70 богатырей

УРАН И РАДИЙ

Помнишь, я говорил в начале книжки, что вся природа, живая и неживая, состоит из девяноста двух простых веществ — элементов. Они называются простыми потому, что из них уже нельзя извлечь никаких других веществ. Из руды можно извлечь металл, а из металла уже ничего не извлечешь — это элемент.

Но не так уж просты эти простые вещества — элементы. Каждый состоит из бесчисленного множества частиц, которые так малы, что их ни в какой прибор не увидишь. Ты, наверное, знаешь, что эти частицы называются атомами.

Люди могли по своей воле распоряжаться элементами — делать из металлов нужные им вещи, научились даже делать вещи из газов, которые есть в воздухе. А из атомов ничего нельзя было сделать. Атомы были не подвластны человеку.

В конце прошлого века ученые сделали очень важные открытия.

Началось все с того, что один ученый положил в шкаф неиспользованную фотографическую пластинку. Она была завернута, как полагается, в черную бумагу, чтобы на нее не попал свет. А сверху лежал камушек. Это была руда металла, о свойствах которого тогда мало знали. Называется этот металл уран.

Через несколько дней ученый на всякий случай проявил эту неиспользованную пластинку и очень удивился: оказалось, что на ней есть снимок — отчетливый портрет того камушка, руды урана, что лежал поверх черной бумаги. Ты ведь знаешь, что фотографический снимок можно сделать только на свету. Откуда же взялся снимок на завернутой в черную бумагу пластинке? Значит, урановая руда, которая лежала поверх черной бумаги, сама испускает какие-то невидимые лучи. Они прошли сквозь бумагу на пластинку.

Этот опыт проверили французские ученые Пьер и Мария Кюри. И проверка привела их к новому открытию. Они убедились, что действительно уран испускает невидимые лучи. Но Мария Кюри обнаружила, что в урановой руде есть еще один металл и его излучение в миллион раз сильнее уранового! Волшебный металл назвали радий. А способность некоторых веществ испускать невидимые лучи Мария Кюри назвала радиоактивностью.

Огромного труда стоило получить хоть крупинку чистого радия. Двенадцать лет трудилась над этим Мария Кюри. И не зря. У радия оказались необыкновенные свойства. Он испускал не только невидимые лучи, которые проникали сквозь черную бумагу на фотопластинку, но и видимые: радий светился в темноте. Мало того — он излучал не только свет, но и тепло.

Один ученый положил в карман бутылочку с крупинкой радия. И скоро почувствовал ожог. Это не от тепла был ожог, а от тех невидимых лучей, что испускает радий. Они сквозь стекло и одежду обожгли кожу. Но оказалось, что эти лучи могут и лечить, да еще такую болезнь, от которой тогда совсем не умели спасать людей, — опасные опухоли. Это и стало главной работой радия — лечить опухоли и болезни кожи.

Но как же трудно было добывать этот металл! Радия очень мало в земле. Это бы еще не беда, а то беда, что добыть чистый радий из руды — сложный труд.

Чтобы добыть всего один грамм радия, нужно было: несколько вагонов урановой руды, сто вагонов угля, сто цистерн чистейшей воды и пять вагонов разных химических веществ. Представляешь себе: четыре длиннющих поезда материалов, чтобы добыть крупинку радия.

Неудивительно, что в мире не было ничего дороже этого металла. Один его грамм стоил полмиллиона рублей. Это значит, что за грамм радия надо было заплатить больше двухсот килограммов золота! И за шестьдесят лет удалось во всем мире добыть всего только один килограмм чистого радия.

Откуда берутся таинственные невидимые лучи урана и радия — это сначала было для ученых загадкой. А когда ее разгадали, то ученым пришлось убедиться, что неправильно прежде думали, будто атом самая простая частица всякого вещества.

На самом деле атом состоит из мельчайших частиц, их называют элементарными. Одни частицы образуют плотное ядро атома, другие постоянно движутся около ядра.

И оказалось, что атомы некоторых веществ нестойки: их ядра постепенно распадаются. А распадаясь, они выделяют тепло и те невидимые лучи, которые давали отпечаток на фотографической пластинке и обжигали кожу.

Вот эти вещества с нестойкими, постепенно распадающимися ядрами атомов и называют радиоактивными.

Их в природе немного. И постепенно становится меньше. Почему же их становится меньше? Да просто потому, что атомы радиоактивных веществ, распадаясь, превращаются в атомы других веществ, уже не радиоактивных. Радий, иногда уран, теряя радиоактивность, превращаются в самый обыкновенный свинец. Так что тот свинец, который мы теперь находим в руде, миллионы лет назад мог быть радием или ураном.

Тихо жил уран почти полтораста лет с тех пор, как о нем впервые узнали. Добывали урана мало, потому что он почти никому не был нужен. Только и нашли ему дела, что красить стекло да фарфор. Если добавлять к стеклу, когда его варят, уран в разных соединениях, то можно получить желтое, зеленое, даже черное стекло. И фарфор разрисовывают красками, в которые входит уран.

Но вот Мария Кюри нашла в урановой руде новый металл — радий. Добыча урановой руды увеличилась: она понадобилась, чтобы извлекать из нее радий. А большую часть урана, оставшегося в руде, отправляли на свалку.

В 1939 году ученые сделали новые удивительные открытия. И тогда урановая руда стала драгоценной уже не из-за радия, а из-за самого урана.

Началась новая жизнь этого металла — такая важная для всего человечества, что сейчас даже вспомнить смешно, как еще недавно ураном пользовались только для окраски стекла и фарфора.

В 1939 году ученые дознались, что атомы урана могут распадаться не постепенно, тысячелетиями, а сразу, мгновенно. И при этом выделяется огромное количество тепла.

Такой одновременный распад множества атомов урана в природе не случается. Но ученые нашли способ по своей воле разрушать ядра урановых атомов. Они придумали устройство, которое работает, как пушка. Эта пушка стреляет в атом урана и взрывает его ядро. Она стреляет невидимым снарядом — частицей, которая называется "нейтрон". В ядре всякого атома есть нейтроны. Но если в атом урана попадет лишний нейтрон и проберется в его ядро, то атом взрывается.

Но это еще не главная хитрость. Нейтроны при взрыве ядра разлетаются и могут попасть в ядра соседних атомов. И тоже взорвать их.

Взрывы, как по цепочке, будут мгновенно передаваться от одного атома к другому, словно цепляться один за другой. Это явление так и назвали цепной реакцией.

А что же получится? Произойдет взрыв огромной силы: ведь распадется сразу колоссальное количество атомов. При этом выделится столько теплоты, что она может сжечь все живое на много километров вокруг, а воздушная волна от взрыва может разрушить целый город. Устройство, в котором мгновенно взрывается множество атомов урана, называется атомной бомбой.

Оно опасно еще и тем, что радиоактивные частицы, когда их много в воздухе, вредны для всего живого — для человека, животных и растений. А при взрыве атомной бомбы их разлетается очень много.

Неужели только и пользы от великого открытия ученых, сумевших расколоть атомы урана, что можно создавать невиданной силы бомбы? Тут ведь и слово "польза" совсем не подходит — это огромный вред для людей. Тепло, которое дает атомная бомба, может только сжигать, уничтожать и разрушать.

Но ведь можно приручить атомную энергию, научить ее не разрушать, а создавать, не вредить людям, а служить им. Каким образом? По-разному. Советские ученые стали работать над тем, чтобы добывать при распаде атомов умеренное тепло, годное для полезной работы, а не для уничтожения. И это им удалось. В 1954 году у нас была построена первая в мире атомная электростанция. Тепло, которое выделяют, расщепляясь, ядра тяжелых атомов, нагревает воду, превращает ее в пар. А пар приводит в движение турбины. Они вырабатывают электрический ток.

Так впервые не дрова, не уголь, не нефть, а металл стал служить топливом. И каким замечательным топливом! Для того чтобы большая атомная электростанция давала ток, ей нужно меньше одного килограмма урана на сутки работы. А угля или нефти понадобились бы десятки вагонов.

Это было только началом. Пять лет спустя в первое плавание по нашим северным морям отправился первый в мире атомный ледокол "Ленин". Для него тоже готовит пар урановое топливо. В одном грамме урана заключено энергии столько, сколько в двух тысячах литров бензина. Ледоколу не надо заходить в порт, чтобы запастись углем или нефтью, каждые несколько недель. Он может сразу взять на борт уранового топлива столько, что ему хватит на два-три года работы во льдах.

Еще мощнее два других советских атомных ледокола, построенные вслед за первым.

Где особенно нужно топливо, которое дает много энергии и занимает мало места? В космосе, конечно! Это значит, что уран — не только самое современное горючее нашего века. Это еще и горючее будущего. На урановом топливе могут работать космические ракеты.

Помнишь, я говорил, что человек мог делать все нужные ему вещи из девяноста двух элементов, которые есть в природе, но атомы, из которых состоят все элементы, человеку не были подвластны.

Теперь иначе. Радиоактивный металл уран открыл ученым дорогу к власти над атомом. И эта власть не только в том, что можно, расщепляя атомы урана, получать энергию. Власть больше! Человек теперь может создавать новые металлы — новые элементы, которых вовсе нет в природе или так мало, что их и обнаружить нельзя.

Уже не приходится тратить миллионы рублей и огромное количество материалов, чтобы добыть крупинки радия, нужного для лечения. Радий отлично заменяют новые, созданные человеком радиоактивные элементы.

Из всех созданных учеными новых элементов больше всего пользуются плутонием. Он образуется при расщеплении атомов урана и сам может служить атомным топливом. Это важно, потому что годного для получения атомной энергии урана в земле не так уж много.

Вот что я хотел тебе рассказать о металлах.

Сперва человек пользовался только металлами, которые находил в самородках, — золотом, медью.

Потом научился добывать металлы из руды.

Потом стал их соединять так, что хрупкие или мягкие металлы становились богатырями.

Затем, уже в наши дни, человек извлек великую мощь из самого сердца металла — из ядра его атома.

И может теперь, добравшись до атома урана, создавать новые металлы, каких нет в природе.