Чтение онлайн

Проходило одно десятилетие за другим, но торий продолжал оставаться известным только химикам, да и то не всем. Поворот в истории элемента тория связан с открытием ценного свойства двуокиси тория. При нагревании это вещество испускает яркий и приятный для глаз белый свет. Во второй половине прошлого века получили распространение так называемые газокалильные лампы — источники освещения для помещений и улиц. Важнейшей частью этих ламп являлись газокалильные сетки — сетчатые колпачки из 99 % двуокиси церия. Эти лампы на несколько десятилетий отсрочили начавшее уже гибнуть из-за непосильной конкуренции с электрическим освещением производство светильного газа. В пламени светильного газа колпак из смеси двуокисей тория и церия испускает яркий свет, так как теплота сгорания газа превращается большей частью в световую энергию. Это было очень выгодно. Изобретатель газокалильных сеток нажил изрядное состояние. Однако, как ни ярко светились ториевые колпачки, на смену им пришел «русский свет» — электрические лампочки русского изобретателя Лодыгина, и ториевые колпачки газокалильных фонарей потеряли свое значение. Вместе с этим резко сократилось применение и производство ториевых соединений. История элемента, казалось, уже заканчивалась. И не более как двадцать лет назад в справочниках о тории писали кратко: «Почти никакого технического применения не имеет». Это соответствовало действительности — торий почти не применяли. Он использовался главным образом как добавка в сердечники углей для дуговых ламп прожекторов.

«Переоценка ценности» тория, однако, началась значительно раньше, почти тогда же, когда Мария Склодовская и независимо от нее Шмитд установили, что торий является радиоактивным элементом, хотя и с менее выраженной активностью, чем у радия. Оказалось, что атомы тория претерпевают ряд последовательных разрушений, превращаясь в конечном итоге в устойчивый свинец с атомным весом 208. Неустойчивость ядра атома тория нашла практическое применение в настоящее время как источник внутриатомной энергии.

Преимущество тория как ядерного «горючего» перед ураном состоит в том, что лишь при 1400–1500 °C кристаллическая решетка тория начинает претерпевать фазовые превращения. Это позволяет реактору на ториевом горючем работать при более высоких температурах.

Тория в природе значительно больше урана. Соединения тория содержатся в монацитовом песке. Тория в земной коре не так уж мало (6 · 10–5%). В ничтожных количествах он встречается даже в гранитах.

Торий по внешнему виду и температуре плавления напоминает платину, по удельному весу и твердости — свинец. В химическом отношении у тория много сходства с церием, а по структуре электронной оболочки атома — это равноправный член семейства актинидов.

Перспективы применения тория весьма широки: атомные двигатели и, как знать, может даже атомные станции для подогрева воды в северных реках получат для своей работы торий в качестве энергетического сырья.

Существование протактиния было предсказано в 1871 г. Д. И. Менделеевым.

Этот элемент, максимальное количество которого в руках исследователей не превышало нескольких сотых долей грамма, является близким «родственником» актиния не только по положению в периодической системе, но и по совместному местонахождению в природе и своим свойствам. О том, как трудно было получить его в чистом виде, можно судить по тому, что в источнике этого элемента — уране — протактиний присутствует вместе с радием, причем приблизительно в одинаковых количествах. В тонне металлического урана содержится примерно по 0,3 грамма радия и протактиния. Но тонну металлического урана получить не так просто.

Радиоактивный протактиний является спутником урана и встречается как примесь к урановым рудам, а по происхождению — в одно и то же время «сыном» урана и «отцом» актиния. Излучая альфа-лучи, радиоактивный изотоп протактиния, встречающийся в природе, превращается в актиний. В этом случае он — «отец», а образуясь из урана, — «сын» последнего. Название элемента ближе всего соответствует буквальному переводу «первый луч» («протос» по-гречески «первый», «актинос» — «луч»), в более свободном переводе — «первый в ряду», т. е. родоначальник актиния.

Излучаемые протактинием альфа-частицы обладают малой энергией и, в связи с этим, — короткой длиной пробега, что позволяет определить содержание протактиния в сырье, не прибегая к химическим методам. Один из приемов выделения протактиния основан на способности соединения элемента адсорбироваться из растворов на стекле химической посуды.

Немецкие исследователи Отто Ган и Лиза Мейтнер открыли протактиний в 1917 г. Лишь через десять лет ученый Гроссе выделил несколько сотых грамма серебристо-белого металла — протактиния. Этот героизм нельзя не оценить, зная, что содержание протактиния в земной коре выражается дробью (в процентах от общего числа атомов), в которой значащая цифра начинается после одиннадцати нулей: 0,000 000 000 008 %. Из пяти с половиной тонн богатой богемской урановой смоляной руды можно получить полграмма относительно чистого протактиния.

О перспективах применения протактиния, стоя на пороге атомного века, следует говорить с осторожностью. Пока эти перспективы весьма узки, но … будущее может их неожиданно расширить.

В греческой мифологии Ураном назывался бог неба, сын и одновременно супруг богини Земли — Геи, отец титанов и циклопов — одноглазых гигантов. Имя Урана было присвоено седьмой планете солнечной системы, которую сначала принимали за комету. В 1789 г. М. Клапрот при исследовании смоляной руды обнаружил новое вещество, которое в честь открытия планеты Уран также было названо ураном. В 1842 г. французский химик М. Пелиго доказал, что при обжиге с углем окислов урана из них получается не свободный уран, а … опять один из окислов. По внешнему виду этот окисел напоминал медь и был принят М. Клапротом за металл. Правда, осторожный Клапрот дипломатично назвал обнаруженное вещество «полуметаллом». Эта осторожность не лишила Клапрота авторства. Выделенный Пелиго в 1842 г. металл был уже действительно ураном.

Более полуторавековая история урана в человеческой практике знаменовалась периодическими спадами и подъемами интереса к этому элементу. И только несколько десятков лет назад бесповоротно и окончательно решилась судьба урана — металла новейшей истории. Без капли преувеличения сейчас можно сказать, что дальнейший технический прогресс всего человечества неразрывно связан с проблемой применения уранового источника энергии.

В руках заправил империалистического мира уран — сырье для производства смертоносного атомного и термоядерного оружия. Поэтому главной задачей современного этапа в развитии человеческого общества является безусловное запрещение всех видов этого оружия как средства массового уничтожения, грозящего огромными бедствиями человечеству. Последовательная и настойчивая политика Советского государства в осуществлении всеобщего запрещения атомного оружия, горячая поддержка этой политики всем прогрессивным человечеством и активная борьба за ее осуществление являются надежной гарантией против использования атомной энергии для массового уничтожения людей.

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.