От водорода до …? - [109]
Пожалуй, ни один элемент никогда не привлекал столько внимания людей, как уран. И этот интерес вполне понятен, если вспомнить, что уран — неисчерпаемый источник энергии, владеть и управлять которой учится человек.
Сейчас как-то странно звучат слова, написанные в книгах всего лишь двадцатилетней давности. Так, в одном из самых солидных учебников химии, вышедшем в 1935 г., в разделе «Уран и его соединения» говорится: «Урановые препараты находят ограниченное применение». В другом руководстве по химии написано: «Получение чистого металла до сих пор не имеет никакого практического значения».
В чем же состояло ограниченное применение урана?
Почти до самого конца XIX в. урановые соединения представляла «урановая желть» (окись урана), сообщающая при добавке обычному стеклу желтый или оранжевый цвет в проходящем свете и зеленоватый в отраженном. Это же соединение урана использовали для разрисовки ценнейшего севрского фарфора (так называемая подглазурная живопись). Некоторые соединения урана давали возможность получать окраски от желтого до бархатно-черного цветов, неповторимой прочности и стойкости. Урановая руда ценилась в это время только за возможность получения из нее красителей для фарфорово-фаянсового производства.
На грани XX столетия ученые открыли в отбросах урановой руды радий. Удаче Марии Склодовской и Пьера Кюри в открытии радия, безусловно, способствовало то, что отбросы урановой руды были в то время весьма дешевым материалом. Супруги Кюри, хотя и с большими хлопотами, получили их для своих работ почти бесплатно. С открытием радия урановая руда стала источником этого «чудесного» элемента. Однако сам уран после отделения радия почти не использовали. Для его сбыта пытались получить урановую быстрорежущую сталь, но трудности выделения чистого урана не способствовали ее распространению. Не находя значительного применения, используясь, главным образом, в фотографии, урановые соединения в 30-х годах XX в. ценились гораздо дешевле радия.
Внезапно интерес к урану, как и цены на него, возросли, а радий, занимавший среди других элементов столь исключительное место, совершенно потерял первостепенное значение. «Виновниками» такого невероятного обмена ролями радия и урана оказались советские ученые Г. Н. Флеров и К. А. Петржак. В 1940 г. они установили, что атомы урана склонны к спонтанному, самопроизвольному взрыву своего ядра и что этот взрыв идет с выделением колоссального количества тепловой энергии. Правда, такой взрыв происходит в веществе очень редко: в сотни тысяч или миллионы раз реже, чем обычный альфа-распад. Однако, если бы такие «взрывы» последовательно протекали бы друг за другом, то один грамм ядер урана выделил бы такое же количество энергии, как и 18 т обычного взрывчатого вещества.
Конечно, в умах человеконенавистников, воспользовавшихся идеей Г. Н. Флерова и К. А. Петржака, немедленно возникли планы создания нового оружия, с помощью которого можно было бы обеспечить господство над миром и власть над народами. За создание такого атомного оружия принялись германские фашисты и американские миллиардеры — претенденты на мировое господство. В тайных лабораториях, на сверхсекретных заводах начали лихорадочно ковать атомное оружие.
Уран, как и другие элементы имеет несколько изотопов, которые в различной степени способны к делению под действием нейтронов. Оказывается, что наиболее способным к нейтронному делению ядер является изотоп урана с массовым числом 235. При распаде ядра атома изотопа урана-235 возникают осколки (атомы элементов с массовым числом меньшим, чем уран) и 2–3 нейтрона, которые, попадая в ядра соседних, еще не распавшихся атомов урана, вызывают такое же деление. Благодаря многократному повторению этих быстро протекающих процессов распад атомов лавинообразно нарастает (цепная реакция), и выделяется то огромное количество энергии, которую и принято именовать атомной, а явление — атомным взрывом. На применении цепной реакции урана или плутония и основан принцип действия атомной бомбы. Одна из первых бомб была изготовлена из урана-235. В природной смеси изотопов урана-235 всего 0,715 %, т. е. на каждый килограмм природного урана приходится 7,15 г урана-235.
Поэтому для осуществления ядерной реакции необходимо было найти способы получения или разделения изотопов, или обогащения смеси их ураном-235.
Такое разделение изотопов можно было осуществить, используя шестифтористый уран с температурой кипения 55,7 °C способом газовой диффузии. Этот способ основан на более быстрой способности шестифтористого урана-235 проникать через пористый фильтр в сравнении с тем же соединением, но содержащим уран-238 (обычный, не «горючий»).
Разделение изотопов урана методом термодиффузии связано с устройством многих тысяч перегородок, насосов, холодильников. Поэтому только пусковой период этого «деликатнейшего» технологического процесса составляет 80–100 дней.
Уран — мягкий, серебристо-белый металл, в два с половиной раза тяжелее железа, более чем в полтора раза тяжелее свинца. Этот химически активный элемент образует много соединений, легко реагирует со многими неметаллами, дает сплавы и соединения с ртутью, оловом, медью, свинцом, алюминием, висмутом, железом и другими металлами.
Книга посвящена жизни и творчеству выдающегося советского кристаллографа, основоположника и руководителя новейших направлений в отечественной науке о кристаллах, основателя и первого директора единственного в мире Института кристаллографии при Академии наук СССР академика Алексея Васильевича Шубникова (1887—1970). Классические труды ученого по симметрии, кристаллофизике, кристаллогенезису приобрели всемирную известность и открыли новые горизонты в науке. А. В. Шубников является основателем технической кристаллографии.
Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.
Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.
«Занимательное дождеведение» – первая книга об истории дождя.Вы узнаете, как большая буря и намерение вступить в брак привели к величайшей охоте на ведьм в мировой истории, в чем тайна рыбных и разноцветных дождей, как люди пытались подчинить себе дождь танцами и перемещением облаков, как дождь вдохновил Вуди Аллена, Рэя Брэдбери и Курта Кобейна, а Даниеля Дефо сделал первым в истории журналистом-синоптиком.Сплетая воедино научные и исторические факты, журналист-эколог Синтия Барнетт раскрывает удивительную связь между дождем, искусством, человеческой историей и нашим будущим.
Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.