zoloto, kotoroe vnov'
prevrashchaetsya v rtut', nichego ne stoit: eto obmanchivoe zoloto. Odnako uchenye
radovalis' uspeshnomu prevrashcheniyu elementov. Oni smogli rasshirit' svoi
poznaniya ob iskusstvennyh izotopah zolota.
V osnove "transmutacii", provedennoj SHerrom i Bejnbridzhem, lezhit tak
nazyvaemaya (n, p) -reakciya: yadro atoma rtuti, pogloshchaya nejtron n,
prevrashchaetsya v izotop zolota i pri etom vydelyaetsya proton r.
Prirodnaya rtut' soderzhit sem' izotopov v raznyh kolichestvah: 196 (0,146
%), 198 (10,02 %), 199 (16,84 %), 200 (23,13 %), 201 (13,22 %), 202 (29,80
%) i 204 (6,85 %). Poskol'ku SHerr i Bejnbridzh nashli izotopy zolota s
massovymi chislami 198, 199 i 200, sleduet polagat', chto poslednie voznikli
iz izotopov rtuti s temi zhe massovymi chislami. Naprimer:
[198]Hg + n =[198]Au + r
Takoe predpolozhenie kazhetsya opravdannym -- ved' eti izotopy rtuti
yavlyayutsya dovol'no rasprostranennymi.
Veroyatnost' osushchestvleniya kakoj-libo yadernoj reakcii opredelyaetsya,
prezhde vsego, tak nazyvaemym effektivnym secheniem zahvata atomnogo yadra po
otnosheniyu k sootvetstvuyushchej bombardiruyushchej chastice. Poetomu sotrudniki
professora Dempstera, fiziki Ingrem, Gess i Gajdn, pytalis' tochno opredelit'
effektivnoe sechenie zahvata nejtronov prirodnymi izotopami rtuti. V marte
1947 goda oni smogli pokazat', chto izotopy s massovymi chislami 196 i 199
obladayut naibol'shim secheniem zahvata nejtronov i potomu imeyut naibol'shuyu