Химия завтра - [23]

Ядерный реактор станет и химическим заводом. Ведь радиоактивные осколки — это носители энергии, которая может перестраивать вещество. Из воды в нем получат водород — заготовку для многих химических реакций. Водород в нем же соединится с углеродом, причем произойдет это проще, чем обычно, без повышенного давления. В конечном итоге, в реакторе синтезируются аммиак и спирты, углеводороды и фтороуглероды.

Радиационная химия — это преодоление невозможного. Те превращения, которые она вызывает, недоступны обычной химии. И пусть многое, о чем мы здесь рассказали, пока еще рождено лишь в лаборатории. От лаборатории до производства — один шаг, и он будет сделан в ближайшее время.

ЧИСТОЕ ВЕЩЕСТВО

Наш век по-прежнему остался веком железа. Точнее было бы сказать — веком стали, то есть железа с добавками углерода и других элементов. Загрязняя железо, мы его облагораживаем. Только сталь, а отнюдь не чистое железо и служит основным материалом техники наших дней.

О том, что чистое железо таит в себе неожиданные свойства, могли раньше лишь подозревать. Ведь наводила же на эту мысль знаменитая колонна в Индии, которая, не изменяясь, не окисляясь, стоит уже много веков. Но химия до недавнего времени не умела получать очень чистые вещества. Когда же она научилась это делать, то многие вещества предстали в новом виде, Отсюда произошло их второе рождение, отсюда их широкое вторжение в жизнь.

Германий, например, так бы и остался где-то на задворках, если бы не оказалось, что в чистом виде он отличный полупроводник.

Придется, вероятно, пересмотреть прежние представления об элементах главных и второстепенных. Придется пересмотреть и заявки, которые сделает химия будущего на сырье.

Чистота откроет истинные свойства вещества. Неизвестно, какие неожиданности преподнесет вещество, в котором не будет почти ни одного постороннего атома или молекулы. Само понятие о чистоте со временем будет меняться, один посторонний атом будет приходиться уже не на миллионы, а на триллионы атомов.

А достижим ли верхний предел, можно ли изгнать все примеси, получить идеально чистое вещество? Оказывается, на практике этот идеал недостижим. Чем меньше остается «грязи», тем труднее ее удалять, труднее вылавливать оставшиеся одиночные атомы. Кроме того, вещество невозможно изолировать, оно всегда будет соседствовать с чем-то — даже если поместить его в вакуум. Ведь и идеальный вакуум тоже недостижим. В итоге произойдет обмен, взаимодействие, и какое-то, хотя бы ничтожно малое, загрязнение все же остается.

Достигнуть как можно более высокой чистоты — задача заманчивая. Тогда выявляются подлинные свойства вещества, и зачастую совершенно неожиданные. Химики говорят, что чистота — уже современная — представила им знакомое в новом свете. Металлы хрупкие и ржавеющие оказались эластичными и стойкими, а твердые — мягкими.

Уже теперь можно обнаружить один посторонний атом среди миллиарда основных. И такой точности добиваются не ради рекорда. Столь высокая степень чистоты необходима, чтобы, например, полупроводник германий был полупроводником.

Обычные методы непригодны для контроля качества в ультрачистой металлургии. Разрабатываются новые методы анализа. В будущем химия сможет обнаружить один атом среди сотни триллионов других.

За сверхчистыми веществами стоят сверхжаростойкие сплавы.

Атомная техника требует материалов наивысшей чистоты. Даже миллионная доля процента примесей бора к урану сделает работу реактора невозможной.

Их потребует термоядерная энергетика, основа которой — плазма, нагретая до миллионов градусов.

Что еще обещает химия ультрачистых веществ?

Материалы, побывавшие в ядерном реакторе, загрязнены радиоактивными осколками. Эти примеси надо удалить, остаться должны лишь самые ничтожные их количества. Если бы можно было добиться такой очистки, то произошел бы переворот в технике и быту.

«Его не могут представить себе даже авторы фантастических романов», — замечает академик И, И. Черняев. И он набрасывает действительно сверхфантастическую картинку.

Суда, летательные аппараты, электростанции могли бы использовать энергию распада ядер активных элементов почти полностью. Применение в быту атомной энергии возросло бы настолько, что способы ее использования оказались бы совершенно несравнимыми по своему многообразию с использованием пара и электричества в настоящее время. Наступила бы эра полной перестройки бытовых приборов, а также орудий и приемов техники и сельского хозяйства.

Сверхочистка нужна и для целей химического синтеза. Например, техника уже сейчас требует материалов с различными магнитными и электрическими свойствами. Для того чтобы их создать, химики должны дать сверхчистые вещества, ввести в них специальные добавки — столько, сколько требуется, и так, как требуется.

Судьба всех новых способов прямого превращения тепловой энергии в электрическую связана с созданием дешевых полупроводниковых материалов высокой степени чистоты. Один процент примесей — и полупроводник перестает быть полупроводником. А потому «загрязненность» допускается не более миллионной или даже миллиардной доли процента. Иногда требования бывают и еще жестче. И судьба всех проектов, вроде солнечных батарей на крышах домов, либо мощной электростанции на космическом корабле, или внеземной станции, оказывается в руках химиков. Можно было бы уже сейчас устроить домовую солнечную электростанцию на полупроводниках, если бы она не стоила свыше миллиона рублей и не занимала бы огромную площадь.