Хранители времени. Реконструкция истории Вселенной атом за атомом

Хелфанд Дэвид

4. Октава – интервал, в котором соотношение частот между двумя звуками различной высоты составляет один к двум. Например, «ля» выше среднего «до» – это вибрация с частотой 440 колебаний в секунду, тогда как «ля» ниже среднего «до», на одну октаву ниже – это вибрация с частотой 220 циклов в секунду. Скорость вибрации струны определяется ее длиной, толщиной и натяжением, но при фиксированном натяжении и толщине удвоение длины производит звук ровно на октаву ниже исходной ноты.

5. Калория с заглавной «С», Calorie (именно такой вариант применен на упаковке пищевых продуктов) – это килокалория, или 1000 калорий. Калория – это энергия, необходимая для

повышения температуры одного грамма воды на 1 °C.

Глава 5. Изотопы: разновидности элементов

1. Термин «изотоп» химику Фредерику Содди предложила подруга семьи Маргарет Тодд, одна из первых абитуриенток Эдинбургской медицинской школы для женщин (1886 г.).

2. У 83-го элемента, Висмута, есть изотоп со 126 нейтронами, и долгое время он считался самым тяжелым стабильным изотопом. В 2003 году ученые обнаружили, что он может подвергаться альфа-распаду (см. гл. 6). Период полураспада Висмута-209 составляет 1,9 x 10¹⁹ лет, или 19 квинтиллионов лет, что примерно в 1,5 миллиарда раз больше возраста Вселенной.

3. Радиоактивность, описанная в главе 6, – это процесс, посредством которого атомные ядра самопроизвольно превращаются из одного элемента или изотопа в другой.

4. В лаборатории Берцелиуса были обнаружены восемь элементов: Церий, Селен, Цирконий, Литий, Лантан, Ванадий, Кремний и Торий. Имена двум последним элементам дали другие люди, но Берцелиус был первым, кто изолировал их и измерил их свойства.

5. Britannica. com, “The Discovery of Isotopes” [ «Открытие изотопов»], дата обращения: 2 февраля 2023 г.,britannica. com/science/isotope/The-discovery-of-isotopes.

6. F. W. Aston, “A Positive Ray Spectrograph”, The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 38 (1919): 707–714.

7. Обратите внимание, что 35 x 0,7577 + 37 x 0,2423 = 35,485, а не 35,45, но не забывайте, что при создании ядер масса теряется, превращаясь в энергию связи ядра. См. главу 3.

8. Остальные элементы с одним стабильным изотопом: Фосфор (номер 15), Скандий (21), Ванадий (23), Марганец (25), Кобальт (27), Мышьяк (33), Рубидий (37), Иттрий (39), Ниобий (41), Родий (45), Индий (49), Йод (53), Цезий (55), Лантан (57), Празеодим (59), Европий (63), Тербий (65), Гольмий (67), Тулий (69), Лютеций (71), Рений (75) и Золото (79).

9. Минерал, из которого добывают Уран, ныне называемый уранинитом, изначально назывался настураном. Уран впервые выделили из него в 1789 году. Марии Кюри пришлось переработать тонны Урана, чтобы в 1910 году открыть Радий. Небольшие концентрации изотопов, таких как Технеций, Прометий и Франций, обнаруженные в уранините, – это продукты спонтанного деления Урана (см. гл. 6). Свинец и Гелий также встречаются как продукты радиоактивного альфа-распада элементов.

10. Исключение – реактор CANDU, разработанный в Канаде как реактор с водой под давлением. В отличие от большей части коммерческих ядерных технологий, в нем роль замедлителя вместо Бора или Углерода (графита) играет оксид дейтерия (тяжелая вода, в которой атомы Водорода заменены дейтерием, или ²H). Кроме того, в реакторах CANDU применяется природная урановая руда, в которой доля Урана-235 составляет всего 0,7 %, что устраняет необходимость в обогащении (и потенциальное использование в качестве оружия, свойственное этому этапу).

11. H. L. Rosenthal, J. E. Gilster, and J. T. Bird, “Strontium-9 °Content of Deciduous Human Incisors”, Science 140, no. 3563 (1963): 176–177.

12. На графике из источника Rosenthal et al., “Strontium-9 °Content of Deciduous Human Incisors” показан резкий рост накопления Sr-90 в детских зубах.

Глава 6. Радиоактивность: невозмутимые часы

1. Henri Becquerel, “Sur les radiations invisibles emises par les corps phosphorescents”, Comptes Rendus 122 (1896): 501–503, перевод: Carmen Giunta, дата обращения: 02.03.2019.

2. Я не могу не отметить, что, хотя широкая публика смертельно боится отходов атомных электростанций из-за небольших объемов долгоживущих радиоактивных изотопов, производимых ими, на протяжении более двух столетий она была блаженно равнодушна к гораздо более разрушительным отходам сжигания ископаемого топлива – углекислого газа, метана и оксидов Азота, которые преобразуют атмосферу Земли и оказывают пагубное воздействие на наш климат. На самом деле, в то время как самые экстремальные оценки смертности на атомных электростанциях за последние 65 лет исчисляются несколькими тысячами человек, ежегодное число погибших от загрязнения, созданного электростанциями, которые работают на ископаемом топливе, превышает 3 миллиона человек, даже не считая тех, кто погиб в результате климатических изменений.

3. B. Wang et al., “Change of the 7Be Electron Capture Half-Life in Metallic Environments”, The European Physical Journal A – Hadrons and Nuclei 28 (2006): 375–377.

Глава 7. О кражах и подделках: судебная история искусств

1. F. Caro and I. M. Sokrighy, “Khmer Sandstone Quarries of Kulen Mountain and Koh-Ker: A Petrographic and Geochemical Study”, Journal of Archeological Science 39, (2012): 1455–1466.

2. В основе историй об «испанском фальсификаторе» и подделках Блейклока, представленных в этой главе, лежит рассказ об экспериментах, описанных в источнике: Maurice Cotter, “Neutron Activation Analysis of Paintings”, American Scientist 69, no. 1 (1981): 17–27, и отсылки, указанные в статье.

3. После двадцати периодов полураспада количество оставшихся радиоактивных ядер составит ( 1/2 )20 = 9,5 x 10–7, или чуть меньше одного на миллион.

4. Этот пигмент настолько токсичен, что его больше не используют. Наполеон, сосланный на остров Святой Елены, жил в доме, стены которого были выкрашены в его любимый цвет – ярко-зеленый. Вскрытие его волос выявило высокий уровень Мышьяка, связанный с раком желудка – непосредственной причиной его смерти.

5. Cotter, “Neutron Activation Analysis of Paintings”.

6. H. Smith, “Genius in the Madhouse”, in The Saturday Review, March 31, репринт: The Saturday Review 50th Anniversary Reader: The Golden Age, ed. Richard L. Tobin and S. Spencer Grin (New York: Bantam Books, 1974).

7. H. S. Ching, Z. Q. Zhang, and F. J. Yang, “Non-Destructive Analysis and Identification of Jade by PIXE”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 219–220 (2004): 30–34.

8. P. Del Carmine, L. Giuntini, W. Hooper, F. Lucarelli, and P. A. Mando, “Further Results from PIXE Analysis of Inks in Galileo’s Notes on Motion”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 113 (1996): 354–358.