От водорода до …?
Шрифт:
Уже при 100 °C вода немедленно разлагает уран с образованием окислов и гидридов, а при 700 °C компактный уран загорается. Поэтому урановые стержни покрывают алюминием. Из-за большой химической активности (сродство к азоту, кислороду, углероду) получение металлического урана сопряжено с большими трудностями, тем более что уран нельзя получить электролизом или очистить возгонкой.
Читая книги, в которых отражена история изучения урана, нетрудно заметить, как быстро «понижалась» его температура плавления. В 1925 г. указывалось, что температура плавления урана выше 1850 °C, в 1932 г, она уже «точно» определялась в 1850 °C, в 1935 г. — в 1400°, а в 1956 г. большинство авторов единодушно утверждает, что она равна 1133 °C. Такое «снижение» температуры плавления урана объясняется исключительно совершенствованием техники очистки и получения «чистого» урана. Чем чище стали получать уран, тем все
Внимание этому элементу в свое время уделял Д. И. Менделеев, доказавший, что атомный вес урана равен 240, а не 120, как утверждали предшественники и современники Д. И. Менделеева.
Общее содержание урана в земной коре составляет, по данным разных авторов, от двух до четырех десятитысячных долей процента, что в переводе на язык весовых единиц равняется миллиардам тонн! Достаточно указать, что урана больше, чем ртути, кадмия, серебра…
И если за 40 лет с начала XX в. было добыто всего 7500 т урана, то со времен второй мировой войны его добыча резко возросла. Правда, уран не встречается в виде мощных месторождений, но зато известно большое число минералов, содержащих уран: карнотит, отенит, уранинит, торбернит, тюямупит (Африка, Австралия, СССР). Богатейшие залежи урановой смоляной руды находятся в Чехословакии. В малых количествах уран находится в углях, нефти, морской и грунтовой воде и даже в граните.
В перечне минералов не хватает многих, но об одном из них напомним еще раз — это клевеит. Тот самый знаменитый норвежский клевеит, из которого Рамзай и его ассистент Мэтьюз выделили гелий и тем установили его присутствие на Земле.
Известно, что растения обладают способностью избирательно поглощать различные элементы из почвы. Некоторые растения поглощают уран. С одной стороны, это «аккумуляторы», а с другой, — своеобразные сигнализаторы близких залежей урановых руд.
Все без исключения урановые минералы содержат гелий в поглощенном или, как говорят химики, адсорбированном состоянии. Это обстоятельство не могло пройти мимо исследователей. Заинтересовавшись гелием, они вскоре обнаружили в этих минералах и свинец. Причем оказалось, что сопутствует урану не просто свинец, а изотопы свинца с атомным весом 206–207. Изучение такого «сопутствия» показало, что медленный естественный радиоактивный распад урана идет через много стадий — «поколений» различных радиоактивных веществ. Только изотопы свинца-206–207 являются устойчивыми. Значит, уран — «прапрадедушка» свинца. Зная количество свинца-206–207 в тех или иных горных породах и скорость образования его из урана, можно с большой степенью точности определять «возраст» этих горных пород. Так минералы, содержащие уран, стали теми природными хронометрами, по которым физики, химики и геологи отсчитали не секунды, не минуты и не часы, а тысячелетия и миллионы лет истории Земли.
Заканчивая рассказ об уране, нам хочется еще раз подчеркнуть суть различия в использовании достижений науки в странах капитализма и социализма.
Первая атомная бомба была создана в США и стоила, по официальным данным, 2 миллиарда долларов, выжатых из карманов трудящихся. Насколько велика стоимость этой бомбы, можно судить по тому, что около четвертой части семей в США получает менее 2000 долларов дохода в год. Атомная бомба была сброшена 6 августа 1945 г. на город Хиросима с самолета типа В-29 с высоты 9000 м. Взорвавшись в 600 метрах от поверхности земли, она вызвала огромное число жертв среди мирного населения. Так был использован уран страной капитализма.
Использование урана на благо человечества составляет основную цель применения атомной энергии в странах социализма. Безграничность перспектив использования урана для блага людей стала совершенно очевидной после того, как 27 июня 1954 г. была пущена в ход первая в мире советская электростанция на урановом «топливе» мощностью 5000 квт. В сутки она расходует около 30 г урана-235 и бесперебойно работает уже несколько лет.
В соответствии с решением XX съезда КПСС в нашей стране строятся атомные электростанции общей мощностью около 2,5 млн. квт; уже сокрушает льды северных морей советский атомоход «Ленин». Водоизмещение ледокола — 16 000 т, длина его 134 м, ширина — 27,6 м, мощность двигателей — 44 000 л. с., следовательно, его энерговооруженность составляет 2,75 л. с. на одну тонну водоизмещения, в то время как энерговооруженность самого мощного неатомного ледокола в мире — американского ледокола «Глетчер» — 2,2 л. с. Скорость атомохода «Ленин» на чистой воде — 18 узлов (около 32,5 км) в час; скорость хода во льдах, толщиной до трех метров в 2 узла (3 км) в час!
Охраняя неприкосновенность и неприступность наших границ, бороздят моря и океаны советские подводные лодки с атомными двигателями. Всем народам земного шара нужно бороться за то, чтобы с уверенностью можно было бы сказать: уран — это счастье и мир на Земле!
Еще один экскурс в историю астрономии
В июне 1934 г. на страницах немецкого химического журнала появилось сообщение чешского инженера Одолена Коблика. Он являлся руководителем исследовательской лаборатории при Иоахимсталевских шахтах (Чехословакия), которые в начале XX в. поставляли супругам Кюри руду для получения радия. В сообщении говорилось о том, что в промывных водах урано-радиевого завода О. Кобликом обнаружен новый элемент. Место этого элемента в периодической системе Менделеева должно было находиться за ураном.
В честь своей родины Коблик назвал новый элемент богемием. Чехия — западная часть Чехословакии — раньше называлась Богемией. Предприняв более тщательное исследование, Коблик обнаружил, что выделенный им элемент весьма сходен с вольфрамом. Будучи справедливым и честным ученым, Коблик посчитал своим долгом немедленно сообщить в редакцию журнала о своей ошибке и тем самым взял свое сообщение обратно. Заметка о допущенной ошибке от имени редакции была опубликована в том же 1934 г.
В 30–40-х годах XX в. во многих лабораториях мира проводились широкие исследования результатов бомбардировки ядер устойчивых атомов нейтронами. В результате обстрела урана был получен один из новых элементов, занявших следующее за ураном место 93 с массовым числом 239. Элемент 93 был впервые выделен американскими учеными Э. Макмилланом и Ф. Абельсоном в 1940 г. и получил название нептуния.
Чтобы объяснить происхождение этого названия, необходимо сделать хотя бы весьма краткий экскурс в область истории астрономии.
До 1846 г. астрономам было известно в солнечной системе 7 планет. 1846 год ознаменовался в астрономии открытием новой, восьмой планеты, названной Нептуном. Седьмая из них, считая от Солнца, называлась Ураном. Последним же в периодической системе Менделеева был к 1940 г. элемент уран. Вот почему, когда был открыт новый заурановый элемент, его по аналогии назвали нептунием. Древние римляне Нептуном именовали таинственного бога моря. Моряки с древних времен, пересекая экватор, приносили Нептуну жертву, чтобы он «сохранил» их от бурь и непогоды, принес удачу в плавании. Потеряв религиозное содержание, праздник перехода экватора в настоящее время приобрел характер веселой инсценировки, в которой имеет место шуточный «обряд посвящения» членов экипажа, впервые пересекающих на корабле экватор. Красочное описание праздника Нептуна встречается во многих произведениях художественной литературы.
Однако вернемся к планете Нептун. Как известно, французский астроном Леверье и независимо от него английский астроном Адамс при наблюдении за планетой Уран заметили некоторые отклонения в ее движении. С помощью математических вычислений они не только установили существование никому не известной планеты, следующей за Ураном, которая своим притяжением вызывает «возмущения» Урана, но и указали место, где ее следует искать. Вскоре эта планета была обнаружена. Элемент гелий открыли на Солнце, а затем нашли на Земле. Планету Нептун «нашли» на Земле, а затем открыли на небе.
Ф. Энгельс, оценивая заслуги Д. И. Менделеева в создании периодической системы и предсказания новых элементов, писал: «Менделеев доказал, что… должны быть еще открыты новые элементы. Он наперед описал общие химические свойства… одного из этих неизвестных элементов, названного им экаалюминием … и оказалось, что предсказания Менделеева оправдались … Менделеев, применив бессознательно гегелевский закон о переходе количества в качество, совершил научный подвиг, который смело можно поставить рядом с открытием Леверье, вычислившего орбиту еще неизвестной планеты — Нептуна» [27] .
27
Ф. Энгельс. Диалектика природы. М., 1955, стр. 42–43.