Можно ли сделать золото? Мошенники, обманщики и ученые в истории химических элементов - [54]

Оба радиохимика спешно подготовили текст статьи. Они отправили статью 22 декабря, а журнал "Натурвиссеншафтен" опубликовал ее в первом выпуске нового года, 6 января 1939 года: "Об обнаружении и поведении щелочноземельных металлов, образующихся при облучении урана нейтронами". В этой исторической работе Отто Хан и Фриц Штрасман описывают, как им удалось химически обнаружить раскол тяжелого ядра урана, позднее названный делением ядра. Лиза Мейтнер получила по почте оттиск статьи.

Все неверно!

В тот момент, когда Хан и Штрасман обнаружили, что атом урана после бомбардировки нейтронами взрывается на куски (со средней массой ядер), им пришла в голову мысль: деление урана могло означать смертный приговор для всех "открытых" ранее элементов -- от 93- до 97-го. Следовало ли все еще верить в эти "трансураны"? Не лучше ли было считать, что в тех случаях речь тоже шла об осколках урана, об элементах с более низкими порядковыми номерами?

Ида Ноддак, которая теоретически признала возможность деления урана еще в 1934 году, нанесла этим "трансуранам" смертельный удар. В марте 1939 года в сообщении в "Натурвиссеншафтен" она с удовольствием перечисляла огрехи обоих радиохимиков. Она цитировала последнюю работу Хана и Штрасмана от ноября 1938 года, в которой авторы доложили об "открытии" не более не менее как семи трансуранов. И все это было совершенно неверным. Почему не учли указание Иды Ноддак, сделанное в 1934 году, которое открыватели деления урана даже не осмеливаются цитировать?

Что касается существования "трансуранов", то Хан и Штрасман были фактически вынуждены, шаг за шагом, отказаться от своих прежних высказываний. Это началось в июне 1939 года с "окончательного вычеркивания" экаплатины (96-й элемент), которая оказалась изотопом иода, и экаиридия (95-й элемент), состоявшего в действительности из смеси изотопов теллура и молибдена. Однако эти поправки были сделаны самими исследователями, а не по указанию других. В этом отношении поведение Хана и Штрасмана заслуживает всяческого уважения; они всегда публиковали свои опытные данные, тем самым вынося их на суд других ученых.

Столь искусно возведенное здание трансуранов обрушилось очень быстро. Элементы 93--97, в свое время столь "точно обнаруженные", оказались фактически не чем иным, как обломками, образовавшимися при делении урана, элементами со средней атомной массой. Ученые других стран -- Франции, США, Советского Союза, Австрии -- конечно, также занимались идентификацией многочисленных продуктов деления урана. Разочарование в Париже было очень большим, когда обнаружили, что "курьезное" вещество Ирэн Кюри с 3,5-часовым периодом полураспада, столь похожее на лантан, состоит, по существу, из изотопа лантана с массовым числом 141.

В более поздние годы Отто Хан неустанно рассказывал историю поисков псевдоэлементов 93--97, которая привела к открытию деления ядра, как поучительный пример научных заблуждений. При этом он не боялся самокритики; свои воспоминания он назвал: "Ложные трансураны. К истории одной научной ошибки".

Искусственные элементы

При обстреле урана тепловыми нейтронами из него образуются более легкие элементы с порядковыми номерами 35--65: это заставляло надеяться, что среди обломков будут найдены также изотопы элементов 43 и 61. Если вспомнить состояние вопроса получения элементов 43, 61, а также 85 и 87 в 1930 году, то можно было уловить заметный прогресс. Прежде всего, подтвердилось подозрение, что элементы 43 и 61 являются нестойкими веществами, которые "вымерли". Что касается элементов 85 и 87, то уже довольно давно их признали распавшимися радиоактивными веществами.

В 1934 году физик Иозеф Маттаух нашел эмпирическое правило, которое позволяет оценить устойчивость ядер изотопов. Согласно правилу Маттауха не может существовать второго устойчивого изотопа, если заряд его ядра отличается только на единицу от заряда ядра известного устойчивого изотопа с тем же массовым числом. Эта закономерность дополняет правило Харкинса, по которому элементы с нечетным порядковым номером (то есть нечетным числом протонов и электронов) распространены на Земле существенно реже, поскольку мала устойчивость их ядер.

По отношению к элементам 43 и 61 правило Маттауха можно изложить следующим образом. Исходя из их положения в периодической системе, массовое число элемента 43 должно быть около 98, а для элемента 61 -- около 147. Однако уже были известны устойчивые изотопы для элементов 42 и 44, а также для элементов 60 и 62 с массами от 94 до 102 и соответственно от 142 до 150. Поскольку второй устойчивый изотоп с тем же массовым числом не может существовать, то элементы 43 и 61 должны иметь только нестабильных представителей. Несомненно, что когда-то элементы 43 и 61 были на Земле в достаточном количестве. Когда возникла наша Солнечная система, то путем сочетания протонов и нейтронов образовались все элементы. Однако за время существования Земли -- 4,6 миллиардов лет -- их неустойчивые представители постепенно совсем исчезли. Исключение составляют только те радиоактивные элементы, которые могли постоянно пополняться в пределах естественного радиоактивного ряда, ибо их исходные вещества -- уран или торий -- еще существуют на Земле, благодаря своим периодам полураспада, насчитывающим миллиарды лет. Элементы 43 и 61 к этим естественным радиоактивным рядам не относятся. Лишь в том случае, если имеется долгоживущий изотоп этих элементов, можно было бы надеяться обнаружить его радиохимические следы.