Материалы размещены исключительно с целью ознакомления учащихся ВУЗов, техникумов, училищ и школ.
Главная - Наука - Биология
Венецкий С.И. - О редких и рассеяных

Скачать книгу
Вся книга на одной странице (значительно увеличивает продолжительность загрузки)
Всего страниц: 57
Размер файла: 382 Кб
Страницы: «« « 5   6   7   8   9   10   11   12   13  14   15   16   17   18   19   20   21   22   23  » »»

словам не верят, а других, более убедительных доказательств супруги Ноддак
представить не могли - список "лжесороктретьих" пополнился еще одним
неудачником.
  В этот период некоторые ученые начали склоняться к мысли, что далеко не
все элементы, предсказанные Менделеевым, в частности элемент ј 43,
существуют в природе. Может быть, их просто нет и незачем понапрасну
терять время и ломать копья? К такому выводу пришел даже крупный немецкий
химик Вильгельм Прандтль, наложивший "вето" на открытие мазурия.
  Внести ясность в этот вопрос позволила младшая сестра химии - ядерная
физика, успевшая уже к тому времени завоевать прочный авторитет. Одна из
закономерностей этой науки (замеченная в 20-х годах советским химиком С.
А. Щукаревым и окончательно сформулированная в 1934 году немецким физиком
Г. Маттаухом) называется правилом Маттауха- Щукарева, или правилом
запрета. Прежде чем разъяснить его суть, напомним, что означают термины
"изотоп" и "изобар". Изотопы - атомы какого-либо химического элемента,
имеющие одинаковый заряд атомных ядер, но разные массовые числа. У
изобаров же, или, иначе говоря "равнотяжелых" изотопов, напротив, заряды
ядер различны, а массовые числа совпадают.
  Теперь вернемся к правилу запрета. Смысл его заключается в том, что в
природе не могут существовать два стабильных изобара, ядерные заряды
которых отличаются на единицу. Другими словами, если у какого-либо
химического элемента есть устойчивый изотоп, то его ближайшим соседям по
таблице "категорически запрещается" иметь устойчивый изотоп с тем же
массовым числом. В этом смысле элементу ј 43 явно не повезло: его соседи
слева и справа - молибден и рутений - позаботились о том, чтобы все
стабильные вакансии близлежащих "территорий" принадлежали их изотопам. А
это означало, что элементу ј 43 выпала тяжкая доля: сколько бы изотопов он
не имел, все они обречены на неустойчивость, и, таким образом, им
приходилось непрерывно - днем и ночью - распадаться, хотели они того или
нет.
  Резонно предположите, что когда-то элемент ј 43 существовал на Земле в
заметных количествах, но постепенно исчез, как утренний туман. Так почему
же в таком случае до наших дней сохранились уран и торий? Ведь они тоже
радиоактивны и, следовательно, с первых же дней своей жизни распадаются,
как говорится, медленно, но верно? Но именно в этом и кроется ответ на наш
вопрос: уран и торий только потому и сохранились, что распадаются
медленно, значительно медленнее, чем другие элементы с естественной
радиоактивностью (и все же за время существования Земли запасы урана в ее
природных кладовых уменьшились примерно в сто раз). Расчеты американских
радиохимиков показали, что неустойчивый изотоп того или иного элемента
имеет шансы дожить в земной коре с момента "сотворения мира" до наших дней
только в том случае, если его период полураспада превышает 150 миллионов
лет. Забегая вперед, скажем, что когда были получены различные изотопы
элемента ј 43, выяснилось, что период полураспада самого долгоживущего из
них лишь немногим больше двух с половиной миллионов лет, и, значит,
последние его атомы перестали существовать, видимо, даже задолго до
появления на Земле первого динозавра: ведь наша планета "функционирует" во
Вселенной уже примерно 4,5 миллиарда лет.
  Стало быть, если ученые хотели "пощупать" своими руками элемент ј 43, его
нужно было этими же руками и создавать, поскольку природа давно внесла его
в списки пропавших. Но по плечу ли науке такая задача?
  Да, по плечу. Это впервые экспериментально доказал еще в 1919 году
замечательный английский физик Эрнест Резерфорд. Он подверг ядро атомов
азота ожесточенной бомбардировке, в которой орудиями служили все время
распадавшиеся атомы радия, а снарядами - образующиеся при этом
альфа-частицы. В результате длительного обстрела ядра атомов азота
пополнились протонами и он превратился в кислород.
  Опыты Резерфорда вооружили ученых необыкновенной артиллерией: с ее помощью
можно было не разрушать, а создавать - превращать одни вещества в другие,
получать новые элементы.
  Так почему бы не попытаться добыть таким путем элемент ј 43? За решение
этой проблемы взялся молодой итальянский физик Эмилио Сегре. В начале 30-х
годов он работал в Римском университете под руководством уже тогда
знаменитого Энрико Ферми. Вместе с другими "мальчуганами" (так Ферми
шутливо называл своих талантливых учеников) Сегре принимал участие в
опытах по нейтронному облучению урана, решал многие другие проблемы
ядерной физики. Но вот молодой ученый получил заманчивое предложение -
возглавить кафедру физики в Палермском университете. Когда он приехал в
древнюю столицу Сицилии, его ждало разочарование: лаборатория, которой ему
предстояло руководить, была более чем скромной и вид ее отнюдь не
располагал к научным подвигам.
  Но велико было желание Сегре глубже проникнуть в тайны атома. Летом 1936
года он пересекает океан, чтобы побывать в американском городе Беркли.
Здесь, в радиационной лаборатории Калифорнийского университета уже
несколько лет действовал изобретенный Эрнестом Лоуренсом циклотрон -
ускоритель атомных частиц. Сегодня это небольшое устройство показалось бы
физикам чем-то вроде детской игрушки, но в то время первый в мире
циклотрон вызывал восхищение и зависть ученых из других лабораторий (в
1939 году за его создание Э. Лоуренс был удостоен Нобелевской премии).
  Незаметно подошел к концу срок пребывания Сегре в США. Трудно ему было
расставаться с циклотроном - о подобном оборудовании он не мог тогда и
мечтать. Незадолго до отъезда ученому пришла в голову интересная мысль:
захватить с собой в Италию пластинку молибдена, на которую в течение
нескольких месяцев обрушивался мощный поток ускоренных на циклотроне
дейтронов - ядер тяжелого водорода (дейтерия). Лоуренс охотно пошел
навстречу своему коллеге, и тот вернулся в Палермо с несколькими образцами
невзрачного на вид, но драгоценного молибдена.
  Зачем же они понадобились Сегре? "У нас были веские основания думать, -
писал он впоследствии, - что молибден после бомбардировки его дейтронами
должен превратиться в элемент с номером 43..." В самом деле, ведь атом
молибдена имеет в своем ядре 42 протона. Если дейтрон, состоящий из
протона и нейтрона, сумеет проникнуть в ядро атома молибдена, то в нем
окажется уже 43 протона, т. е. как раз столько, сколько должно быть в ядре
элемента ј 43.
  Казалось бы, все просто, но попробуй докажи это экспериментальным путем.
Как бы то ни было, в январе 1937 года Сегре и его помощник минералог Карло
Перье засучили рукава и приступили к делу,
Прежде всего они выяснили, что заокеанский молибден излучает бета-частицы
- быстрые ядерные электроны. Значит, в нем действительно "сидит"
радиоактивный изотоп, но какой именно? Это может быть изотоп как самого

Страницы: «« « 5   6   7   8   9   10   11   12   13  14   15   16   17   18   19   20   21   22   23  » »»
2007-2013. Электронные книги - учебники. Венецкий С.И., О редких и рассеяных