FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2019
176 городов
September – November 2019
312 cities
11-13 октября 2019
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

В клетке. 61-й

61-Й

Учёные, получившие (получившие!) 61-й элемент, назвали его прометием. В честь Прометея, мифического титана-небожителя, который пошёл на муки, чтобы подарить людям огонь. Уж это одно показывает, чего стоило физикам и химикам выскоблить в клетке № 61 вопросительный знак с тем, чтобы заменить его символом Рт.

 

 

Сегодня мы знаем, что азотнокислая соль прометия имеет нежный розовый цвет, а хлористая соль своей окраской подобна канареечному оперению. О прометии нам известен тот минимум сведений, который должен быть известен о «нормальном» химическом элементе.

Но хотя в «метрике» 61-го элемента значится год рождения 1938, ещё двенадцать лет спустя, когда я слушал лекцию по неорганической химии, об этом элементе профессор нам ничего рассказать ещё не мог, и поэтому, описав свойства 60-го элемента — неодима, профессор изобразил на доске символ Рт, а затем быстро стер его и перешёл к рассказу о 62-м элементе — самарии.

Заполнению 61-й клетки предшествовал весь тот обязательный набор споров, заблуждений, ложных открытий, который сопровождал каждую пустую клетку менделеевской таблицы.

Впрочем, к концу 30-х годов у исследователей уже были веские основания предполагать, что, по-видимому, 61-го нет в земной коре и что в этом смысле «нечего ждать милостей от природы» — 61-й придётся получать искусственно.

Попытка получения искусственного изотопа 61-го элемента была подобна атаке, предпринятой на «крепость» 43-го элемента. Неодим в ускорителе облучался ядрами водорода (60+1=...) и при этом образовался долгожданный элемент (... = 61). Но как и в случае с технецием, вначале были получены невесомые количества 61-го, и химики не торопились признать новичка.

И так же, как и технеций, 61-й элемент в количествах, которые позволили химикам досконально изучить его свойства, был выделен из продуктов распада урана в ядерных реакторах.

Но тут, чтобы стало все понятным, надо будет нам провести мысленный эксперимент, которым сейчас в точных науках очень увлекаются.

«Представим себе, что мы сидим в ракете, движущейся со скоростью света. Тогда...» — мысленный эксперимент.

«Пусть одна тонна льда, охладившись на один градус, нагреет освободившимся при этом теплом самовар до кипения...» — мысленный эксперимент.

«Пусть мы находимся в свободно падающем лифте...» — мысленный эксперимент (ещё бы!).

«Представим себе, что мы бросаем на пол блюдца из чайного сервиза, подаренного родителям в день пятнадцатилетия их свадьбы...» — мысленный эксперимент.

Задаёмся условием, что блюдца при этом будут раскалываться только на два осколка. Какова будет соотносительная величина этих осколков?

(Предупреждаю, что я заранее соглашусь с тем моим оппонентом, который возразит, что этот мысленный эксперимент можно сделать совсем реальным. Что ж, попробуйте...)

Нетрудно представить, что чаще всего блюдца будут раскалываться на приблизительно равные осколки. Приблизительно равные — это означает, что один осколок будет чуть побольше половины блюдца, а второй — чуть поменьше. Конечно, иногда блюдца будут раскалываться на неодинаковые осколки — совсем большой и совсем маленький, но такие случаи будут встречаться реже.

Теперь представим, что наши блюдца — это ядра атомов урана в ядерном реакторе, которые, кстати, тоже чаще всего распадаются на два осколка. Если эти осколки были равны, образовался бы элемент с порядковым номером 46 — палладий (92:2 = 46). Но из мысленного эксперимента с блюдцами мы уже уяснили, что на два одинаковых осколка ядро не делится. А осколки размером чуть больше половины как раз представляют собою ядра атомов с порядковыми номерами 55 — 65, а в их число попадает и прометий.

Так же, как и в случае 43-го элемента, не стоит здесь останавливаться на химических свойствах прометия. Они оказались именно такими, какими им положено быть, исходя из положения этого элемента в Периодической системе. Да, конечно, редкоземельный элемент. Да, конечно, наиболее устойчивая валентность 3 (группа-то третья!).

Когда были изучены все изотопы прометия, стало ясным, что никаких шансов «выжить» у этого элемента не было. Все изотопы прометия радиоактивны, причём самый долгоживущий из них имеет период полураспада всего тридцать лет.

А в сравнении с возрастом Земли — это даже не миг, а нечто поменьше.

Всего двадцать лет прошло с тех пор, как химики «признали» прометий. Но новичок уже проявил незаурядные способности! Можно сказать, что в дружном семействе редкоземельных элементов, члены которого, как мы помним, отличаются незаурядными «способностями», прометий — что-то вроде вундеркинда. Во всяком случае, пройдёт очень немного времени, и об этом элементе заговорят все.

Те вещи, о которых сейчас пойдёт речь, быть может, показались бы более уместными на страницах научно-фантастического романа. Но ничего фантастического из того, что будет рассказано о прометии, нет; есть сухие и точные протоколы экспериментов, есть уже сконструированные приборы, есть незаурядная фантазия учёных, но фантастики нет.

Радиоактивное излучение прометия (прометий испускает электроны — бета-лучи) оказалось возможным использовать в качестве источника энергии. Достаточно самого ничтожного количества прометия, чтобы сконструировать миниатюрную батарейку с весьма внушительной, сообразно с её размерами отдачей энергии. Например, прометиевая батарейка, имеющая размеры и толщину шляпки обычной канцелярской кнопки, может в течение пяти лет двигать механизм ручных часов. Уже сейчас выпускаются слуховые аппараты, где источником энергии служит прометиевая батарейка. А ведь многие из тех, кто вынужден пользоваться слуховыми аппаратами, должны мириться с необходимостью носить в кармане громоздкие и тяжёлые электрические батареи, которые к тому же необходимо часто менять.

Очевидно, подсчёт того, что может дать прометиевая батарея размером хотя бы с куриное яйцо, лишь арифметическая задача. Читатель волен здесь дать полную волю своему воображению, и вряд ли его постигнет разочарование.

А если можно фантазировать читателю, то почему бы не заняться этим (в разумных пределах, конечно) и автору? Впрочем, фантазия ли это? Как-то мне пришлось выступать перед молодёжной аудиторией с лекцией о некоторых достижениях современной химии. Среди прочих сведений я сообщил и о замечательных свойствах прометия. Передо мной с рассказом о чудесных успехах советской медицины выступал один известный советский медик, специалист в области хирургии сердца.

После окончания вечера он пригласил меня к себе и совершенно неожиданно стал подробно расспрашивать о прометии и особенно о прометиевых батареях. Причина этого пристального внимания к новому источнику энергии скоро стала очевидна. Уж много лет врачи в разных странах мечтают о создании искусственного сердца. Не тех громоздких аппаратов, с помощью которых сейчас производят операции на сердце, а таких сердец, которые больной мог бы всегда носить с собой. Впрочем, в случае полного решения проблемы такой человек был бы здоровее иного человека с обычным сердцем. Ведь его сердце не знало бы ни усталости, ни болей.

А решение этой проблемы означало бы для человечества очень многое. Тогда исцелились бы тысячи и тысячи больных. Тогда не надо было бы медикам ломать голову над многочисленными проблемами, связанными с пересадкой сердца, проблемами, среди которых этические вопросы занимают не последнее место. Тогда журналистам не пришлось бы в сотнях статей задаваться действительно волнующим вопросом: был ли мулат, от которого пересадили сердце Филиппу Блай-бергу, окончательно мёртв? Тогда не стали бы появляться в «Пари-матч» леденящие душу объявления отчаявшейся в нужде женщины о том, что она готова продать по сходной цене своё сердце.

Однако все предложения по «проектам» портативного искусственного сердца пока ещё не выходят из стадии полуфантазии. Основная преграда, оказывается, — это источник энергии. Наше сердце должно выполнять настолько интенсивную работу, что даже килограммовой электрической батареи хватило бы владельцу искусственного насоса крови всего на час с небольшим. «Питаться» же от электросети, как помните, очень неудобно. Мало ли что может случиться: пробки перегорят или счётчик забарахлит... А если не годится электричество, то ещё менее пригодными представляются и двигатели внутреннего сгорания.

И тут-то прометий может оказаться в высшей степени полезным. Правда, сейчас прометий все ещё экзотический элемент в научных лабораториях. Однако истории науки известно немало примеров, когда металл, дефицитный вначале, в течение нескольких лет уменьшал свою стоимость с превеликой быстротой. В 1889 году Д. И. Менделееву во время пребывания его в Лондоне в качестве драгоценного подарка преподнесли весы, одна чаша которых была изготовлена из золота, а другая — из несравненно более драгоценного в то время металла... алюминия.

Источник: Юрий Фиалков

 

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Руки киборга

Шведские биоинженеры разработали бионический протез, вживляемый непосредственно в костную ткань. Его уникальность заключается в особом нейромышечном интерфейсе, позволяющем не просто управлять протезом, но и чувствовать предметы (текстуру, форму и размер).

Там, где ползают камни

В Долине Смерти (штат Калифорния) есть озеро Рейстрэк-Плайя (Racetrack Playa). Там происходит нечто странное и необъяснимое. Огромные валуны и небольшие камушки сами собой ползут по дну сухого озера. К ним никто не прикасается, а они ползут и ползут.

Человек с восприятием мира как у летучих мышей

Летучим мышам, наверное, не составило бы труда представить мир глазами человека. У многих видов животных зрение по меньшей мере не хуже, чем у человека.

Музеи мира: Лунариум

Музеи мира: Лунариум 

Солнечный супершторм

28 августа 1859 года, едва лишь на американские континенты опустилась ночь, повсюду засияли призрачные отблески полярного сияния. Как будто яркое полотно занавесило все небо от штата Мэн до восточной оконечности Флориды.