FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2019
176 городов
September – November 2019
312 cities
11-13 октября 2019
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

В клетке. Его Величество Уран.

ЕГО ВЕЛИЧЕСТВО УРАН.

Элемент, о котором сейчас пойдёт речь, не нуждается в рекомендациях. Это последний из естественных элементов Периодической системы, это Его Величество Элемент Уран. И вряд ли кто упрекнёт автора, что он наделил этот элемент таким пышным титулом.

 

 

Начиная рассказ об уране, очень заманчиво сравнить его с гадким утёнком, которого вначале никто не замечал и который затем всем на удивление стал прекрасным лебедем. Но это будет малоёмкое и неудачное сравнение. Потому что андерсеновский утёнок куда ближе царственному лебедю, чем уран XIX века урану XX века. Можно было бы, правда, сказать, что уран за сто пятьдесят лет после его открытия сделал головокружительную карьеру: от элемента, известного лишь узким специалистам, до элемента, которым интересуются даже филателистические ежемесячники. Но и это замечание, как будет явствовать из дальнейшего, мало освещает положение дел.

3 • 10~4. Три десятитысячных доли процента. Три грамма на тонну. Таково среднее содержание урана в земной коре. В два раза меньше, чем самария, в три раза меньше, чем гадолиния, впятеро меньше, чем галлия, в десять раз меньше, чем церия. Мало, очень мало.

Можно считать редкой удачей, что химик Клапрот в 1789 году открыл этот элемент: в то время не были еще открыты элементы, куда более распространённые, чем уран. «Рождение» оказалось вне всякого сомнения преждевременным. Начался XIX век, прошла большая его часть, а учёные все ещё не знали, что делать им с ураном и на что можно его употребить. Соединения этого элемента можно было, правда, встретить в лабораториях очень уж дотошных фотографов. В старых энциклопедиях сообщается, что уран применяли иногда в керамической промышленности и в производстве краски «урановая жёлтая», но писали об этом, по-видимому, скорее потому, что ничего другого о применении урана сказать было нельзя. А краски этой, может быть, и приготовили за все время несколько тонн.

Даже тогда, когда было открыто явление радиоактивности, интерес к урану носил чисто академический характер. Ну как можно было всерьёз думать о практическом применении элемента, который содержится в земной коре в таком ничтожном количестве?!

В XX веке интерес к урану несколько повысился, правда, не из-за самого урана, а из-за его постоянного спутника — радия. Урановые руды начали добывать с целью выделения из них радия — элемента, которым в своё время особенно интересовались учёные. Однако ничто не предвещало, что скоро наступит то время, когда уран станет центральным персонажем экономики ряда стран. Произошло это в 40-х годах, когда стало ясным, что уран является основой производства ядерного оружия. Уран из обойдённого химического элемента превратился в один из важнейших видов стратегического минерального сырья.

Можно сказать, что с ураном человечеству повезло. Этот элемент имеет свои руды, которые встречаются не так уж редко. Впрочем, богатыми эти руды никак не назовёшь. Переработка их с целью выделения более или менее чистых соединений урана заключает в себе почти двадцать кропотливых операций. Но коль скоро речь идёт об уране — не могут казаться чрезмерными никакие усилия.

Есть в Канаде Медвежье озеро. Когда-то на его берегах были открыты урановые месторождения. Вряд ли хоть одна из газет посвятила тогда этому событию строчку. Но как только выяснилось значение урана для производства атомного оружия, американские монополии, давя друг друга, ринулись в Канаду. Конкуренты строили друг другу козни. Компании лопались одна за другой. Тут же возникали новые, столь же дутые, как и их предшественницы. «Объединения по закупке канадской пшеницы» организовывались десятками, но ни одно зёрнышко не покинуло землю Канады в результате деятельности этих компаний. Всех волновало только одно: уран. Долго велась бы, очевидно, эта характерная для капиталистических нравов борьба, если бы государство, осознав важность атомной проблемы, не прибрало месторождения урана к рукам.

Но урановая горячка и не думала утихать. Раздув историю одного ирландца, который с помощью сконструированного им радиометра открыл небольшое урановое месторождение, компании стали наживать бешеные деньги на продаже подобных приборов. Тысячи людей устремились в горы и отдалённые районы в надежде найти уран. Эта горячка не утихает и по сей день. Урановый «вирус» проник даже на страницы серьёзных научных журналов, которые пропагандируют самые разнообразные типы портативных радиометров для людей, жаждущих наживы. Только об одном не пишут эти журналы: для чего предполагают американские монополии использовать уран. Они не пишут, что этот металл добывается для того, чтобы в виде атомных бомб лечь в мрачные хранилища военных складов Пентагона. Они не пишут, что уран может превратиться в миллионы радиоактивных осколков, которые будут заражать воздух и воду. Они не пишут также и о том, для какой цели готовятся сотни и сотни новых атомных бомб.

Вот почему каждое сообщение о новых достижениях советской науки в области мирного применения атомной энергии встречается капиталистической печатью с неприкрытой злостью. Атомные электростанции, атомный ледокол «Ленин»— это первенцы того замечательного века атомной энергии, в который мы сейчас входим. И основой этого века будут те четыре десятитысячных процента от веса земной коры, которые приходятся на долю урана.

Большинство людей узнало об уране, когда это слово стало ассоциироваться с атомной бомбой. Но химики и физики уже давно и с величайшим почтением относились к этому элементу. Для них он был связан с волнующим каждого учёного понятием «радиоактивность».

... Во многих книгах можно встретить утверждение, что Анри Беккерель открыл явление радиоактивности совершенно случайно. Дескать, случайно соль урана оказалась в соседстве с невесть как очутившимися в лаборатории фотографическими пластинками. И что, мол, неясно, в результате какого каприза Беккерелю вздумалось проявить эти пластинки. И только тут, увидев, что пластинки засвечены, Беккерель понял, что уран испускает какие-то лучи.

Мне хорошо известны люди, исповедующие такого рода теорию о научных открытиях. Это они утверждают, что только вовремя пришедшая Архимеду счастливая мысль принять ванну помогла ему открыть свой закон; это они завидуют Ньютону, которому повезло заметить падающее с дерева яблоко; это они выдумали не очень умную байку о том, что таблица периодичности свойств химических элементов привиделась Менделееву во время сладкого послеобеденного сна.

И впрямь, до чего уж удобная теория! Зачем ломать голову над научными проблемами, зачем исписывать горы бумаг и читать Гималаи книг. Повезёт — яблоко ли упадёт тебе на темя или пригрезится подходящий сон — и открытие готово. А не повезёт, то — будь ты многих пядей во лбу — все равно для науки тебе ничего путного не сделать.

Достаточно прочесть первое сообщение об открытии радиоактивности, написанное Беккерелем, чтобы нелепость "рассуждений о счастливой случайности стала очевидной. Беккерель намеренно выбрал уран, потому что многие известные к тому времени свойства этого элемента заставляли предполагать, что он будет испускать какие-то лучи. И Беккерель ожидал, что это лучи должны будут проникнуть через тёмную бумагу и должны будут затемнить фотографическую эмульсию.

Если и была в открытии радиоактивности случайность, то, пожалуй, лишь та, что это открытие свершилось 1 марта1 1896 года — ровно 27 лет спустя с того ещё более памятного 1 марта, когда Менделеев создал первый набросок своей системы.

Однако как ни много значит открыть новое явление — да ещё такое, как радиоактивность, — ещё важнее дать ему истолкование, определить, с чем оно связано и к чему оно приводит. Вот почему славу открытия радиоактивности вместе с Беккерелем делят Мария и Пьер Кюри. Именно они сумели понять природу радиоактивности и прийти к выводу, революционность которого сегодня нам, утвердившимся в научных истинах второй половины XX века, даже трудно осознать: один химический элемент может самопроизвольно превращаться в другой.

Годы — годы! — изнурительного труда потребовались для выделения из урановых руд обладающего исключительно высокой радиоактивностью радия. Слова «изнурительный труд» здесь следует понимать буквально. Это сотни килограммов перенесённой собственными руками руды; это сотни литров растворов, которые надо перелить тоже собственными (а то чьими же?) руками; это тысячи и тысячи операций кристаллизации; это сотни и сотни анализов. И все это в ветхом сарае, без вентиляции, без отопления, без освещения.

Мы сочувствуем действительно трогательным переживаниям героев Мюрже, воплощённым в музыку Пуччини в его замечательной опере «Богема». Но, право, писать стихи или картины в нетопленной мансарде ничуть не сложнее, чем проводить кропотливые химические опыты в тёмном и холодном сарае.

Однако я менее всего хочу растрогать читателя описанием трудностей, которые пришлось перенести первооткрывателям радиоактивности. Да и Мария Кюри не любила, когда её труд описывали как подвижничество («Какое это подвижничество, господа, когда все это было так интересно!»).

И тем не менее, на Всемирной выставке в Брюсселе демонстрировался один экспонат, который, я полагаю, должен был глубоко волновать каждого мыслящего человека.

Под стеклом, раскрытый на случайной странице, лежал лабораторный дневник Марии Кюри. Рядом был укреплён счётчик радиоактивности, который мерно фиксировал радиоактивные распады. Давно умерли открыватели радиоактивности, давно их открытие вошло во все школьные учебники, а несколько капель содержащего радий раствора, случайно попавшие на страничку дневника, продолжают испускать радиоактивные лучи и будут испускать еще долго, потому что период полураспада радия — свыше полутора тысяч лет — срок, к сожалению, гораздо больший, чем продолжительность человеческой жизни, но, конечно же, намного меньший, чем время, которое благодарное человечество будет хранить в памяти имена авторов замечательного открытия.

Прошло всего несколько лет после открытия радиоактивности, и Периодическая система обогатилась целым рядом вновь открытых элементов. Выяснилось, что уран является родоначальником обширного семейства. Распадаясь, уран превращается последовательно в протактиний, торий, радий, радон, полоний. Этот ряд самопроизвольных превращений обрывается лишь на нерадиоактивном свинце.

Нет сомнений, что разобраться в хаосе образующихся при распаде урана элементов, названия которых я сейчас непринуждённой скороговоркой перечислил, без Периодической системы оказалось бы невозможным. Слово «хаос» употреблено здесь не случайно. Именно хаос. Действительно, при выбросе альфа-частицы образуется элемент с порядковым номером на два и атомным весом на четыре меньшим; при выбросе бета-частицы — элемент с тем же атомным весом, но с атомным номером, на единицу большим. В урановых рудах все эти элементы присутствуют одновременно и в самых разнообразных количествах. Попробуйте разобраться во всем этом без стройной системы!

Вот хотя бы элемент 84-й — полоний, названный Марией Кюри в честь её родины Польши (Полония). Существование этого элемента предугадал ещё Менделеев, назвав его двителлуром. Образование 84-го элемента, возникающего при альфа-распаде радона, зная законы радиоактивного распада, предсказать было, в общем, нетрудно. Но как выделить ничтожные количества этого элемента, да ещё из массы других радиоактивных элементов? Очевидно, что сделать это можно, лишь догадываясь — притом с большой степенью вероятности— о свойствах двителлура. Зная же, что искомый элемент должен находиться в VI группе, дать прогноз о его свойствах — дело относительно простое.

Новые «птенцы гнезда уранового» смогли вылупиться на свет лишь в результате двух великих открытий прошлого века — Периодической системы элементов и радиоактивности. И, быть может, на примере этого открытия, больше чем на каком-либо другом, видна роль, которую сыграла Периодическая система в развитии науки.

Источник: Юрий Фиалков

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Cобрана база данных об изменениях уровня арктических морей

Сотрудники географического факультета МГУ совместно с коллегами из Сингапура, США и Канады собрали 

Сочинение и наука

Как исследования учёных могут дополнить классиков художественной литературы 

Генетики СПбГУ и врачи Петербурга помогли семье с редкой наследственной патологией родить здорового ребенка

Языковые картины мира

В Санкт-Петербурге начала работу Международная Менделеевская олимпиада по химии

В Санкт-Петербурге начала работу Международная Менделеевская олимпиада по химии