От водорода до …?
Шрифт:
Позднее различные изотопы кюрия были получены путем «обстрела» плутония альфа-снарядами.
Исследование химических свойств кюрия весьма затрудняется сильной радиоактивностью. Свойства таких элементов приходится изучать с помощью различных сложных устройств, используя телевизионные передатчики, «механические руки» и другие «диковинки» современной атомной техники.
Растворы солей кюрия, благодаря его радиоактивности, сильно нагреваются, вода разлагается на водород и кислород. Излучение настолько мощно, что растворы солей кюрия светятся в полной темноте с такой же силой, как и радий. Металлический кюрий обладает серебристым цветом. Его плотность равна 7.
Год
По названию американского города Беркли, в котором находятся университет и Институт ядерной физики, и южного штата Калифорния (США), на территории которого расположен город Беркли, были названы два почти одновременно полученных искусственных элемента — беркелий и калифорний. Для представления всей сложности работы по получению этих элементов и изучению их свойств достаточно указать, что на первых порах количество очень неустойчивых атомов элемента калифорния, находившихся в распоряжении исследователей, не превышало десяти тысяч, или нескольких миллиардных долей от миллиардной доли грамма.
Сравнительно большие количества этих элементов были получены путем длительного облучения плутония в атомных реакторах.
После открытия в 1950 г. беркелия и калифорния детально изучались не только их химические свойства, но и пути синтетического получения этих элементов с применением «сверхтяжелых снарядов». Было установлено, что такими «сверхтяжелыми снарядами» могут служить ядра атомов углерода, азота и кислорода.
Искать в земной коре открытые элементы бесполезно; если бы они были, то давным-давно «испарились», радиоактивно разложились, так как они имеют малый период полураспада.
В земной коре их нет
Первые сообщения о синтезе этих элементов сначала появились (1950–1951 гг.) на страницах научно-популярных журналов. Авторы статей даже «окрестили» эти элементы. Название одного, элемента — афиний — было дано в честь столицы Греции города Афины, в котором более двух тысяч лет назад были впервые высказаны философские представления об атомах. Второй элемент назвали центурием, подчеркивая этим «круглое» число элементов (слово «центуриум» — «сотый»). В этих сообщениях указывалось также, что они получены путем «бомбардировки» нептуния и плутония ядрами углерода.
Однако эти сообщения в дальнейшем не были подтверждены. Новые научные исследования, проведенные в конце 1952 г., свидетельствовали о наличии новых элементов в продуктах распада термоядерного взрыва, осуществленного в Тихом океане в ноябре 1952 г. под именем «Операции Майк».
Применяя новейшие методы исследования, проведенные Альбертом Гьорсо и Гленном Т. Сиборгом в Беркли над десятками килограммов коралловых отложений, собранных на одном из атоллов, ближе всего расположенном от места взрыва во время «Операции Майк», были найдены новые элементы 99 и 100.
Между прочим, элемент 100 был открыт при наличии всего лишь … 200 его атомов!
Затем были найдены и другие пути синтеза элементов 99 и 100. В частности, эти элементы были получены при применении «сверхтяжелых снарядов», ионов азота и кислорода для обстрела урановых мишеней.
В августе 1955 г. на Международной научно-технической конференции по мирному использованию атомной энергии в Женеве элементам 99 и 100 были присвоены названия эйнштейний и фермий в честь выдающихся ученых двадцатого столетия Альберта Эйнштейна и Энрико Ферми, внесших большой вклад в науку об атоме и атомном ядре.
Изотопы этих элементов весьма неустойчивы, с коротким периодом «жизни». У фермия, например, самые «стойкие» изотопы с периодом полураспада в несколько часов. В земной коре этих элементов не существует.
В честь русского гения
Много труда, таланта, изобретательности было вложено в открытие редчайших элементов, в синтез новых искусственных атомов, которых нет в земной коре. Однако подлинным торжеством могущества человека над силами природы, триумфом современной науки явился синтез элемента, занявшего в периодической системе сто первое место. Сообщение об этом поразительном экспериментальном мастерстве появилось в мае 1955 г., и, следовательно, элемент 101 является одним из самых молодых в периодической системе и … в природе!
Для получения первых 17 атомов этого элемента, на которых изучены его некоторые химические и физические свойства, потребовалось мобилизовать весь арсенал современной физики и химии: мощные циклотроны, жидкий гелий, тончайшие приемы хроматографического анализа, самую современную и совершенную аппаратуру для регистрации ядерных реакций, а в качестве «сырья» — один из изотопов также недавно синтезированного элемента эйнштейния. Обстреливая изотоп эйнштейния-253 альфа-частицами, получили первые атомы нового элемента. Образующийся элемент, как следует из его положения в периодической системе, должен быть радиоактивным. Поэтому, как описывает руководитель лаборатории Гленн Сиборг, к счетчику, находившемуся в зале химической лаборатории, был присоединен оглушительный пожарный звонок, так что каждое из этих редких событий [28] сопровождалось громким трезвоном, вызывающим в свою очередь радостные возгласы присутствующих. Однако этой игре был положен вполне справедливый конец, когда звонки обратили на себя внимание пожарной охраны.
28
Образование атома элемента и его распад с выбросом альфа частицы.
Всего 17 атомов! Невозможно подобрать даже подходящее сравнение для того, чтобы представить себе это количество. Если атомы железа, содержащиеся в булавочной головке, равномерно распылить над земным шаром, то на каждый квадратный метр поверхности земного шара упало бы … двадцать тысяч атомов железа.
Группа американских ученых А. Джиорзо, Б. Харвей, Д. Чоппин, С. Томпсон во главе с Г. Сиборгом, занимавшаяся получением элемента 101 и изучавшая некоторые его свойства, назвала вновь созданный элемент в честь гениального автора периодической системы Д. И. Менделеева — менделевием, ибо Менделеевская система до сих пор служит ключом к открытию элементов.
Исследование свойств элемента затруднялось до последнего времени отсутствием достаточного количества атомов. В лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных проблем группа ученых (Ван Тунсен, Малы, Таубе, Гаврилов) получила сравнительно большие количества атомов менделевия путем облучения урана ионами неона и изучила свойства элемента.
«Бывший нобелий»
Его следует назвать московием