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. 61-й

61-Й

Учёные, получившие (получившие!) 61-й элемент, назвали его прометием. В честь Прометея, мифического титана-небожителя, который пошёл на муки, чтобы подарить людям огонь. Уж это одно показывает, чего стоило физикам и химикам выскоблить в клетке № 61 вопросительный знак с тем, чтобы заменить его символом Рт.

 

 

Сегодня мы знаем, что азотнокислая соль прометия имеет нежный розовый цвет, а хлористая соль своей окраской подобна канареечному оперению. О прометии нам известен тот минимум сведений, который должен быть известен о «нормальном» химическом элементе.

Но хотя в «метрике» 61-го элемента значится год рождения 1938, ещё двенадцать лет спустя, когда я слушал лекцию по неорганической химии, об этом элементе профессор нам ничего рассказать ещё не мог, и поэтому, описав свойства 60-го элемента — неодима, профессор изобразил на доске символ Рт, а затем быстро стер его и перешёл к рассказу о 62-м элементе — самарии.

Заполнению 61-й клетки предшествовал весь тот обязательный набор споров, заблуждений, ложных открытий, который сопровождал каждую пустую клетку менделеевской таблицы.

Впрочем, к концу 30-х годов у исследователей уже были веские основания предполагать, что, по-видимому, 61-го нет в земной коре и что в этом смысле «нечего ждать милостей от природы» — 61-й придётся получать искусственно.

Попытка получения искусственного изотопа 61-го элемента была подобна атаке, предпринятой на «крепость» 43-го элемента. Неодим в ускорителе облучался ядрами водорода (60+1=...) и при этом образовался долгожданный элемент (... = 61). Но как и в случае с технецием, вначале были получены невесомые количества 61-го, и химики не торопились признать новичка.

И так же, как и технеций, 61-й элемент в количествах, которые позволили химикам досконально изучить его свойства, был выделен из продуктов распада урана в ядерных реакторах.

Но тут, чтобы стало все понятным, надо будет нам провести мысленный эксперимент, которым сейчас в точных науках очень увлекаются.

«Представим себе, что мы сидим в ракете, движущейся со скоростью света. Тогда...» — мысленный эксперимент.

«Пусть одна тонна льда, охладившись на один градус, нагреет освободившимся при этом теплом самовар до кипения...» — мысленный эксперимент.

«Пусть мы находимся в свободно падающем лифте...» — мысленный эксперимент (ещё бы!).

«Представим себе, что мы бросаем на пол блюдца из чайного сервиза, подаренного родителям в день пятнадцатилетия их свадьбы...» — мысленный эксперимент.

Задаёмся условием, что блюдца при этом будут раскалываться только на два осколка. Какова будет соотносительная величина этих осколков?

(Предупреждаю, что я заранее соглашусь с тем моим оппонентом, который возразит, что этот мысленный эксперимент можно сделать совсем реальным. Что ж, попробуйте...)

Нетрудно представить, что чаще всего блюдца будут раскалываться на приблизительно равные осколки. Приблизительно равные — это означает, что один осколок будет чуть побольше половины блюдца, а второй — чуть поменьше. Конечно, иногда блюдца будут раскалываться на неодинаковые осколки — совсем большой и совсем маленький, но такие случаи будут встречаться реже.

Теперь представим, что наши блюдца — это ядра атомов урана в ядерном реакторе, которые, кстати, тоже чаще всего распадаются на два осколка. Если эти осколки были равны, образовался бы элемент с порядковым номером 46 — палладий (92:2 = 46). Но из мысленного эксперимента с блюдцами мы уже уяснили, что на два одинаковых осколка ядро не делится. А осколки размером чуть больше половины как раз представляют собою ядра атомов с порядковыми номерами 55 — 65, а в их число попадает и прометий.

Так же, как и в случае 43-го элемента, не стоит здесь останавливаться на химических свойствах прометия. Они оказались именно такими, какими им положено быть, исходя из положения этого элемента в Периодической системе. Да, конечно, редкоземельный элемент. Да, конечно, наиболее устойчивая валентность 3 (группа-то третья!).

Когда были изучены все изотопы прометия, стало ясным, что никаких шансов «выжить» у этого элемента не было. Все изотопы прометия радиоактивны, причём самый долгоживущий из них имеет период полураспада всего тридцать лет.

А в сравнении с возрастом Земли — это даже не миг, а нечто поменьше.

Всего двадцать лет прошло с тех пор, как химики «признали» прометий. Но новичок уже проявил незаурядные способности! Можно сказать, что в дружном семействе редкоземельных элементов, члены которого, как мы помним, отличаются незаурядными «способностями», прометий — что-то вроде вундеркинда. Во всяком случае, пройдёт очень немного времени, и об этом элементе заговорят все.

Те вещи, о которых сейчас пойдёт речь, быть может, показались бы более уместными на страницах научно-фантастического романа. Но ничего фантастического из того, что будет рассказано о прометии, нет; есть сухие и точные протоколы экспериментов, есть уже сконструированные приборы, есть незаурядная фантазия учёных, но фантастики нет.

Радиоактивное излучение прометия (прометий испускает электроны — бета-лучи) оказалось возможным использовать в качестве источника энергии. Достаточно самого ничтожного количества прометия, чтобы сконструировать миниатюрную батарейку с весьма внушительной, сообразно с её размерами отдачей энергии. Например, прометиевая батарейка, имеющая размеры и толщину шляпки обычной канцелярской кнопки, может в течение пяти лет двигать механизм ручных часов. Уже сейчас выпускаются слуховые аппараты, где источником энергии служит прометиевая батарейка. А ведь многие из тех, кто вынужден пользоваться слуховыми аппаратами, должны мириться с необходимостью носить в кармане громоздкие и тяжёлые электрические батареи, которые к тому же необходимо часто менять.

Очевидно, подсчёт того, что может дать прометиевая батарея размером хотя бы с куриное яйцо, лишь арифметическая задача. Читатель волен здесь дать полную волю своему воображению, и вряд ли его постигнет разочарование.

А если можно фантазировать читателю, то почему бы не заняться этим (в разумных пределах, конечно) и автору? Впрочем, фантазия ли это? Как-то мне пришлось выступать перед молодёжной аудиторией с лекцией о некоторых достижениях современной химии. Среди прочих сведений я сообщил и о замечательных свойствах прометия. Передо мной с рассказом о чудесных успехах советской медицины выступал один известный советский медик, специалист в области хирургии сердца.

После окончания вечера он пригласил меня к себе и совершенно неожиданно стал подробно расспрашивать о прометии и особенно о прометиевых батареях. Причина этого пристального внимания к новому источнику энергии скоро стала очевидна. Уж много лет врачи в разных странах мечтают о создании искусственного сердца. Не тех громоздких аппаратов, с помощью которых сейчас производят операции на сердце, а таких сердец, которые больной мог бы всегда носить с собой. Впрочем, в случае полного решения проблемы такой человек был бы здоровее иного человека с обычным сердцем. Ведь его сердце не знало бы ни усталости, ни болей.

А решение этой проблемы означало бы для человечества очень многое. Тогда исцелились бы тысячи и тысячи больных. Тогда не надо было бы медикам ломать голову над многочисленными проблемами, связанными с пересадкой сердца, проблемами, среди которых этические вопросы занимают не последнее место. Тогда журналистам не пришлось бы в сотнях статей задаваться действительно волнующим вопросом: был ли мулат, от которого пересадили сердце Филиппу Блай-бергу, окончательно мёртв? Тогда не стали бы появляться в «Пари-матч» леденящие душу объявления отчаявшейся в нужде женщины о том, что она готова продать по сходной цене своё сердце.

Однако все предложения по «проектам» портативного искусственного сердца пока ещё не выходят из стадии полуфантазии. Основная преграда, оказывается, — это источник энергии. Наше сердце должно выполнять настолько интенсивную работу, что даже килограммовой электрической батареи хватило бы владельцу искусственного насоса крови всего на час с небольшим. «Питаться» же от электросети, как помните, очень неудобно. Мало ли что может случиться: пробки перегорят или счётчик забарахлит... А если не годится электричество, то ещё менее пригодными представляются и двигатели внутреннего сгорания.

И тут-то прометий может оказаться в высшей степени полезным. Правда, сейчас прометий все ещё экзотический элемент в научных лабораториях. Однако истории науки известно немало примеров, когда металл, дефицитный вначале, в течение нескольких лет уменьшал свою стоимость с превеликой быстротой. В 1889 году Д. И. Менделееву во время пребывания его в Лондоне в качестве драгоценного подарка преподнесли весы, одна чаша которых была изготовлена из золота, а другая — из несравненно более драгоценного в то время металла... алюминия.

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

Парадоксальный тривиальный азот

Азот — один из самых парадоксальных химических элементов таблицы Д. И. Менделеева. С одной стороны, он входит в состав молекул многих биологически активных соединений — витаминов, белков, нуклеиновых кислот и аминокислот.

Биологи изучили эволюцию 3D-структуры глобиновых генов

Ученые МГУ имени М.В.Ломоносова и Института биологии гена РАН на примере генов, кодирующих белки гемоглобина, показали, что одной из важных тенденций в эволюции генома

В МГУ создали анализаторы биологически активных веществ на основе наносистем

Томские ученые, изучая описторхов, пытаются лечить астму и диабет

Последний полет «Дискавери»

7 марта на Землю возвращается многоразовый корабль «Дискавери» — шаттл завершил свою миссию, доставив на Международную космическую станцию модуль-кладовку для хранения самых разных вещей, скопившихся там за 10 лет. Это был последний полет «Дискавери».