, и они гарантировали их безупречную работу, даже при тех резких перепадах температур, которые существуют на спутнике нашей Земли. В полетах космических кораблей "Аполлон" источник энергии из 570 г плутония-238 обеспечивал регенерацию питьевой воды. С его помощью американские астронавты могли ежедневно регенерировать 8 л воды. Исследовательский корабль "Луноход", спущенный на поверхность Луны Советским Союзом в ноябре 1970 года, был обеспечен радиоактивными изотопами для регулировки температуры. Источники энергии, снабженные долгоживущими изотопами, особенно необходимы для космических зондов, находящихся в "дальних странствиях" к удаленным планетам. Поэтому американские зонды "Викинг", которые были высажены на Марс в июле и сентябре 1976 года с целью поисков там разумной жизни, имели на борту два радиоизотопных генератора для обеспечения энергией спускаемого аппарата. Космические станции вблизи Земли, такие, как "Салют" (СССР) и "Скайлэб" (США), получают энергию от солнечных батарей, питаемых энергией Солнца. Однако зонды для Юпитера нельзя оснащать солнечными батареями. Излучения Солнца, которое получает зонд вблизи далекого Юпитера, совершенно недостаточно для обеспечения прибора энергией. Кроме того, при космическом перелете Земля -- Юпитер требуется преодолеть огромные межпланетные расстояния при продолжительности полета от 600 до 700 дней. Для таких космических экспедиций основой удачи является надежность энергетических установок. Поэтому американские зонды планеты Юпитер -- "Пионер 10", который стартовал в феврале 1972 года, а в декабре 1973 года достиг наибольшего приближения к Юпитеру, а также его преемник "Пионер II"--были оснащены четырьмя мощными батареями с плутонием-238, помещенными на концах кронштейнов длиной в 27 м. В 1987 году "Пионер 10" пролетит мимо самой удаленной от Земли планеты -- Плутона, а затем это первое земное космическое тело покинет нашу Солнечную систему, имея на борту химический элемент, искусственно полученный на Земле. Перспективно применение искусственных элементов для снабжения энергией сердечных регуляторов. От таких батарей требуется, чтобы они периодически посылали сердечной мышце электрические импульсы. Применявшиеся до сих пор химические батареи неизмеримо больше атомных по размерам и работают только два-три года. Продолжительность работы атомных сердечных регуляторов с плутонием-238 оценивают не менее чем в десять лет. Следовательно, при неблагоприятных обстоятельствах пациент с больным сердцем должен подвергаться хирургическому вмешательству каждые десять лет. К атомным регуляторам предъявляются особенно жесткие требования по технике безопасности, чтобы ни при каких обстоятельствах чрезвычайно токсичный плутоний не смог вырваться наружу. В 1970 году французские врачи имплантировали двум людям сердечные регуляторы, которые весили всего по 40 г. Требуемую мощность в 200 мкВт обеспечивали 150 мг плутония-238. С тех пор эти регуляторы поддерживают сердечную деятельность обоих пациентов. Столь убедительный успех создал целую медицинскую школу. Медики имплантируют сердечные регуляторы из плутония-238 или прометия-247, в последние годы также в Советском Союзе и Польше. Изотоп плутония [238]Pu оправдал себя и для других медицинских целей. Он служит источником энергии для "искусственного сердца" -- насоса для крови, спасителя жизни при остановке кровообращения. Элемент плутоний все больше делается похожим на двуликого Януса -- он в равной мере может внушать как надежды, так и страх. Калифорний: в поисках наркотиков и золота В 1950 году трансурановый элемент калифорний (Cf) появился на свет в количестве нескольких атомов. В настоящее время планируется и осуществляется "производственная программа" для получения его миллиграммовых количеств. Мировой запас калифорния составляет несколько граммов, вероятно, никак не более 5 г. Калифорний невероятно дорог. Один грамм его стоит около 10 миллионов долларов. Какие же свойства, несмотря на это, делают этот изотоп столь необходимым? Калифорний-252 имеет период полураспада 2,6 года. При этом самопроизвольно делится 3 % всех атомов и при каждом делении выделяется четыре нейтрона. Вот именно такая нейтронная эмиссия и делает калифорний-252 столь интересным, ибо 1 г в секунду выделяет 2,4 биллиарда (10[12]) нейтронов. Это соответствует нейтронному потоку среднего ядерного реактора! Если бы такое нейтронное излучение захотели получить классическим путем из радиево-бериллиевого источника, то для этого потребовалось бы 200 кг радия. Столь огромного запаса радия вообще не существует на Земле. Даже такое невидимое глазом количество, как 1 мкг калифорния-252, дает более 2 миллионов нейтронов в секунду. Поэтому калифорний-252 в последнее время используют в медицине в качестве точечного источника нейтронов с большой плотностью потока для локальной обработки злокачественных опухолей. Во многих случаях калифорний может теперь заменить атомный реактор, например для таких специальных аналитических исследований, как нейтронная радиография или активационный анализ. С помощью нейтронной радиографии просвечиваются детали самолетов, части реакторов, изделия самого различного профиля. Повреждения, которые обычно невозможно обнаружить, теперь легко находят. Для этой цели в СССР и США разработана транспортабельная нейтронная камера с калифорнием-252 в качестве источника излучения. Она позволяет вести работу вне зависимости от стационарного атомного реактора. В борьбе с преступностью в США такая нейтронная камера показала свой превосходный "нюх". Таблетки ЛСД и марихуана, спрятанные в патронных гильзах, были сразу обнаружены. С помощью рентгеновских лучей контрабандные наркотики найти не удавалось. Более распространено использование калифорния в нейтронно-активационном анализе. Под этим имеется в виду высокочувствительный метод анализа, пригодный в особенности для определения следов элементов. Исследуемые вещества подвергают облучению потоком нейтронов, в результате чего образуются искусственные радиоактивные изотопы. Интенсивность их излучения является мерой содержания составных частей примесей. При (n, ()-реакциях можно с помощью гамма-спектроскопии высокой точности изящным методом измерить интенсивность гамма-излучения, специфическую для каждого нуклида, а по интенсивности найти содержание определяемого элемента. В настоящее время общепринято активировать материал пробы в атомном реакторе. Однако все более предпочтительными становятся небольшие переносные источники нейтронов. Они позволяют проводить нейтронно-активационный анализ на месте. Убедительным примером является изучение состава поверхности Луны и удаленных от Земли планет. При поисках рудных месторождений, находящихся в недоступных местах на Земле и на дне моря, применяют точечные источники нейтронов. Для разведывания месторождений нефти используют зонды буровых скважин с калифорнием-252. В активационном анализе чувствительность чрезвычайно высока. Могут быть обнаружены ничтожные количества -- 10[-10]-- 10[-13] г исследуемого вещества. Для некоторых элементов чувствительность еще выше. Например, с помощью активационного анализа удается обнаружить даже 10[-17] г, то есть около 250 00 атомов. Умер ли Наполеон 1 в ссылке естественной смертью? На этот вопрос, неоднократно подвергавшийся обсуждению, был получен однозначный ответ лишь 140 лет спустя. В качестве "вещественного доказательства" послужила прядь волос французского императора, которая была срезана у него 5 мая 1821 года на острове св. Елены, через день после его смерти. Она хранилась из поколения в поколение несколькими почитателями в качестве драгоценного сувенира. Судебные медики обнаружили, что император стал жертвой отравления. С помощью активационного анализа было установлено, что в волосах Наполеона содержится мышьяка в 13 раз больше нормы. Из различного содержания мышьяка на отдельных участках роста волос можно было установить даже время, когда начали ему подмешивать в пищу яд. В настоящее время уже не является загадкой происхождение античных мраморных статуй, поскольку стало известно, что для различных древних мраморных каменоломен характерно присутствие определенных примесных элементов. Исследования красящих пигментов картин с помощью активационного анализа оказались весьма ценными для их датирования. Следы посторонних примесей в свинцовых белилах -- весьма распространенной краске -- совершенно характерно изменяются с течением времени. Сходное поведение обнаружено также для других художественных красок. С тех пор, как появился нейтронно-активационный анализ, исчезли все возможности для подделки картин старых мастеров. Неоценимое преимущество этого метода проявляется в особенности при исследовании ценных старинных произведений искусства, ибо испытание не связано абсолютно ни с каким разрушением. При других современных методах анализа, как, например, рентгенофлюоресцентном или спектральном, неизбежно хотя бы поверхностное повреждение изучаемого объекта. Золото и серебро также можно прекрасно определять путем активационного анализа, причем как в микро-, так и в макроколичествах. Знаменитый медальон Венцеля Зейлера остался бы в настоящее время неповрежденным, если бы его тайна была раскрыта с помощью этого метода. Активационный анализ, предназначенный прежде всего для следов элементов, был применен и для макроскопических определений. Используя небольшие потоки нейтронов [10[3] нейтронов/(см[2]*с) вместо обычных 10[9 ]-- 10[14]], можно определить основные составные части сплава, например содержание золота и серебра в золотой монете. Хорошую службу оказывают здесь источники нейтронов на основе калифорния-252. Таким образом, в настоящее время вполне возможно определить состав или же подлинность исторических монет из благородных металлов без их разрушения. Теперь можно было бы изобличить даже фальшивомонетчиков древности. Когда папа Григорий IX отлучил от церкви римского императора и короля Сицилии Фридриха II, он кроме всего прочего обвинил его в подделке монет. Это легко было обнаружить для серебряных динаров, пущенных в обращение Фридрихом II, ибо они имели лишь посеребренную поверхность. А как же обстояло дело с известными золотыми августалами (которые приказал чеканить Фридрих) -- монетами большой нумизматической ценности? Обладали ли они предписанным содержанием благородного металла в 20,5 карата, что составляло 85,5 % золота? На этот вопрос долгое время нельзя было ответить, ибо никто не решался пожертвовать немногими коллекционными монетами для традиционного анализа. Нейтронная активация без повреждения монет дала доказательство того, что августалы XIII века соответствовали требуемому составу, то есть являлись подлинными. В прежние времена выпуск фальшивых монет был строго наказуем. В 1124 году английский король Генрих I приказал жестоко изувечить сто мастеров монетного двора по подозрению в подмене серебра в монетах на олово. В настоящее время, с 1971 года, эти мастера должны считаться реабилитированными, хотя и слишком поздно: активационный анализ безупречно доказал, что серебряные монеты, вызывавшие подозрения, содержат требуемые количества металла. Нейтронно-активационный анализ помогает геологам при поисках месторождений золота и серебра. В Советском Союзе в Ташкентском институте ядерной физики разработаны методы гамма-спектроскопического определения содержания золота в скальных породах при помощи бурового зонда, снабженного Cf-источником. Благородные металлы, заключенные в руде или в горных породах, активируются нейтронами. При этом образуются радиоактивные изотопы серебра или золота, которые можно легко различить, зная их период полураспада, а также расположение линий их гамма-спектров. Интенсивность полос дает сведения о содержании металла: в природных породах можно таким путем определить 10[-9] % золота и серебра. Не остается незамеченной даже малейшая пылинка золота. Проблемы производства трансуранов Из числа трансуранов особый интерес представляют плутоний, америций, кюрий и калифорний. Как же обстоит дело с их получением? Настолько ли доступны эти искусственные элементы, чтобы можно было рекомендовать их использование? Когда в 1966 году американское космическое ведомство запустило лунный зонд "Сарвейор", имевший на своем борту атомную энергетическую установку с 7,5 г кюрия, то лишь посвященные знали, как трудно было получить такое количество кюрия. Пришлось в течение четырех месяцев в мощном реакторе бомбардировать нейтронами 77 г америция-241 стоимостью в 20 000 долларов, а затем перерабатывать полученные продукты. Еще более дорогостоящими оказались опыты американцев по получению транскюриевых элементов, прежде всего желанного калифорния-252. Для его ступенчатого синтеза надо, чтобы каждый атом плутония, полученный в реакторе, захватил суммарно 13 нейтронов. Однако при этом образуется множество других делящихся нуклидов, так что максимальный выход калифорния-252 составляет 0,05 %. Следовательно, из 1 кг плутония после многолетнего облучения в мощном реакторе можно получить в лучшем случае 0,5 г калифорния-252. Однако для поддержания мощности такого специального реактора требуется ежемесячно менять дорогостоящие стержни из урана-235. Этим объясняется колоссальная цена на 1 г калифорния: 10 миллионов долларов. В 1972 году США располагали этим одним граммом. Для того, чтобы его можно было перевозить, потребовался специальный резервуар. Такая "упаковка" выглядела необычно: диаметр ее около 3 м, высота 4 м и масса 50 т. Вот в таком "бронированном сейфе" с многослойными стенками из парафина, свинца, бетона и стали и хранится сокровище из калифорния стоимостью в 10 миллионов долларов. Однако все это устройство -- не для защиты от воров, а для защиты от радиации. Без такой "упаковки" этот грамм калифорния стал бы смертельно опасным из-за испускания нейтронов и вызвал бы повсюду радиоактивность, индуцированную нейтронами. Из обзора за 1971 год следует, что с июля 1969 года по июль 1971 года в обоих мощных реакторах -- в Ок-Ридже и Брукхэвене (США) -- получены следующие количества трансуранов: 50 г кюрия-244; 54 мг калифорния-252; 0,4 мг эйнштейния-253; 5*10[8] атомов фермия-257 (невесомое количество). Неудивительно, что при таких скудных выходах ведутся поиски других методов производства трансуранов -- более быстрых, дешевых, выдающих продукт в больших количествах. Американцы, искони обладающие понятием "большого бизнеса", создали грандиозный план: ожидать 5 или 10 лет получения 1 г калифорния они не в состоянии; они хотели одним махом получить 10 г... с помощью взрыва атомной бомбы! После некоторых предварительных опытов в июле 1969 года американцы решились на грандиозный эксперимент, получивший кодовое название "Хатч[73]". Место действия -- испытательный полигон департамента атомной энергии США для подземных испытаний ядерного оружия в Неваде. Местность там в результате многочисленных ядерных взрывов выглядит как лунный кратер. В эксперименте "Хатч" на 600-метровой глубине взорвалась атомная бомба взрывной силы в 2000 кт тринитротолуола и образовала подземный кратер. За 10[-7] с бомба выделила 4,5*10[25] нейтронов/см[2] -- в 10 миллиардов раз больше, чем мощнейший реактор. Когда спустя некоторое время снизилась радиоактивность, первые партии рискнули на планерах высадиться на месте взрыва, чтобы подготовить почву для бурения. Редкие трансураны находились в застывшем конгломерате сплавившихся пород весом около 150 000 т. Чтобы их добыть, потребовались бы "горнорудные" разработки. Это -- безнадежное предприятие, и потому американцы ограничились буровой пробой в 100 г. Из нее они извлекли 10[10] атомов фермия-257 -- исходного вещества для получения 200-го элемента с относительной атомной массой 500. Это количество в сто раз превышало полученное до сих пор в мощном реакторе. По приближенной оценке всего при "Хатч"-взрыве было синтезировано 0,25 мг фермия-257, которые, увы, как и те вожделенные 10 г калифорния, оказались рассеянными в твердой породе. Они и сегодня еще находятся там, если только не распались. Эксперимент "Хатч", а также другие опытные взрывы натолкнули американских специалистов в 1972 году на далеко идущие планы. При помощи двух термоядерных взрывов, следующих в кратчайшее время один за другим, можно было бы перескочить через "барьер синтеза" фермия-258. Тогда можно было бы синтезировать высшие трансураны прежде, чем вновь распадется этот весьма короткоживущий промежуточный продукт. Вторая нейтронная молния должна была бы также перескочить через естественное самопроизвольное деление других трансуранов. С помощью такого "двойного выстрела" надеялись получить весомые количества сверхтяжелых элементов, находящихся вблизи порядкового числа 114. Но и до сих пор эти "процессы синтеза" остаются лишь теорией. Ведь между СССР и США существуют весьма важные политические соглашения об ограничении подземных ядерных испытаний. Несмотря на это, американцы пытаются выдвинуть на первый план научные перспективы такого двойного взрыва: поскольку реакции между тяжелыми ионами не привели к цели, это -- единственная возможность достигнуть островка устойчивости. Радиоактивные "отходы" в настоящее время являются главным источником для получения синтетических элементов. Из остаточных растворов после переработки отработанного ядерного горючего получают технеций и прометий, а также искусственные трансураны. На долю нептуния, америция и кюрия приходятся соответственно количества 500, 100 и 20 г на тонну выгорания. Таким образом, регенерационные установки в атомной промышленности служат не только для необходимого устранения опаснейших продуктов деления, но и для получения ценных нуклидов. Однако превращение элементов в атомном реакторе приводит не только к радиоактивным нуклидам. Из отходов уранового реактора можно получить в качестве продуктов деления высококачественные благородные металлы -- палладий и родий,-- которые и сегодня считаются весьма ценными. Американские экономисты полагают, что их извлечение значительно рентабельнее; например, в 1980 году с радиоактивными отходами будет потеряно столько же родия, сколько его получили из природных источников с помощью весьма трудоемких процессов. Чем не алхимия: из урана получить палладий и родий, более ценные, чем исходное вещество. Реакторы на быстрых нейтронах, "плутоний на черном рынке" Плутоний является тем искусственным элементом, который сотворяется рукой человека в очень больших количествах, а именно тоннами. Это производство нельзя ограничить. В любом атомном реакторе неизбежно образуется плутоний. При выгорании 33 г урана-235 до 7 -- 8 г образуется около 6 г 94-го элемента на каждый килограмм реакторного урана. В атомном реакторе на 1000 МВт ежегодно синтезируется от 200 до 250 кг плутония-239. Таким путем в Великобритании на 9-ти атомных станциях, работающих на природном уране, получили до марта 1977 года 7,5 т плутония за счет регенерации реакторных стержней. Поэтому нетрудно, зная мощность реакторов, рассчитать мировой запас "мирного" плутония, находящегося в виде реакторных стержней. В начале 1976 года он составлял, вероятно, около 60 т. К этому количеству следует добавить официально не известный запас "плутониевого оружия", оцениваемый в 200--300 т. Это количество плутония, находящееся в атомном оружии, не столь уж "секретно": его можно легко рассчитать из концентрации криптона-85 в тропосфере нашей планеты, которая с 1959 года возрастает почти линейно. В атомных реакторах, вырабатывающих плутониевое оружие, этот радиоактивный газ образуется в количестве 0,3 % от общего выхода продуктов в процессе деления и практически целиком ускользает в атмосферу. Помимо такого "искусственного" плутония имеются, как мы знаем, небольшие количества природного плутония. Все вместе заражает весь мир этим элементом. Сравнительно безобидными являются те случаи, когда спутники или атомные батареи не достигали своей орбиты или сгорали в земной атмосфере. Это произошло, например, с американским спутником из серии "Транзит", который упал в 1964 году, имея на борту 1 кг плутония. Такие аварии в космических путешествиях никогда нельзя полностью исключить, да они и не представляют большой опасности. Плутоний-238, имеющий период полураспада 88 лет, к счастью, гораздо скорее исчезнет с поверхности Земли, чем долгоживущий плутоний-239 с периодом полураспада 24 100 лет. Так, почва Нагасаки еще и сегодня содержит в десять раз большее количество плутония-239, чем в других местах. Озабоченность вызывают падения атомных бомбардировщиков США у Паломарес и Туле в 1966 и 1968 годах. При этом из ядерного оружия выделились значительные количества плутония-239. Еще больше загрязнили мир плутонием все надземные испытания атомного оружия. До прекращения этих испытаний были выброшены в атмосферу, по приближенной оценке, от 5 до 10 т плутония; 95 % его в виде осадков заражают радиацией обширные районы земного шара. Следует напомнить, что плутоний вследствие своей радиоактивности в 10[10] раз токсичнее синильной кислоты. При работе с этим ядом необходимы строжайшие меры предосторожности. Британский завод в Олдермастоне, вырабатывающий плутоний, вынужден был закрыться в августе 1978 года в результате протеста профсоюзов. У многих рабочих было обнаружено повышенное содержание плутония в организме. Как ни опасен и коварен элемент плутоний, все же он необходим для обеспечения будущей энергетической потребности. С современной точки зрения атомная энергия является единственным выходом для покрытия дефицита, который возникнет в близком будущем вследствие растущего потребления энергии и истощения природных ресурсов. Не может быть никакой дискуссии о том, должны ли мы строить атомные электростанции или нет,-- говорил в 1977 году президент Академии Наук СССР профессор А. П. Александров.-- У человечества нет иного выхода; только с помощью атомных электростанций оно сможет удовлетворить свои потребности в энергии на века. Этими словами советский ученый однозначно обрисовал положение в мире. Природные ресурсы урана-235 тоже исчерпаемы. Поэтому авторитетные специалисты считают, что уран как носитель энергии будет перспективным лишь в том случае, если для получения атомной энергии удастся использовать неделящийся уран-238. то есть превратить его в делящийся плутоний. Уран-238 составляет более 99 % природного урана. Следовательно, необходимо дополнительно получать делящийся плутоний, и именно в таких реакторах, которые вырабатывают этого атомного горючего больше, чем используют сами: в атомных реакторах на быстрых нейтронах. В этом типе реактора нейтроны не тормозятся и предназначаются не для деления ядра, а для превращения элемента урана-238 в плутоний-239. Такой процесс с быстрыми нейтронами поднимает массу технических проблем и требований к технике безопасности, которые до настоящего времени не полностью разрешены. При разработке реакторов на быстрых нейтронах Советский Союз идет впереди: в 1959 году в Обнинске был запущен опытный реактор. Первая в мире опытная электростанция начала работать в 1973 году в г. Шевченко на Каспийском море и с тех пор служит для опреснения морской воды. В Советском Союзе и западных промышленных странах надеются, что к концу 80-х годов можно будет пустить в ход реакторы на быстрых нейтронах для выработки энергии. По прогнозам в 2000-м году треть всех атомных электростанций будет состоять из реакторов на быстрых нейтронах. Связанное с этим расширение атомной промышленности -- предположительно в 2000-м году общая мощность атомных электростанций составит 3000 ГВт -- требует повышения ответственности государств и действенного международного контроля. Ведь эти атомные электростанции будут все же вырабатывать плутоний -- порядка 1000 т ежегодно. Такого количества достаточно, чтобы изготовить 150 000 атомных бомб, по силе равных хиросимской! Нельзя не считаться с опасностью того, что в капиталистическом мире появится "плутониевая иерархия", что часть этого огромного количества атомного взрывчатого вещества будет отчуждена, им смогут торговать на черном рынке и нелегально изготовлять из него атомное оружие. Конечно, в социалистическом обществе не существует проблем такого рода. Однако нам тоже приходится сосуществовать с плутонием, ибо мы не можем отказаться от атомной энергии. Безусловно, нужно быть бдительными, учитывая "свободное обращение" с ядерным горючим, принятое в капиталистических странах. Оно может иметь тяжелые политические последствия. Уже много лет ФРГ предпочитает торговать атомным сырьем с такими государствами, как Бразилия, Южная Африка, которые не подписали договора об ограничении ядерного оружия. С другой стороны, нельзя полностью исключить возможность того, что террористы овладеют плутонием и начнут сами мастерить бомбы. По словам одного американского специалиста, для этого нужны только плутоний и умение читать и писать. Другие считают, что сборка атомной бомбы в гараже при помощи тисков и молотка -- чистая фикция. Что же является правдой? Твердо установлено, что в обычных атомных реакторах действительно образуется не плутоний "чистый для бомбы", а смесь изотопов, содержащая от 60 до 70 % делящегося плутония-239. Этот плутоний может служить для изготовления атомных взрывчатых веществ. Испытание атомной бомбы в США показало, что "дело пойдет" и с таким плутонием из атомных реакторов, который содержит смесь изотопов. Об этом сообщил журнал "Кемикл энд инжиниринг ньюс" в сентябре 1977 года, разрушив при этом некоторые иллюзии. Поскольку критическая масса атомного взрывчатого вещества зависит также от концентрации делящегося изотопа, она, вероятно, будет значительно выше для смеси изотопов плутония, что, безусловно, является дополнительным фактором безопасности. Для чистого плутония-239 критическая масса составляет 5,6 кг при максимальной скорости сближения докритических масс и оптимальном отражении нейтронов. Если мафии даже удалось бы смастерить атомное взрывчатое устройство из "плутония с черного рынка", то сила взрыва его была бы намного слабее, чем для обычных бомб. Однако такой атомный взрыв все равно был бы катастрофой, вследствие возникшей радиоактивности и той паники, которую вызывает атомное оружие любого калибра. Переработка реакторного плутония с целью выделения чистого изотопа-239 связана с колоссальными техническими издержками. Поэтому не стоит беспокоиться -- потенциальные "мастеровые" не смогут "дома" получить чистый плутоний-239. Это относится также и к делящемуся плутонию-241 и америцию-242. Плутоний-241 образуется в реакторе в небольших количествах и имеет более низкую критическую массу, чем плутоний-239. Поэтому он используется в атомных взрывных устройствах меньшего размера. Правда, такое оружие является еще достаточно страшным. Вследствие малого периода полураспада плутония-241 атомные гранаты на его основе приходится каждые два года пускать в переработку и отделять образовавшийся америций-241. Этот изотоп америция не является взрывчатым веществом. Напротив, америций-242 обладает наибольшим сечением захвата нейтронов для ядерного деления. Его критическая масса составляет лишь 3,8 кг. К счастью, до сих пор не удается получить значительных количеств этого изотопа. Так что и такой вариант не доступен анархистам-кустарям. А вот контрабанда искусственным элементом плутонием на интернациональной арене никак не является фикцией. Такое злоупотребление опаснее, чем кустарная бомба анархистов, столь часто обыгрываемая в капиталистическом мире, ибо оно непосредственно подвергает опасности мир во всем мире. Для того, чтобы обойти договор о запрещении атомного оружия, в западном мире, с одобрения высших кругов, практикуются такие методы, которые обычно описывают лишь в детективных романах. В 1969 году грузовое судно ФРГ вышло в море из Антверпена, имея на борту 200 т урана. Этот металл требовался итальянской фирме для производства катализаторов для химической промышленности. На пути к порту назначения Генуе судно с ураном бесследно "исчезло". Много месяцев спустя оно возникло вновь в небольшом турецком порту... с другим грузом. Даже служба безопасности ЕВРАТОМа не смогла ничего разведать о судьбе урана. Лишь девять лет спустя один сотрудник ЦРУ проговорился об истинном положении дел: весь груз -- 561 плотно закупоренная и запечатанная бочка -- был в свое время "продан" Израилю. Этого урана им хватило бы, чтобы получить плутоний для 33-х небольших атомных бомб, ибо с 1963 года в Израиле работает реактор на тяжелой воде. Описанное происшествие не было единственным. По официальным данным за последние годы в США столь же "таинственным" образом исчезли по меньшей мере 4 т обогащенного урана и плутония. Об этом сообщала международная пресса в начале 1978 года. Как недавно доложило британское управление по атомной энергии, на атомных электростанциях Великобритании недостает 100 кг плутония -- это "нехватка" при инвентаризации, проведенной за 1971-- 1977 годы. Предыстория и будущее элемента урана Плутоний немыслим без урана. Однако в ближайшие десятилетия атомная промышленность будет и дальше обходиться имеющимися запасами урана, не создавая слишком больших резервов опасного плутония. Конечно, с большими затратами связана необходимость каждый раз обогащать природный уран изотопом-235, содержащимся в нем лишь в количестве 0,7 %. С другой стороны, мы должны быть счастливы, что нашей планете 4,6 миллиардов лет, а не, скажем, 10 миллиардов. Тогда на Земле не осталось бы урана-235! Вероятно, деление ядра вообще не было бы открыто и никогда бы не осуществилось промышленное использование атомной энергии. А вот два миллиарда лет тому назад, к примеру, проблема запасов урана была бы совсем не столь острой. Природный уран содержал тогда от 3 до 4 % урана-235 -- такой концентрации достаточно для пуска атомного реактора без предварительного обогащения. Природа даже позволила себе шутку: в то время действительно существовал такой самопроизвольный реактор. В Окло, в республике Габон, на западном побережье Африки, где сейчас ведутся разработки мощных месторождений урана, два миллиарда лет тому назад протекала доисторическая цепная реакция и замедлителем служила природная вода. Реактор в Окло работал, по меньшей мере, 150 000 лет. Как это узнали? Толчком для научного расследования по делу "Окло" был странный результат анализа: уран из Окло содержит 0,7171 % урана-235 вместо обычных 0,7202 %. Недостающие 0,0031 % следует приписать выгоранию урана в естественном реакторе. К такому выводу пришли только после исключения множества других источников ошибок. Значит, природа уже два миллиарда лет тому назад совершала то, чем человечество так гордится сегодня, а именно -- запуском самоподдерживающейся атомной цепной реакции с ураном! В настоящее время не остается ничего иного, как удовлетвориться имеющимся природным ураном-235. Мы должны попытаться найти другие возможности, если не хотим резко перевести атомную промышленность на плутоний. Возможной альтернативой был бы ториевый реактор, поскольку он дает делящийся уран-233. Тория на Земле достаточно. Однако пока может помочь и более полное использование имеющихся полезных ископаемых путем разработки руд с меньшим содержанием урана. Кроме того, имеется еще совершенно нетронутый запас -- около четырех миллиардов тонн урана: это уран из Мирового океана. Получать золото из морской воды -- от такого безнадежного предприятия в 1926 году отказался Фриц Габер, ввиду слишком малого его содержания. Для урана положение несколько более благоприятно, поскольку его содержится в среднем 3 мг в 1 м[3] морской воды. Несколько проектов ждут своего оптимального экономического осуществления: некоторые микроорганизмы и водоросли могут накапливать как благородные металлы, так и уран. Штаммы водорослей, "пожирающих уран", ежедневно омываемые миллионом кубометров воды, могли бы дать около 1 т урана в день. Специалисты полагают, что для этого было бы достаточно фильтрующей клетки с поверхностью 100 м[2]. В Японии существуют планы создания к 1985--1990 годам первой промышленной установки для получения урана из морской воды. К 1980 году должны были войти в строй две пилотные установки. Для селективного связывания урана японцы разработали синтетические ионообменники -- смесь свежеосажденного гидроксида алюминия, гидроксида железа и активированного угля. Для переноса гигантских количеств воды они собираются использовать прилив и отлив, то есть заставить море естественным путем проходить через ионообменник. Такие процессы наверняка стали бы рентабельными, если одновременно можно было бы получать из моря другие ценные элементы: фосфор, ванадий, серебро и, прежде всего, золото! Золото также усваивается некоторыми микроорганизмами и водорослями. Поэтому "биологические золотые прииски" отнюдь не являются утопией. Вообще многие рудные месторождения возникали, вероятно, в результате осаждения колоний микроорганизмов или водорослей. В настоящее время науке известны искусственные ионообменники, с помощью которых можно отделить золото, рассеянное в морской воде, от следов других элементов и накопить его. В 1974/75 годах советское исследовательское судно "Ломоносов" совершило плавание по экваториальной Атлантике с тем, чтобы определить содержание золота в воде океана и проверить экономичность получения его из морской воды. Советские ученые получили большой разброс данных о содержании золота: от 0,004 до 3,4 мг/м[3] в среднем 0,2 мг/м[3]. При этом они установили, что в тропических водах содержание золота значительно выше среднего. Анализы Фрица Габера подтвердились. Советские ученые пришли к тем же выводам, что и Габер за 50 лет до этого: получение золота из моря в настоящее время совершенно нерентабельно, хотя имеются морские зоны с достаточно высокой концентрацией золота. Солнце на Земле Большой путь проделан человечеством от алхимии до первых удачных превращений элементов и их искусственного получения. Как показывает открытие деления атомного ядра, для деятелей науки возникли теперь серьезные общественно-политические проблемы. Ученые, открывающие новые элементы, синтезирующие, идентифицирующие и превращающие их, почувствовали особую ответственность по отношению к обществу. С того времени, как были сброшены атомные бомбы на японские города Хиросиму и Нагасаки, вопрос об ответственности науки стоит особенно остро. Капиталистический мир, в принципе, оставляет ученым мало возможностей для решения этой проблемы, однако и там существовали и существуют лица, которые смело борются против злоупотребления их научными результатами. Нередко приходилось им все же вступать в конфликт со своей совестью. К их числу принадлежит Отто Хан. Его обуревали сомнения, правильно ли он поступил, когда открыл человечеству путь к получению атомной энергии. Хан, открывший вместе с Штрасманом деление атомного ядра, считал, что наилучшим выходом как для энергетики, так и для политики является ядерный синтез гелия из легких элементов. В таком термоядерном реакторе не образуется ни твердых радиоактивных продуктов распада, ни взрывчатого вещества плутония. В своем докладе "К истории деления урана и последствиям этого достижения", сделанном в 1958 году. Хан высказался следующим образом: "В настоящее время у нас есть водородная бомба -- грозный призрак взрывчатого превращения водорода в гелий. Однако на нашем Солнце идет совсем другой процесс: саморегулирующийся синтез гелия из водорода, протекающий уже миллиарды лет, которому мы обязаны тем, что наша Земля еще обитаема и не охладилась до мертвой груды камней... Наши дети и внуки, должно быть, овладеют этим процессом; они принесут Солнце на Землю -- если им разрешат до этого дожить". Солнце на Земле -- это не только научная проблема. В переносном смысле это означает победу прогресса человечества. В настоящее время осуществление управляемой термоядерной реакции -- первоочередное требование, которое поставлено перед наукой и техникой. А как считали прежде? В 1897 году Клеменс Винклер, старейшина химии, выразился по поводу этой проблемы весьма своеобразно: "Мы, обитающие на Земле, приковываем свой взгляд к сверкающим небесным светилам над нашими головами; мы следим за их движением, даже рассчитываем его с поразительной точностью, однако наше горячее желание проникнуть в суть их происхождения, в их сущность и назначение остается неутоленным. По отношению к загадкам Космоса все мы являемся вопрошающими детьми". Для ученого это поразительно поэтические слова. Винклер считал, что можно лишь гадать о том, что происходит на Солнце, наблюдая раз в году солнечное затмение. Тогда "на несколько минут нам приоткрывается картина грандиозного движения материи, химического и механического разрушения, которое бушует на Солнце и не имеет себе равного на Земле". Какая древняя космическая сила орудует здесь? Физики Аткинсон и Хоутерман во время своего учения в Геттингене, то есть уже в 1927/28 годах, развили знаменитую теорию возникновения солнечной энергии: жар Солнца и свечение звезд вызваны атомной энергией: она выделяется в результате превращения элементов, слияния ядер атомов самого легкого элемента -- водорода -- с образованием гелия. Фриц Хоутерман с удовольствием вспоминал эти годы в Геттингене и любил рассказывать следующую историю: "Я гулял с хорошенькой девушкой, а когда стемнело, появились яркие звезды, одна за другой.-- Как прекрасно они сверкают!-- воскликнула моя спутница. А я ударил себя кулаком в грудь и сказал: со вчерашнего дня я даже знаю, отчего они сверкают..." Несколько лет спустя Карл фон Вейцзекер и Ганс Бете интерпретировали ядерные реакции на Солнце как круговой процесс. Начинаясь с углерода-12, этот цикл протекает далее с выделением энергии через стадию образования изотопов углерода, азота и кислорода и вновь возвращается к исходному изотопу. По балансу четыре атома водорода соединяются в гелий. Разность их атомных масс выделяется в форме энергии. Упомянутые исследователи были не единственными и не первыми из тех, кто занимался загадкой солнечной энергии, искал решений и находил правильные ответы. Сегодня мы знаем, какие мощные усилия предпринимаются в высокоразвитых промышленных странах, чтобы осуществить на Земле процессы, протекающие на Солнце. По осторожным оценкам, термоядерные реакторы начнут работать лишь в 2000-м году. Такая оценка мало понятна, ибо в специальной литературе прошлых лет уже были сообщения о том, что проблема термоядерного синтеза разрешена или разработаны пути ее разрешения. Быть может, здесь тот же случай: давно известный процесс превращения водорода в гелий будет покоиться в забвении