Как там у вас, на Бета-Лире?
Шрифт:
Впрочем, и без вестника видно, что произошли серьезные события. Количество протонов уменьшилось на единицу. А раз так, то уменьшился на единицу и порядковый номер элемента; иными словами, калий (№ 19) превратился в аргон (№ 18). Это обстоятельство единым махом решает все три аргоново-калиевые проблемы.
Громадное — по сравнению с иными инертными газами — содержание аргона в атмосфере объясняется тем, что его непрерывным поставщиком служит находящийся в земной коре калий. В роли поставщика аргона выступает лишь калий-40, примешанный к «основному» калию в ничтожном количестве, однако самого калия, входящего в компанию элементов-гигантов, в земной коре так много, что в атмосферу ежедневно выбрасывается 500 тонн
Становится совершенно понятной и «перестановка» с атомными массами. Основной изотоп природного калия имеет массовое число 39. Поэтому и атомная масса калия близка к 39. Аргон же — недаром его порядковый номер меньший, чем у калия, — образуется из калия-40, поэтому и имеет такую же атомную массу, как его «родитель». Таково — очевидное! — решение проблемы 2.
Столь же убедительно мы расправляемся и с третьей проблемой. Легко подсчитать, что в далекое время возникновения нашей планеты калий был совершенно нормальным 4p-ным элементом: безусловно, преобладающим его изотопом был изотоп с массовым числом 40, тот самый изотоп, который за миллиарды лет существования планеты успел из-за своей радиоактивности почти полностью вымереть. Для нас калий-40 — это свидетель отдаленных геологических периодов жизни нашей планеты, еще более далеких, чем те периоды, от которых нам остались папоротники или гигантские секвойи. Будем же дорожить знакомством с этим почтенным и заслуженным реликтом!
Заголовок следует понимать буквально. Ни о каких параллелях с фокусниками, с помощью ручных пассов сотворяющими из воздуха прекрасных дев в расшитых золотом шароварах, здесь речи быть не может.
Элементы из воздуха
Давно известно, что самое трудное — начать. Калий и стал тем самым началом, которое было особенно трудным. Еще бы, появился естественный радиоактивный элемент, стоящий не в конце периодической системы, а в ее середине, точнее — в начале середины, а если быть совсем точным, то в конце начала периодической системы. Игра в слова? Как мы убедимся далее, совсем не игра.
Раз один из нетяжелых элементов может быть радиоактивным, то почему бы не обладать естественной радиоактивностью и другим элементам начала и середины периодической системы? Тем более, что общие законы строения атомного ядра не только не запрещают этого, а искренне и, можно сказать, дружелюбно предлагают.
…Не так давно в одном из журналов были приведены результаты достаточно широкого анкетного опроса поступающих в высшие учебные заведения. Много вопросов, интересных для новой и, судя по всему, важной и увлекательной науки социологии, содержала эта анкета, но нас в данном случае интересует один: мотивы выбора профессии. Так вот, свыше 90 % тех, кто подавал документы на геологические и географические факультеты, в качестве мотива назвали любовь к путешествиям. При этом многие из будущих Ферсманов и Пржевальских не скрывали своего жалостливого отношения к представителям «сидячих», комнатных профессий. К таковым абитуриенты в первую очередь относили архивистов и химиков.
Так вот, я знаком с несколькими химиками, которым доводилось совершать такие служебные командировки, каким позавидовал бы и Лаперуз. Так, например, группа химиков в марте 1961 года на судне «Михайло Ломоносов» вышла из Одессы и, пройдя через Средиземное море, вышла в Атлантический океан, достигла 30° южной широты, а затем вернулась в Калининград.
На протяжении всего рейса химики старательно вели анализ воздуха. Однако их интересовали отнюдь не традиционные компоненты атмосферы — азот, кислород, углекислый газ, инертные газы. Речь шла о совсем других элементах.
Мировое пространство пронизано мчащимися с громадной скоростью, лишь немногим уступающей скорости света, протонами, ядрами некоторых легких химических элементов, электронами. Именно таков состав лучей, которые уже давно получили название космических. Нет ничего удивительного, что, встретив на своем пути Землю, эти лучи вызывают громадные разрушения в естественном щите планеты — земной атмосфере. Да, конечно, обладая исключительно высокой энергией, космические лучи не только ионизируют молекулы газов воздуха, но и разбивают, можно сказать, на осколки атомы газов, входящих в состав атмосферы. Познакомимся с одним из таких процессов. «Главный» газ воздуха, как известно, азот, которого в атмосфере больше всего; именно поэтому основные события по части взаимодействия с космическими лучами происходят именно с этим элементом.
Итак, летящий в когорте других частиц, которые составляют ноток космических лучей, протон с колоссальной скоростью подходит к Земле. Первые километры еще совсем разреженной атмосферы он проходит беспрепятственно: редкие молекулы, встречающиеся на его пути, протону не помеха. И вот где-то приблизительно на высоте 30 километров над уровнем моря протон наконец попадает в цель — атом азота. Последствия этого столкновения можно кратко и, по-моему, достаточно выразительно определить одним словом: «вдребезги». А как еще назвать процесс, в результате которого при столкновении азота и водорода (ведь протон — это ядро атома водорода) образуются два атома гелия и атом бериллия:
N + H = 2He + Be.
Проверим, как сходятся «дебет» и «кредит» этой реакции. Вначале сведем «сальдо» с порядковыми номерами. Сумма порядковых номеров в новой части уравнения составляет 8 (азот-7 и водород-1); справа — та же величина, так как порядковый номер бериллия 4, а дважды два (порядковый номер гелия) также равно 4 (арифметика достаточно убедительная).
Сведение же баланса по массовым числам приводит к довольно интересным выводам. Сумма массовых чисел элементов, вступающих в реакцию, равна 15 (азот-14 + водород-1). Справа, разумеется, должны быть те же 15. Из них 8 единиц приходится на долю гелия (2x4), стало быть, бериллий должен иметь массовое число 7.
Итак, мы выяснили, что при космической катастрофе образуются гелий и изотоп бериллия с массовым числом 7. И тут должен вмешаться дотошный читатель.
«Не очень хорошо получается, — скажет читатель. — Вот справочник, а в нем написано, что бериллий состоит только из одного-единствен-ного изотопа с массовым числом 9. Что-то не припомню такого изотопа бериллий-7».
«Вы и правы и неправы, — отвечу я. — Действительно, известен лишь один стабильный изотоп бериллия. Но разве я говорил, что при нашем ядерном процессе образуется стабильный бериллий? Бериллий-7, который образовался в атмосфере из азота, не стабильный, а радиоактивный изотоп этого элемента».
Радиоактивный изотоп бериллия, конечно же, должен быть отнесен к естественным. Он ведь образовался на нашей планете помимо деятельности человека. Поток космических лучей непрерывен и, как полагают астрономы, постоянен. Поэтому бериллий-7 образовывался на Земле задолго до того, как на ней появился человек, и будет образовываться до тех пор, пока у нашей планеты есть еще атмосфера, содержащая по крайней мере азот.
Как видим, появился еще один естественный радиоактивный элемент, гораздо более легкий, чем калий. Что ж, пока все идет в полном соответствии с прогнозами о принципиальной возможности проявления радиоактивных свойств любым химическим элементом.