Отто Ган
вес урана 238,03.
Но гений Д. И. Менделеева проявился не только в этом. Еще в 1872 году когда
большинство ученых считало уран на фоне многих ценных элементов своего рода
«балластом», создатель Периодической системы сумел предвидеть его поистине
блестящее будущее: «Между всеми известными химическими элементами уран
выделяется тем, что обладает наивысшим атомным весом... Наивысшая, из
известных, концентрация массы весомого вещества, существующая в уране,...
должна влечь за собою выдающиеся особенности... Убежденный в том, что
исследование урана, начиная с его природных источников, поведет еще ко
многим новым открытиям, я смело рекомендую тем, кто ищет предметов для
новых исследований, особо тщательно заниматься урановыми соединениями».
Предсказание великого ученого сбылось менее чем через четверть века: в 1896
году французский физик Анри Беккерель, проводя эксперименты с солями урана,
совершил открытие, которое по праву относится к величайшим научным
открытиям, когда-либо сделанным человеком. Вот как это произошло. Беккерель
давно интересовался явлением фосфоресценции (т. е. свечения), присущей
некоторым веществам. Однажды ученый решил воспользоваться для своих опытов
одной из солей урана, которую химики называют двойным сульфатом уранила и
калия. На обернутую черной бумагой фотопластинку он поместил вырезанную из
металла узорчатую фигуру, покрытую слоем урановой соли, и выставил ее на
яркий солнечный свет, чтобы фосфоресценция была как можно более
интенсивной. Через четыре часа Беккерель проявил пластинку и увидел на ней
отчетливый силуэт металлической фигуры. Еще и еще раз повторил он свои
опыты — результат был тот же. И вот 24 февраля 1896 года на заседаний
французской Академии наук ученый доложил, что у такого фосфоресцирующего
вещества, как двойной сульфат уранила и калия, выставленного на свет,
наблюдается невидимое излучение, которое проходит через черную непрозрачную
бумагу и восстанавливает соли серебра на фотопластинке.
В это же время французскому химику Анри Муассану удалось разработать способ
получения чистого металлического урана. Беккерель попросил у Муассана
немного уранового порошка и установил, что излучение чистого урана
значительно интенсивнее, чем его соединений, причем это свойство урана
оставалось неизменным при самых различных условиях опытов, в частности при
сильном нагревании и при охлаждении до низких температур.
С публикацией новых данных Беккерель не спешил: он ждал, когда Муассан
сообщит о своих весьма интересных исследованиях. К этому обязывала научная
этика. И вот 23 ноября 1896 года на заседании Академии наук Муассан сделал
доклад о работах по получению чистого урана, а Беккерель рассказал о новом
свойстве, присущем этому элементу, которое заключалось в самопроизвольном
делении ядер его атомов. Это свойство было названо радиоактивностью.
Естественно, что теперь уран приковал к себе внимание ученых. Вместе с тем
их интересовал и такой вопрос: только ли урану присуща радиоактивность?
Быть может, в природе существуют и другие элементы, обладающие этим
свойством?
Ответ на этот вопрос смогли дать супруги Пьер Кюри и Мария Складовская-
Кюри. С помощью прибора, сконструированного мужем, Мария Кюри исследовала
огромное количество металлов, минералов, солей. Работа велась в неимоверно
тяжелых условиях. Лабораторией служил заброшенный деревянный сарай, который
супруги подыскали в одном из парижских дворов. «Это был барак из досок, с
асфальтовым полом и стеклянной крышей, плохо защищавшей от дождя, без
всяких приспособлений, — вспоминала впоследствии М. Кюри. — В нем были
только старые деревянные столы, чугунная печь, не дававшая достаточно
тепла, и классная доска, которой так любил пользоваться Пьер. Там не было
вытяжных шкафов для опытов с вредными газами, поэтому приходилось делать
эти операции на дворе, когда позволяла погода, или же в помещении при
открытых окнах».
Много проблем возникало и с получением нужных материалов. Урановая руда,
например, была очень дорогой, и купить на свои скромные средства
достаточное количество ее супруги Кюри не могли. Они решили обратиться к
австрийскому правительству с просьбой продать им по невысокой цене отходы
этой руды, из которой в Австрии извлекали уран, используемый в виде солей
для окрашивания стекла и фарфора. Ученых поддержала венская Академия наук,
и несколько тонн отходов было доставлено в их парижскую лабораторию.
Мария Кюри работала с необыкновенным упорством. Изучение разнообразных
материалов подтверждало правоту Беккереля, считавшего, что радиоактивность
чистого урана больше любых его соединений. Об этом говорили результаты
сотен опытов. Но Мария Кюри подвергала исследованиям все новые и новые
вещества. И вдруг... Неожиданность! Два урановых минерала — хальколит и
смоляная руда Богемии — гораздо активнее действовали на прибор, чем уран.
Вывод напрашивался сам собой: в них содержится какой-то неизвестный
элемент, характеризующийся еще более высокой способностью к радиоактивному
распаду. В честь Польши — родины М. Кюри — супруги назвали его полонием.
Снова за работу, снова титанический труд — и еще победа: открыт элемент, в
сотни раз превосходящий по радиоактивности уран. Этот элемент ученые
назвали радием, что по-латыни означает «луч».
Открытие радия в какой-то мере отвлекло научную общественность от урана. В
течение примерно сорока лет он не очень волновал умы ученых, да и
инженерная мысль редко баловала его своим вниманием.
В начале 1939 года появились два научных сообщения. Первое, направленное во
французскую Академию наук Фредериком Жолио-Кюри, было озаглавлено
«Экспериментальное доказательство взрывного расщепления ядер урана и тория
под действием нейтронов». Второе сообщение— его авторами были немецкие
физики Отто Фриш и Лиза Мейтнер — опубликовал английский журнал «Природа»;
оно называлось: «Распад урана под действием нейтронов: новый вид ядерной
реакции». И там, и там речь шла о новом, доселе неизвестном явлении,
происходящем с ядром самого тяжелого элемента — урана.
Еще за несколько лет до этого ураном всерьез заинтересовались «мальчуганы»
— именно так дружелюбно называли группу молодых талантливых физиков,
работавших под руководством Энрико Ферми в Римском университете. Увлечением
этих ученых была нейтронная физика, таившая в себе много нового,
неизведанного.
Было обнаружено, что при облучении нейтронами, как правило, ядра одного
элемента превращаются в ядра другого, занимающего следующую клетку в
Периодической системе. А если облучить нейтронами последний, 92-й элемент —
уран? Тогда должен образоваться элемент, стоящий уже на 93-м месте —
элемент, который не смогла создать даже природа.
Идея понравилась «мальчуганам». Еще бы, разве не заманчиво узнать, что
собой представляет искусственный элемент, как он выглядит, как ведет себя?
Итак — уран облучен. Но что произошло? В уране появился не один
радиоактивный элемент, как ожидалось, а по меньшей мере десяток. Налицо
была какая-то загадка в поведении урана. Энрико Ферми направляет сообщение
об этом в один из научных журналов. Возможно, считает он, образовался 93-й
элемент, но точных доказательств этого нет. Но, с другой стороны, есть
доказательства, что в облученном уране присутствуют какие-то другие
элементы. Но какие?
Опыты Ферми с облучением ядер урана нейтронами спустя несколько лет были
продолжены во Франции и Германии.
В 1938 году Ирен Жолио-Кюри вместе с ее учеником-югославом Павле
Савичем, пытаясь установить химические свойства 93-го элемента… не нашли
этого элемента. Вместо него в уране, облученном нейтронами, оказался почему-
то латан, 57 элемент периодической системы. Это было невероятно, хотя все
новые химические анализы подтверждали присутствие латана. Французские
исследователи долго ломали голову над загадочным явлением латана, но так и
не смогли решить загадку.
Фредерик Жолио-Кюри в 1938 году поехал в Рим на конгресс итальянского
химического объединения и, познакомившись там с крупным немецким химиком
Отто Ганом, рассказал ему о работах своей жены и Савича.
Ган не поверил, но Жолио-Кюри убедил его повторить опыты, проведенные
в Париже. Ган вернулся в Берлин. До недавнего времени в течение почти
тридцати лет он работал вместе с замечательной женщиной-физиком Луизой
Майтнер и химиком Фридрихом Штрассманом.
Теперь они остались вдвоем. Луиза Майтнер была еврейкой. Немецкие
антисемитские законы в первые годы после прихода Гитлера к власти не
коснулись ее только потому, что она имела австрийское подданство. Когда
Австрия пала, Майтнер, ученая с мировым именем, вынуждена была, как за
несколько лет до этого Эйнштейн, бежать из Германии.
На некоторое время она обосновалась в Стокгольме. Туда и заехал к ней
работавший у Нильса Бора в Копенгагене ее племянник, известный физик Отто
Фриш. И как раз в эти дни Майтнер получила письмо от своих берлинских
друзей. Ган и Штрассман с поистене немецкой скурпулезностью повторили опыты
Ирен Жолио-Кюри и Савича и вне всякого сомнения обнаружили латан. И не
только латан: в продуктах радиоактивного распада урана оказался и 56-й
элемент - барий.
Майтнер первая догадалась, в чем дело. Ядро урана, вместо того чтобы
избавится от неустойчивости, выбрасывая несколько лишних частиц, как
"делали" до него все ядра и оно само при естественной радиоактивно
| |  скачать работу |
Отто Ган |
