|
|
<<< ΛΛΛ >>>
10 000 долларов тому, кто найдет ошибку
Сэр Вильям Крукс последовал совету американца. Он измельчил
мексиканский доллар, поместил 13 г полученных серебряных опилок в стальной
цилиндр и с помощью остроумного механизма ударял по ним поршнем с частотой
один раз в секунду. Цилиндр он охлаждал сухим льдом. После этого Крукс
обнародовал ожидавшийся с нетерпением результат: небольшое увеличение
содержания золота -- с 0,062 до 0,075 %. Величины были не слишком
обнадеживающими и, по-видимому, лежали в пределах ошибки определения. Крукс
дал понять, что от этого не разбогатеешь.
Однако Эмменс продолжал быть оптимистом: все же содержание золота,
подсчитал он из опыта Крукса, возросло на 21 %. Нужно только давить на
серебро до тех пор, пока не возникнут большие количества золота. Крукс
отказался от этого и обратился к анализу нового элемента -- аргентаурума.
Здесь был также уничтожающий результат: как сообщил Вильям Крукс в начале
сентября 1897 года в "Кемикл ньюс", спектральное исследование образца
аргентаурума показало, что в нем содержатся только золото, серебро и немного
меди. В спектре не было других линий, а также не было новых линий
какого-либо неизвестного элемента.
Такие малоутешительные научные результаты не удержали Стивена Эмменса
от дальнейшего производства золота. Из скромной лаборатории аргентаурума
образуется синдикат, расположенный в одном из лучших зданий Бродвея. Чтобы
компанию не заподозрили лишь в производстве золота, Эмменсу пришел в голову
новый коммерческий трюк. Появились объявления о том, что синдикат
"Аргентаурум" желает содействовать прогрессу науки. Он учреждает премию в
500 долларов за самый подробный литературный обзор, касающийся единства
материи и теоретической возможности получать золото из так называемых
элементов. Далее, синдикат выделяет еще 500 долларов для разъяснения
проблемы, почему плотность и свойства твердой материи изменяются при сжатии
и охлаждении. Чтобы раздуть известность Эмменса, возникло даже "научное
общество". Это исследовательское общество предполагало также выпускать
золотые медали -- конечно, медали из аргентаурума -- как награду за научные
работы.
Помимо того, Эмменс хотел поднять свой престиж с помощью собственных
научных публикаций. Из ряда его статей об аргентауруме получилась целая
книга, первый том которой он посвятил гравитации. Во введении к ней
подчеркивается основательность автора: "Мы предлагаем 10 000 долларов тому,
кто найдет научную ошибку в этой книге". Человеку таких качеств следовало
просто-напросто верить, что к тому же он умеет делать золото!
Расходы на пропаганду, которые делал Эмменс, носили частично рекламный
характер; это поразительно, однако вполне типично для общества, в котором он
жил. Даже в этой специальной области царила конкуренция: 7 мая 1897 года
Эдвард Брайс из Чикаго подал заявку на патент. Он предлагал изготовлять
золото и серебро из свинца, олова и сурьмы, то есть использовал значительно
более дешевое "сырье" по сравнению с Эмменсом. Дважды патентное бюро США
отвергало притязания мистера Брайса. Однако оскорбленный изобретатель сумел
защититься с помощью своих адвокатов и в конце концов добился разрешения
провести пробные испытания на нью-йоркском монетном дворе. Естественно, что
общественность принимала живое участие в этих событиях. Вероятно, и Эмменса
волновал вопрос об исходе этого алхимического спектакля. Опыты лично
контролировал директор монетного двора Престон. Брайс работал с тремя
фунтами сурьмы, двумя фунтами серы, фунтом железа и небольшим количеством
порошкообразного угля. Судя по рецептуре, такой опыт мог проводиться на 500
лет раньше. А результат? Комиссия кратко констатировала, что минимальный
успех получен лишь в том случае, когда используется продажная сурьма,
содержащая следы золота. С чистым сырьем эффект равен нулю.
Результат предприятия был весьма насмешливо отмечен американской
прессой. Однако неудача "коллеги", по-видимому, мало затронула Эмменса. Он
невозмутимо продолжал дальше ковать золото из серебра и унцию за унцией
продавать государственной казне. До конца 1897 года это составило 24 золотых
слитка весом всего в 17 кг. В 1898 году он должен был дать еще 10 кг.
Общественность Америки была раздражена деятельностью доктора Эмменса.
Наконец пресса вновь ухватилась за этот факт. В феврале 1899 года газета
"Нью-Йорк геральд" в резкой статье поставила несколько вопросов: "Не
является ли доктор Эмменс современным Розенкрейцером? Этот человек делает
золото и продает его казне Соединенных Штатов! Может ли доктор Эмменс
показать комиссии из сограждан тот процесс, с помощью которого он делает
золото из мексиканских долларов?"
И Эмменс принял вызов, он не хотел, чтобы его сочли последователем
тайного алхимического союза Розенкрейцеров или, на худой конец, просто
алхимиком. Он объявил, что на глазах у именитых членов американского
общества собирается превратить в золото 100 000 унций монетного серебра. Это
соответствовало 3110 кг!
Однако до великого смотра дело не дошло. Требуемая комиссия не
собралась. Директор нью-йоркского государственного монетного двора
категорически отказался участвовать в таком спектакле Другой выдающийся
современник, изобретатель Николай Тесла, так же не хотел ничего слышать об
алхимике.
Постепенно это происшествие забылось, тем более, что Эмменс прекратил
производство золота так же внезапно, как и начал его. Вскоре поползли слухи
-- полиция якобы занялась доктором Эмменсом. Быть может, такие сообщения
были беспочвенными, Одно только известно -- в деле Эмменса произошел
неожиданный поворот: получено было объяснение производству золота,
налаженному Эмменсом. Люди, обладавшие криминалистическим чутьем, спрашивали
себя: каков источник золота доктора Эмменса? Однако об этом позднее. Во
всяком случае элемент аргентаурум не получил доступа в периодическую систему
элементов. Само собой разумеется, что при дальнейшей разработке системы,
пространства между серебром и золотом не оказалось. Следовательно, не надо
было открывать в этом месте неизвестный элемент. В научном смысле это был
смертный приговор аргентауруму доктора Эмменса. Глава 3
РЕВОЛЮЦИЯ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ
Невидимые лучи
Поскольку из всех элементов уран обладает самой большой атомной массой,
Д. И. Менделеев поставил его на последнее место в периодической системе.
Между висмутом, которым заканчивался ряд известных тяжелых металлов, и
ураном находилось семь свободных клеток, прерванных только элементом торием.
Семь свободных мест -- это означало семь химических элементов, которые еще
предстояло открыть. На Земле они могли находиться только в виде следов, ибо
еще ни одному исследователю не удалось выделить хотя бы несколько
миллиграммов вещества, которое можно было бы приписать элементу последних
двух рядов. Эти редкие элементы, видимо, нельзя было обнаружить
традиционными методами. Постепенно такое убеждение укоренилось.
Многие исследователи в глубине души верили, что благодаря успехам науки
однажды будет приоткрыта завеса существования этих самых тяжелых, элементов.
Как известно, в свое время, когда стали использовать электрический ток для
электролиза неорганических соединений, неожиданно получили целый ряд новых
элементов. Такие методы, как спектральный анализ и фракционная перегонка
сжиженного воздуха, также привели к обнаружению ряда новых химических
элементов. Следовательно, нужно было подождать, пока с прогрессом науки не
откроется новый процесс для обнаружения и выделения самых тяжелых элементов
на Земле.
8 ноября 1895 года стало памятной датой в истории естествознания. В
этот день физик Конрад Рентген в своей лаборатории в Вюрцбурге проводил
опыты с катодными лучами, возникающими при электрическом разряде в
разреженных газах. Многие исследователи в то время проводили такие
эксперименты, с тем, чтобы выяснить природу этого излучения. Рентген, как
обычно, работал в затемненном помещении. Он был поражен, заметив, что
несколько кристаллов цианоплатината бария, случайно находившиеся на
лабораторном столе, довольно далеко от разрядной трубки, стали ярко
светиться. Значит, эти кристаллы попали в зону какого-то невидимого
излучения. Иначе нельзя было объяснить замеченное явление. Как вскоре
установит сам исследователь, это был "новый вид излучения" -- таково
заглавие его статьи от 28 декабря 1895 года,-- которое образуется вторично
из катодных лучей. Излучение это обладало рядом примечательных свойств,
Через вещества оно проходило, по-видимому, без помех. Когда Рентген случайно
положил руку на трубку, он увидел на экране свои кости. Это было невиданное
в физике явление! Эти загадочные Х-лучи, позднее названные рентгеновскими --
по имени их первооткрывателя, привлекли к себе внимание всей научной
общественности. Исследователи всего мира напряженно пытались разгадать те
загадки, которые им задали таинственные катодные и рентгеновские лучи.
Дж. Дж. Томсон из Кембриджского университета (Великобритания), первая
величина в физике, в 1897 году смог доказать, что катодные лучи состоят из
бесчисленного множества маленьких отрицательно заряженных частичек. Позднее
за ними закрепилось название электроны. Томсон установил, что эти заряженные
частички движутся с огромной скоростью. Больше всего поразил тот факт, что
масса электрона примерно в две тысячи раз меньше массы самого легкого атома
-- водорода. До этого времени полагали, что атом является мельчайшим
кирпичиком материи. Ученым недостаточно было открыть магические Х-лучи. Они
старательно искали другие невидимые лучи, которые исследователи до той поры
еще не смогли заметить. В Париже физик Анри Беккерель работал с препаратами
урана. На них он думал изучить флуоресценцию солей урана после их облучения
светом; Беккерель стремился ответить на вопрос, не является ли флуоресценция
тоже новым видом излучения. Однако случайное открытие дало совершенно иное
направление его исследованиям.
Свой решающий эксперимент французский ученый назначил на 1 марта 1896
года. Для большей достоверности он предварительно проявил одну из
фотопластинок, которые лежали в ящике вместе с солью урана. Беккерель был
поражен, когда увидел, что уже на верхней пластинке было явное почернение,
как раз на том месте, где лежал препарат урана. Откуда такое "засвечивание"?
В ящике было абсолютно темно. Можно было найти только одно объяснение:
фотопластинка почернела от излучения соли урана; очевидно, такое излучение
должно наблюдаться и без предварительного освещения соли. На следующий же
день физик ознакомил со своим удивительным открытием Парижскую академию
наук. В качестве доказательства он представил одну из своих "радиографий".
Вскоре подтвердилось, что и металлический уран обнаруживает такой
"радиографический эффект". Эти новые лучи, которые назвали rayons de
Becquerel[50] или rayons uraniques[51] были,
следовательно, характерной особенностью атомов элемента урана. Их можно было
отличить по сильному ионизирующему воздействию: золотые листочки
электроскопа, приподнявшиеся после заряжения, быстро опадают, если
окружающий воздух ионизировать лучами, то есть сделать его электрически
проводимыми. Для такого характерного излучения введено было понятие
"радиоактивность".
Через два года после открытия Беккереля, в апреле 1898 года, его
ученица Мария Складовская-Кюри доложила Парижской академии наук, что
радиоактивным является не только уран, но и второй тяжелый элемент -- тории;
он тоже испускает эти таинственные лучи. Затем мадам Кюри сделала еще более
значительное открытие: природные минералы, содержащие уран, например
урановая смоляная руда, существенно более радиоактивны, чем можно было
ожидать, исходя из содержания в них урана. Предположение Марии Кюри, что в
этих минералах должен содержаться еще более радиоактивный элемент, было
блестяще подтверждено. Совместно со своим супругом, Пьером Кюри, в 1898 году
ей удалось физико-химическим путем обнаружить два новых химических элемента,
только на основе их различной радиоактивности. Оба элемента во много раз
превосходили уран по интенсивности излучения. Супруги Кюри назвали эти
элементы полоний -- в честь родины исследовательницы, Польши -- и радий.
Через год французский химик Дебьерн смог обнаружить еще один радиоактивный
элемент в остатках от переработки урановой смолки[52] -- актиний.
Таким образом, с помощью характеристического радиоактивного излучения
были открыты три новых химических элемента, для которых надлежало найти
место в какой-либо из пустых клеток периодической системы. Правда,
предполагали, что вследствие их способности к излучению, они должны быть
соседями урана, то есть столь долго разыскиваемыми тяжелыми металлами.
Однако химики располагали лишь незначительными следами этих веществ; пока
новые элементы не были получены в весомых количествах, невозможно было
изучить их химические свойства, определить атомную массу и расположить в
периодической системе. Прошло все же несколько лет, прежде чем супруги Кюри
в результате весьма трудоемкой работы смогли выделить скудных 100 мг соли
нового элемента -- радия: для этого им пришлось переработать в целом два
вагона отвалов, образовавшихся после извлечения урана из урановой смоляной
руды Иоахимсталя. Работая с таким количеством вещества, они наконец смогли
определить химические свойства нового элемента.
Смелые теории
Радий начал завораживать мир. Его способность к излучению была во много
раз большей, чем у других радиоактивных веществ. Новый элемент, казалось,
являлся неиссякаемым источником энергии. Даже спустя длительное время нельзя
было заметить уменьшения интенсивности его излучения. В настоящее время мы
знаем, что активность радия падает наполовину только по прошествии 1590 лет.
Величайшая заслуга английского физика Резерфорда состоит в том, что он
внес ясность в наблюдения и раскрыл тайну радиоактивности. За короткое
время, работая со своей исследовательской группой в Монреале, куда он был
приглашен в качестве профессора, Резерфорд пришел к научным выводам,
изменившим всю физическую картину мира. Прежде всего, ему удалось показать,
что существуют три различных вида радиоактивного излучения, которые он
назвал альфа-, бета- и гамма-излучением. Сначала была установлена природа
бета-лучей: оказалось, что они состоят из тех же отрицательно заряженных
элементарных частичек (электронов), что и катодные лучи. Скорость их очень
велика: она превышает 200 000 км/с, то есть приближается к скорости света.
Альфа-частицы, из которых состоят альфа-лучи, обладают значительно
большей массой и выбрасываются из атома радия со скоростью 15 000--20 000
км/с. Несмотря на длину пробега всего в несколько сантиметров,
одна-единственная альфа-частица ионизирует на своем пути до 100 000 молекул
воздуха. Такую бомбардировку альфа-частицами трудно было себе представить; к
тому же стало известно, что 1 мг радия выделяет в секунду свыше 36 миллионов
альфа-частиц.
Окончательное разъяснение природы этих лучей заняло около десяти лет.
Только тогда было установлено, что альфа-частицы являются ядрами атомов
гелия, а гамма-лучи -- особым родом рентгеновского излучения.
Особенно плодотворной оказалась совместная работа Резерфорда с химиком
Содди, который с мая 1900 года работал у него в Монреале в качестве
ассистента. Фредерик Содди, как и Резерфорд, был увлеченным
экспериментатором. В совместных работах "Причина и природа радиоактивности"
(1902 год) и "Радиоактивные превращения" (1903 год) Резерфорд и Содди
опубликовали теорию радиоактивного распада, явившуюся основополагающей для
дальнейших исследований. Они определили радиоактивность как результат
процесса, который полностью находится вне сферы действия всех известных сил
и к тому же не может быть вызван, изменен или уничтожен. Согласно этой
"теории дезинтеграции", атомы радиоактивных элементов неустойчивы и потому
имеют лишь определенную, характеристическую продолжительность жизни. Позднее
это выразилось в понятии "период полураспада". Он характеризует время, за
которое распадается половина атомов радиоактивного вещества. При этом
радиоактивные элементы распадаются на ряд других веществ, химически уже не
похожих на исходное вещество. Резерфорд и Содди установили, что
радиоактивный распад не зависит от внешних условий. Радиоактивность остается
даже после экстремальных температур и химических реакций. "Все эти
соображения приводят к заключению,-- писали исследователи,-- что энергия,
скрытая в атоме, должна быть очень мощной по сравнению с энергией,
выделяющейся при обычных химических превращениях". В качестве примера они
приводили солнечную энергию, происхождение которой было бы разгадано, если
предположить, что причиной являются процессы внутриатомных превращений. Для
тогдашнего уровня знаний то были поразительные высказывания.
Удивительное вещество -- радий
Опубликование теории радиоактивного распада было сенсацией. Она
встретила как воодушевленное одобрение, так и резкое отрицание. В газетах
можно было прочесть фантастические вещи о радии и радиоактивности. Больше
всего ломали голову над неисчерпаемой, по-видимому, энергией радиоактивных
элементов. Исходящее от них постоянное излучение без подвода энергии извне,
их свечение в темноте, повышенная температура растворов солей радия -- все
это казалось необъяснимым чудом.
При толковании радиоактивности необходимо было привыкнуть к совершенно
новым величинам. Было обнаружено, что в 1 г урана в секунду радиоактивно
распадаются 10 000 атомов, а в 1 г радия -- свыше 30 миллиардов атомов.
Однако эти значения невелики по сравнению с общим числом имеющихся атомов. 1
г радия содержит несколько тысяч триллионов, точнее 2,66 * 10[21]
атомов. Таким образом, доля атомов, распадающихся в секунду, очень мала, так
что потребовалось бы много тысячелетий, чтобы радий полностью распался.
Вскоре многих исследователей атома, прежде всего Резерфорда и Содди,
стала одолевать мысль, нельзя ли как-нибудь использовать фантастическую
энергию радия. В 1904 году Содди в книге "Радиоактивность" указал, какой
"путь" должен привести к использованию этого вечно неиссякаемого источника
энергии: известно, что радиоактивные элементы, такие, как радий и уран, по
прошествии тысяч, даже миллионов, лет распадаются с выделением энергии
своего излучения; отсюда Содди делает проницательный вывод: эта энергия
смогла бы в будущем служить людям, если ускорить время превращения
элементов: тогда эти огромные количества энергии, сейчас выделяющиеся за
тысячелетия, можно было бы использовать сразу, непосредственно.
Аналогичные рассуждения выдвинул и берлинский профессор Марквальд,
когда на заседании Немецкого химического общества 2 мая 1908 года сделал
сообщение о чуде радиоактивности. "Мы не знаем средства для ускорения
радиоактивного распада,-- заметил он. - Если бы мы таким средством
располагали, то с его помощью, вероятно, смогли бы превращать и другие
простые вещества. При этом следовало бы ожидать образования элементов с
более низкой атомной массой и одновременного выделения колоссальных
количеств энергии. Если бы такое превращение смогло произойти внезапно, то
оно сопровождалось бы страшнейшими взрывами: если бы, напротив, оно стало
управляемым, то хватило бы 1 кг урановой смолки, чтобы большой пароход смог
пересечь Атлантический океан".
Такое предвидение кажется сегодня поразительным. Однако высказывалось
достаточно опасений, что освободившаяся атомная энергия сможет служить не
только источником вечного благоденствия. В лекции о радии в декабре 1903 г.
перед Американской ассоциацией научного прогресса Резерфорд, между прочим,
развил следующую мысль: вполне возможно, что волна атомного распада
распространится с таким взрывом, что наша старенькая Земля превратится в
золу... Какой-нибудь простофиля в лаборатории сможет нечаянно заставить весь
мир взлететь на воздух.
Теория распада Резерфорда и Содди оказалась плодотворной и в области
теории познания. Она перетряхнула все классические представления
натурфилософии и поколебала ее доселе прочный теоретический фундамент. До
конца прошлого века считалась нерушимой та физическая картина мира, основу
которой разработал еще Ньютон. Пространство и время являлись абсолютными
понятиями, а все физические процессы протекали по жестким основным законам
механики. Мир построен из материальных частиц -- элементов и атомов. "Атом"
производится от греческого atomos, что означает неделимый. Тем самым хотели
показать, что атомы неделимы и не могут быть превращены друг в друга.
С другой стороны, даже в начале XX века еще оспаривалось реальное
существование атомов. Большинство ученых ругали физика и философа Эрнста
Маха за его субъективно-идеалистические представления. Он считался
основателем так называемого эмпириокритицизма -- разновидности реакционной
философии позитивизма. Мах отрицал существование объективной реальности.
Только то реально, что может быть непосредственно наблюдаемо или ощущаемо,
либо подтверждено "чистым опытом". В такой философии, естественно, не
находилось места для материальных кирпичиков нашего мироздания -- атомов и
молекул, ибо их, по Маху, нигде нельзя ощутить. Спор о существовании атомов
перерастал в спор по поводу основ мировоззрения в естествознании.
Новые открытия пошатнули представления о механистической картине мира и
подготовили полное их крушение. С открытием Х-лучей Рентгена отпала догма о
непроницаемости атомов. Очевидно, вещество уже не являлось препятствием для
этих таинственных лучей. С открытием электрона Томсоном потерял силу
постулат, согласно которому атом является мельчайшей частицей материи.
Неизбежно вытекало допущение, что атомы состоят из еще более мелких
частичек.
Весьма загадочной казалась спонтанность, с которой распадаются
радиоактивные вещества. К всеобщему удивлению, было обнаружено, что радий
при радиоактивном распаде превращается в другие элементы, в конечном счете в
свинец, сам же возникает из урана. Была сокрушена другая догма: трансмутация
элементов, о которой столетиями мечтали алхимики в своих попытках изготовить
золото, стала явью, хотя лишь в масштабе атомов.
Радий представлялся исследователям прямо-таки неисчерпаемым источником
энергии. Как же это согласовать с классическим законом сохранения энергии?
Создавалась ли энергия излучавшего радия из ничего? Наука стояла перед
загадкой. Французский физик Пуанкаре в 1905 году привел в беспокойство
общественность своими сомнениями о "ценности науки". Так называлась его
статья, в которой говорилось, что налицо серьезный кризис в физике. "Великий
революционер радий" ставил под сомнение не только принцип сохранения
энергии, но и все другие научные законы. Пуанкаре жаловался: "Перед нами --
развалины старых принципов физики, всеобщий крах которой мы переживаем".
Что же, физика попала в безвыходное положение? Многие ученые являлись
сторонниками идеалистической философии и считали, что теперь "материя
исчезла" либо "растворилась в электричестве или энергии".
В. И. Ленин проанализировал это положение в естествознании в том виде,
как оно сложилось к началу XX столетия, и сделал теоретико-познавательные
заключения. В своей работе "Материализм и эмпириокритицизм", опубликованной
в 1909 году, В. И. Ленин критикует мировоззрение Маха и разоблачает
несостоятельность всеобщих толков о кризисе в физике. Ленин признает, что
большинство ученых пришли в противоречие с новейшими экспериментальными
фактами о радиоактивности и строении атома: это произошло только потому, что
они упорно оставались на позиции устаревших идеалистических представлений,
которые не допускали дальнейшего творческого развития физики. Эти новые
факты могли быть объяснены и обобщены только на основе диалектического
материализма. По убеждению В. И. Ленина, распад и превращение радиоактивных
элементов блестяще подтверждает учение К. Маркса и Ф. Энгельса о диалектике
природы. Поясняя это, он развивает мысль: "Разрушимость атома,
неисчерпаемость его, изменчивость всех форм материи и ее движения всегда
были опорой диалектического материализма. Все грани в природе условны,
относительны, подвижны, выражают приближение нашего ума к познанию
материи"[53].
Прежнее натурфилософское понятие материи оказалось неверным в
результате открытия явления радиоактивности. В естествознании появились
новые диалектические представления о структуре материи и формах ее движения.
Современная алхимия?
При изучении радиоактивных явлений Резерфорд и другие ученые
обнаружили, что радиоактивные элементы торий, радий и актиний выделяют
газообразные продукты, называемые эманациями. Они также радиоактивны и через
короткое время распадаются. Рамзай заинтересовался явлением радиоактивности,
когда появилось сообщение о том, что радиоактивные эманации химически так же
индифферентны, как и благородные газы. Ученый как раз находился в поисках
благородного газа, для которого еще имелось свободное место в последней
клетке нулевой группы. Его занимало также разрешение другой научной загадки.
Стало известно, что гелий встречается не только в содержащем уран минерале
клевеите, но также и во всех минералах, в состав которых входит уран.
Какого-либо объяснения этому факту не было.
Рамзай совместно с Содди, который в 1903 году вернулся в Англию,
попытались разрешить этот вопрос экспериментально. К началу 1903 года были
впервые выделены лишь малые количества редкого радия. Во всем мире был
один-единственный его источник: это профессор Гизель в Брауншвейге, для
которого извлечение радия было нечто вроде хобби. Рамзай и Содди получили от
него 30 мг этого элемента. Сначала выделение чистой эманации потерпело
неудачу из-за неправдоподобно малых количеств, которые могли быть получены
из миллиграммовых количеств соли радия. Наконец обоим исследователям удалось
уловить в крошечные капилляры, доли кубического миллиметра эманации и
отделить ее от газообразные составных частей воздуха путем конденсации. С
помощью газоразрядной трубки объемом 4 мм[3], в которую были
впаяны электроды, тонкие, как волос, ученые получили спектр эманации. Спектр
состоял из ярких красных линий. Ученые окрестили новый газ нитон
(сверкающий) за то, что он светился в темноте. Позднее это название было
заменено на радон.
Для того чтобы охарактеризовать нитон как новый элемент и найти ему
место в таблице, недоставало важных данных, прежде всего атомной массы.
Надежда на то, что когда-либо они будут обладать достаточным количеством
нитона для проведения такого рода опытов, исчезала; Рамзай и Содди
прикинули, что для получения 1 л газа необходимо около 500 кг радия. Уже
тогда представлялось безнадежным получить такое количество радия. В
настоящее время мировой запас радия оценивается, в лучшем случае, тысячной
долей этой величины, то есть составляет приблизительно 500 г.
В конце концов Рамзай с удивительной экспериментальной ловкостью
определил-таки плотность нитона и смог рассчитать, исходя из нее, его
атомную массу. Радон нашел свое место в последней свободной клетке группы
благородных газов, после ксенона.
При анализе радиоактивных минералов ученые всегда получали гелий в
качестве побочного вещества. Поэтому уже в 1902 году Резерфорд при
толковании радиоактивного распада высказал предположение, что гелий является
продуктом распада радия. При выяснении этого вопроса так же приходилось
работать с минимальными количествами веществ. Вся аппаратура, изготовленная
Рамзаем, отличалась крошечными размерами. Она состояла из капиллярных
трубочек диаметром менее полумиллиметра. В такие "сосуды" Рамзай и Содди
поместили очищенную эманацию радия, исследовали ее спектр и, к своему
радостному изумлению, обнаружили, что через несколько дней стали вдруг видны
линии гелия. Это было доказательством превращения радона в гелий. Рамзай
сделал сообщение о сенсационном открытии 16 июня 1903 года на ежегодном
собрании Химического промышленного общества в Брэдфорде. В том же месяце
появилась статья Рамзая и Содди в научных журналах: "Опыты с радием и о
выделении гелия из радия".
Таким образом, впервые было экспериментально доказано превращение
одного элемента -- радия в другой -- гелий. Естественно, что пресса всего
мира быстро оповестила об этом событии в сообщениях, откликах и
комментариях. Ведь это было первое удачное превращение элементов, которого
ожидали алхимики целые столетия. Конечно, не было недостатка и в
скептических высказываниях. Рамзая и Содди упрекали в том, что их
лаборатория настолько заражена гелием, что любой чувствительный спектроскоп
всегда обнаружит следы привнесенного газа.
Научно-популярный журнал "Умшау" 4 февраля 1905 года, отдавая должное
гениальному искусству экспериментаторов Рамзая Содди, все же отмечал:
"...еще не настало время выбрасывать за борт испытанное старое и
безоговорочно становиться на сторону учения о превращении элементов".
Еще в апреле 1904 года почтенный Клеменс Винклер через тот же журнал
потребовал, чтобы вспомнили важнейшие основы химии: "Радиевый бум охватил
сейчас весь мир и в наибольшей степени -- среду дилетантов; при виде этого
всякого химика угнетает тот факт, что о радии, открытом уже шесть лет назад,
можно сообщить лишь то что он очень похож на барий, что у него большая, чем
у последнего, атомная масса и что он проявляет поразительное
самопроизвольное излучение. Химические его особенности все еще почти не
известны...".
Однако Рамзай и Содди в дальнейших опытах доказали надежность своего
открытия. И надо отдать им должное -- ведь обнаружение столь малого
количества вещества было исключительно сложным делом. Приблизительно из 1 г
бромида радия (а таким количеством в то время никто не располагал) за год
образуется лишь 0,02 мг гелия.
Вскоре уже не оставалось сомнения в том, что гелий является продуктом
превращения радия. В ряду распада урана образуются радон и гелий из
альфа-излучающего радия. Радиоактивный радон также распадается с испусканием
альфа-лучей, то есть с отщеплением гелия. На основе этого можно считать, что
гелий, заключенный в урановых рудах, получается за счет альфа-превращений
урана и продуктов дальнейшего распада. Напомним, что альфа-лучи являются
ядрами атомов гелия.
<<< ΛΛΛ >>>
Обнаружили 93 й элемент
Надо было открывать в этом месте неизвестный элемент
Каждый атом плутония
Бывший жестянщик основательно перекроил классическую систему элементов
|
|
