Технеций
было желание Сегре глубже проникнуть в тайны атома. Летом 1936
года он пересекает океан, чтобы побывать в американском городе Беркли.
Здесь, в радиационной лаборатории Калифорнийского университета уже
несколько лет действовал изобретенный Эрнестом Лоуренсом циклотрон -
ускоритель атомных частиц. Сегодня это небольшое устройство показалось бы
физикам чем - то вроде детской игрушки, но в то время первый в мире
циклотрон вызывал восхищение и зависть ученых из других лабораторий (в 1939
году за его создание Э. Лоуренс был удостоен Нобелевской премии).
Незаметно подошел к концу срок пребывания Сегре в США. Трудно ему было
расставаться с циклотроном - о подобном оборудовании он не мог тогда и
мечтать. Незадолго до отъезда ученому пришла в голову интересная мысль:
захватить с собой в Италию пластинку молибдена, на которую в течение
нескольких месяцев обрушивался мощный поток ускоренных на циклотроне
дейтронов - ядер тяжелого водорода (дейтерия). Лоуренс охотно пошел
навстречу своему коллеге, и тот вернулся в Палермо с несколькими образцами
невзрачного на вид, но драгоценного молибдена.
Зачем же они понадобились Сегре? «У нас были веские основания думать, -
писал он впоследствии, - что молибден после бомбардировки его дейтронами
должен превратиться в элемент с номером 43...» В самом деле, ведь атом
молибдена имеет в своем ядре 42 протона. Если дейтрон, состоящий из протона
и нейтрона, сумеет проникнуть в ядро атома молибдена, то в нем окажется уже
43 протона, т. е. как раз столько, сколько должно быть в ядре элемента №
43.
Казалось бы, все просто, но попробуй докажи это экспериментальным путем.
Как бы то ни было, в январе 1937 года Сегре и его помощник минералог Карло
Перье засучили рукава и приступили к делу.
Прежде всего они выяснили, что заокеанский молибден излучает бета - частицы
- быстрые ядерные электроны. Значит, в нем действительно «сидит»
радиоактивный изотоп, но какой именно? Это может быть изотоп как самого
молибдена, так и других элементов, например циркония, ниобия, рутения или
искомого «сорок третьего».
В результате скрупулезного химического «расследования» все элементы, кроме
последнего, сумели доказать свою полную непричастность к бета - излучению.
После их удаления ученые получили, наконец, долгожданный «эка - марганец».
Правда, получили - пожалуй, слишком громко сказано: как выяснилось
несколько позднее, они имели дело всего с 0,0000000001 грамма нового
вещества. Впрочем, для физиков одна десятимиллиардная доля грамма - не так
уж и мало: открытие менделевия (№ 101) было зарегистрировано, когда удалось
«добыть» всего 17 атомов этого элемента. Для наглядности приведем такой
пример: если все атомы железа, содержащиеся в крохотной булавочной головке,
равномерно распределить по поверхности земного шара, то на каждом
квадратном метре «обоснуется» добрый десяток миллионов) атомов.
Итак, в июне 1937 года искусственным путем ученым удалось воссоздать первый
из «вымерших» на Земле химических элементов. Не мудрствуя лукаво, Э. Сегре
и К. Перье назвали сорок третий элемент технецием, что в переводе с
греческого («техникос») значит искусственный.
Хотя технеция в руках ученых было, скажем прямо, не густо, они все же
сумели определить некоторые свойства нового элемента и убедились, что он
родственник рения, причем довольно близкий.
Вполне понятно, как велико было желание химиков и физиков всего мира узнать
побольше подробностей об искусственном новоселе таблицы Менделеева. Но
чтобы изучать технеций, нужно было его иметь. Все понимали, что на
облученный молибден рассчитывать не приходилось: слишком беден он был
технецием. Требовалось подыскать более подходящую кандидатуру на роль
поставщика этого элемента.
Поиски продолжались недолго: уже в 1940 году все тот же Сегре и его
ассистентка By Цзяньсюн обнаружили, что один из самых долгоживущих изотопов
технеция в довольно солидных количествах присутствует в так называемых
«осколках», образующихся при делении урана в результате облучения его
нейтронами (этот процесс лежит в основе работы ядерных реакторов). На один
килограмм «осколков» приходится несколько граммов технеция - тут уже есть о
чем поговорить всерьез. Неудивительно, что ядерные реакторы стали по
совместительству своеобразными «фабриками», производящими технеций.
Поначалу продукция этих «фабрик» - тяжелый тугоплавкий серебристо - белый
металл - стоила, прямо скажем, дороговато - в тысячи раз дороже золота. Но
атомная энергетика развивалась весьма энергично (на то она и энергетика!).
С каждым годом «сжигалось» все больше ядерного топлива, и урановые
«осколки» постепенно становились не столь дефицитным товаром, как прежде.
Цена на технеций начала резко падать. Однако процесс извлечения его из
радиоактивных «осколков» очень и очень сложен, поэтому еще в 1965 году
каждый грамм «синтетического» металла оценивался на мировом рынке в 90
долларов. Но производство его определялось уже не долями миллиграмма, а
десятками и сотнями килограммов, и ученые могли теперь всесторонне изучить
его свойства, попытаться определить возможные сферы его будущей
деятельности.
Важнейшая профессия технеция определилась довольно быстро: борьба с
коррозией. Эта коварная «хищница» наносит человечеству огромный ущерб,
безжалостно съедая каждый год десятки миллионов тонн стали. Металлурги,
правда, умеют варить нержавеющую сталь - «блюдо», которое коррозии не по
зубам. Но, во - первых, такая сталь значительно дороже обычной; во -
вторых, стали всякие нужны, а сделать металл одновременно и нержавеющим, и,
например, износостойким не всегда возможно; наконец, в - третьих, просто не
напастись столько хрома и никеля, без которых «нержавейку» не сваришь, как
не приготовишь уху без рыбы. Металловеды, химики, физики постоянно ищут
способы умерить аппетит коррозии, сделать ее менее прожорливой.
Решить антикоррозионную проблему не так - то просто, но успехов на этом
поприще уже немало. Ученые обнаружили, в частности, что некоторые вещества
обладают ценнейшими свойствами: они делают поверхность металла химически
пассивной и, таким образом, надежно предохраняют изделия от коррозии. Эти
вещества получили название ингибиторов (от латинского слова «ингибире» -
тормозить, удерживать). Самым способным из них оказался технеций: он
обладает наибольшим ингибирующим эффектом. Если стальную деталь обработать
раствором, в котором присутствуют едва уловимые количества пертехнатов
(солей технециевой кислоты) - всего стотысячные доли процента, то она
окажется неприступной крепостью для ржавчины. Даже значительный нагрев (до
250°С) не в силах при этом помочь «агрессору».
Немалый интерес представляет еще одно ценное свойство технеция. Известно,
что вблизи абсолютного температурного нуля (-273,16°С) многие металлы
становятся сверхпроводниками, т. е. практически перестают оказывать какое
бы то ни было сопротивление прохождению электрического тока. Чем выше точка
перехода в сверхпроводящее состояние (так называемая критическая
температура), тем большие перспективы сулит это свойство технике. В этом
отношении у технеция нет конкурентов: он совершенно беспрепятственно
проводит ток при 8,24 К (-264,92°С), в то время как другим металлам для
этого нужно еще немного «поостыть».
Ученые не теряют надежды найти технеций в земной коре, поскольку
теоретически можно предположить, что «осколки» урана образуются и в
природных кладовых этого элемента; кроме того, не исключена возможность
появления технеция в различных горных породах, содержащих молибден,
рутений, ниобий: их изотопы под действием космических нейтронов,
достигающих Земли, способны превращаться в изотопы элемента № 43.
И все же возлагать большие надежды на нашу планету, пожалуй, не приходится.
Вот почему многие исследователи в поисках технеция обратили свой взор (в
буквальном смысле) на другие небесные тела. Еще в 1951 году американский
астроном Шарлотта Мур опубликовала сенсационное сообщение: спектральным
анализом технеций обнаружен на Солнце. Спустя год английский астрофизик Р.
Мерилл нашел линии этого элемента в спектре некоторых звезд из созвездий
Андромеды и Кита. Правда, дальнейшими исследованиями открытие Мур не
подтвердилось, зато существование технеция на далеких звездах неопровержимо
доказывали сотни спектрограмм.
Но самое удивительное было в том, что звездные запасы этого элемента
оказались вполне сопоставимыми с содержанием циркония, ниобия, молибдена.
Может быть, технеций из созвездия Андромеды, в отличие от земного, стабилен
и потому распаду не подлежит? Нет, это исключено. Тогда, возможно, звезды,
о которых идет речь, намного моложе земли и технеций еще просто не успел
превратиться в другие элементы? И такая версия отпадает, потому что эти
звезды и наша планета принадлежат к одному «поколению».
В таком случае напрашивается единственный вывод: внутри некоторых небесных
тел технеций образуется и в настоящее время. Как это происходит, наука еще
не может точно объяснить, а лишь выдвигает ряд гипотез. Видимо, в процессе
эволюции звезд в их недрах непрерывно протекают термоядерные реакции и в
результате на свет рождаются различные
| |  скачать работу |
Технеций |
