Самое необыкновенное вещество в мире - [2]

Шрифт
Интервал
О, значительно меньше тяже- лого>18О, и совсем мало кислорода >17О. В кисло- роде воздуха, которым мы дышим, на каждые 10 ато- мов >17О приходится 55 атомов >18О и более 26 000 атомов изотопа кислорода>16О.

Физики сумели создать в своих ускорителях и реакторах еще пять радиоактивных изотопов ки- слорода: >13О, >14О, >15О, >19О, >20О. Все они живут очень недолго и через несколько минут распадают- ся, превращаясь в изотопы других элементов.

Сколько может быть различных вод? Если подсчи- тать все возможные различные соединения с общей

6


Если же окончательно подтвердится сообщение о том, что существуют еще два сверхтяжелых изотопа водорода — >4Н и >5Н, то будут возможны уже сто двад- цать различных вод. Но и это еще не все. Советские физики в 1970 г. на большом ускорителе многоза- рядных ионов создали совершенно удивительный кислород — сверхтяжелый изотоп >2 4 О. В его ядре огромный избыток нейтронов, и оно очень неустой- чиво. Если принять во внимание и этот новый изотоп кислорода, то тогда различных вод можно будет на- считать уже сто тридцать пять!

Подсчитайте сами, сколько различных вод, моле- кулы которых содержат тритий, может образовывать- ся на границе с космосом и постепенно вместе с дож- дями выпадать на землю. Попробуйте сосчитать так- же, сколько различных радиоактивных вод возникает в воде, охлаждающей атомный реактор. Где бы в мире ни зачерпнуть стакан воды, в нем всегда окалсется смесь различных молекул, неодинаковых по изотоп- ному составу. Конечно, вероятность образования мо- лекул с разным изотопным составом далеко не оди- накова. Молекулы, содержащие сразу два или три редко встречающихся изотопных атома, будут воз- никать так редко и их будет так мало, что, по мне- нию физиков, их пока можно не принимать во вни- мание.

7

формулой Н>20, то результат покажется неожидан- ным: всего могут существовать сорок восемь разных вод. Из них тридцать девять вод будут радиоактив- ными, но и стабильных, устойчивых вод тоже бу- дет немало — девять:


Что же такое обыкновенная вода? Такой воды в мире нет. Нигде нет обыкновенной воды. Она всегда не- обыкновенная. Даже по изотопному составу вода в природе всегда различна. Состав зависит от истории воды — от того, что с ней происходило в бесконечном многообразии ее круговорота в природе. При испаре- нии вода обогащается протием, и вода дождя поэтому отлична от воды озера. Вода реки не похожа на морскую воду. В закрытых озерах вода содержит больше дейтерия, чем вода горных ручьев. В каж- дом источнике свой изотопный состав воды.

Когда зимой замерзает вода в озере, никто из тех, кто катается на коньках, и не подозревает, что изо- топный состав льда изменился: в нем уменьшилось содержание тяжелого водорода, но повысилось ко- личество тяжелого кислорода. Вода из тающего льда другая и отличается от воды, из которой лед был по- лучен.

Если воду разложить химически и сжечь добытый из нее водород, то получится снова вода, но совсем другая, потому что в воздухе изотопный состав кисло- рода отличается от среднего изотопного состава кислорода воды. Но зато в отличие от воды изотоп- ный состав воздуха один и тот же на всем земном шаре.

Вода в природе не имеет постоянного изотопного состава, она вечно меняется, и только поэтому нельзя сказать, что где-то есть какая-то обыкновенная вода.

Что такое легкая вода? Это та самая вода, формулу которой знают все школьники — 'Н>2>|60. Но такой воды в природе нет. Такую воду с огромным трудом приготовили ученые. Она им понадобилась для точ- ного измерения свойств воды, и в первую очередь для измерения ее плотности. Пока такая вода существует только в нескольких крупнейших лабораториях ми-

8


ра где изучают свойства различных изотопных со- единений.

Что такое тяжелая вода? И этой воды в природе нет. Строго говоря, нужно было бы называть тяжелой воду» состоящую только из одних тяжелых изотопов водорода и кислорода — D>2>I80; но такой воды нет даже и в лабораториях ученых. Конечно, если эта вода понадобится науке или технике, ученые сумеют найти способ, как ее получить: и дейтерия, и тяжело- го кислорода в природной воде сколько угодно.

В науке и ядерной технике принято условно назы- вать тяжелой водой тяжеловодородную воду. Она содержит только дейтерий, в ней совсем нет обычного легкого изотопа водорода. Изотопный состав по кисло- роду в этой воде соответствует обычно составу кисло- рода воздуха. Формулу тяжеловодородной воды на- писать нельзя. Это не химическое соединение, а смесь нескольких различных вод, в которых во всех содер- жится дейтерий, легкого водорода нет совсем, а ста- бильные изотопы кислорода в этой смеси вод с раз- ным изотопным составом находятся точно в таком же соотношении, в каком они присутствуют в воздухе.

Еще совсем недавно никто в мире и не подозревал, что такая вода существует, а теперь во многих стра- нах мира работают гигантские заводы, перерабаты- вающие миллионы тонн воды, чтобы извлечь из нее дейтерий и получить чистую тяжелую воду.

Бывает ли полутяжелая вода? Полутяжелой водой можно назвать воду со смешанными молекулами состава HDO. Она есть во всякой природной воде, но получить ее в чистом виде невозможно, потому что в воде всегда протекают реакции изотопного обмена. Атомы изотопов водорода очень подвижны и непре- рывно переходят из одной молекулы воды в другую. Приготовить воду, средний состав которой будет

Продолжить чтение
Еще от автора Игорь Васильевич Петрянов-Соколов
Рассказывают ученые

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.

Сколько осталось жить человечеству

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.

Разум побеждает: Рассказывают ученые

Авторы этой книги — ученые нашей страны, представляющие различные отрасли научных знаний: астрофизику, космологию, химию и др. Они рассказывают о новейших достижениях в естествознании, показывают, как научный поиск наносит удар за ударом по религиозной картине мира, не оставляя места для веры в бога — «творца и управителя Вселенной».Книга рассчитана на самые широкие круги читателей.

Рекомендуем почитать
На траверзе — Дакар

Послевоенные годы знаменуются решительным наступлением нашего морского рыболовства на открытые, ранее не охваченные промыслом районы Мирового океана. Одним из таких районов стала тропическая Атлантика, прилегающая к берегам Северо-западной Африки, где советские рыбаки в 1958 году впервые подняли свои вымпелы и с успехом приступили к новому для них промыслу замечательной деликатесной рыбы сардины. Но это было не простым делом и потребовало не только напряженного труда рыбаков, но и больших исследований ученых-специалистов.

Историческое образование, наука и историки сибирской периферии в годы сталинизма

Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.

Интеллигенция в поисках идентичности. Достоевский – Толстой

Монография посвящена проблеме самоидентификации русской интеллигенции, рассмотренной в историко-философском и историко-культурном срезах. Логически текст состоит из двух частей. В первой рассмотрено становление интеллигенции, начиная с XVIII века и по сегодняшний день, дана проблематизация важнейших тем и идей; вторая раскрывает своеобразную интеллектуальную, духовную, жизненную оппозицию Ф. М. Достоевского и Л. Н. Толстого по отношению к истории, статусу и судьбе русской интеллигенции. Оба писателя, будучи людьми диаметрально противоположных мировоззренческих взглядов, оказались “versus” интеллигентских приемов мышления, идеологии, базовых ценностей и моделей поведения.

Князь Евгений Николаевич Трубецкой – философ, богослов, христианин

Монография протоиерея Георгия Митрофанова, известного историка, доктора богословия, кандидата философских наук, заведующего кафедрой церковной истории Санкт-Петербургской духовной академии, написана на основе кандидатской диссертации автора «Творчество Е. Н. Трубецкого как опыт философского обоснования религиозного мировоззрения» (2008) и посвящена творчеству в области религиозной философии выдающегося отечественного мыслителя князя Евгения Николаевича Трубецкого (1863-1920). В монографии показано, что Е.

Технологии против Человека. Как мы будем жить, любить и думать в следующие 50 лет?

Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.

Лес. Как устроена лесная экосистема

Что такое, в сущности, лес, откуда у людей с ним такая тесная связь? Для человека это не просто источник сырья или зеленый фитнес-центр – лес может стать местом духовных исканий, служить исцелению и просвещению. Биолог, эколог и журналист Адриане Лохнер рассматривает лес с культурно-исторической и с научной точек зрения. Вы узнаете, как устроена лесная экосистема, познакомитесь с различными типами леса, характеризующимися по составу видов деревьев и по условиям окружающей среды, а также с видами лесопользования и с некоторыми аспектами охраны лесов. «Когда видишь зеленые вершины холмов, которые волнами катятся до горизонта, вдруг охватывает оптимизм.