больше, чем яркость Луны. Обладающие острым зрением дети различали Гостью даже днем, при ярких лучах Солнца. Сейчас нетрудно подсчитать, что если это было именно так — а сомневаться в достоверности записок Ма Туан-лина нет никаких оснований, — то новая звезда имела такую яркость свечения, как шестьсот миллионов наших солнц.
Однако пришелица сияла на небе всего около двух месяцев, а потом яркость ее свечения стала быстро уменьшаться. Через полгода она уже ничем не выделялась среди других звезд. А еще через год на том же участке, где была Гостья, снова зияла, как и за два года до того, чернота неба.
Когда историки разыскали записи средневекового китайского ученого, то меньше всего заинтересовали они. . астрономов. Дело в том, что Ма Туан-лин описал явление, которое очень хорошо известно современной астрономии и носит название «сверхновых звезд». Образование новых звезд сравнительно часто можно наблюдать на небосклоне. Правда, исключительно яркие звезды, какой была «сверхновая-1054», наблюдаются очень редко. Но при изучении неба с помощью телескопа открытие «сверхновой» — дело довольно обычное. Когда в 1948 году на то место небосклона, где была Гостья, описанная Ма Туан-лином, навели радиотелескоп, то установили, что оттуда идет интенсивный поток радиоволн. Это явление говорило об очень многом…
Я подозреваю, что нетерпеливый читатель прервет меня вопросом: «Почему на протяжении целой страницы здесь идет речь о ком угодно: об астрономах, историках, радиоастрономах и ни разу не упоминаются химики?» Вопрос законный. Химики сейчас появятся, появятся обязательно, хотя бы потому, что мощный поток радиоволн, идущий с того места, которое занимала «сверхновая-1054», прежде всего касается именно их.
Известно, что источниками радиоволн и космических лучей, идущих к Земле из мирового пространства, являются вспышки новых звезд. Эти вспышки, как считают теперь, являются следствием образования и распада элементов.
Источником энергии Солнца является реакция превращения водорода в гелий. Но наше светило — сравнительно молодая звезда. Во Вселенной же существуют звезды постарше — те, у которых значительная часть водорода «выгорела», превратилась в гелий. Что же, такое светило затухает? Оказывается, что нет. Ядра атома гелия, сливаясь, образуют атомы углерода.
Есть основания считать, что чем старше звезда, тем более тяжелые элементы возникают на ней. Но очевидно, что такое укрупнение не может идти бесконечно. На каком же элементе обрывается этот процесс увеличения порядкового номера элементов на звездах?
Все предположения сводятся к тому, что таким элементом станет… калифорний. Дело в том, что новые звезды обладают общей особенностью: период полузатухания их яркости (т. е. время, за которое яркость свечения уменьшается вдвое) составляет приблизительно 55 дней. А это почти точно соответствует периоду полураспада калифорния (с атомным весом 254).
Так свершались судьбы развития элементов во Вселенной. Непрерывное увеличение порядкового номера и атомного веса элементов, образующих звезду, приводит к повышению плотности и уменьшению яркости свечения звезды.
Затем, когда в массе звезды накопится много калифорния, происходит ядерный взрыв — и калифорний, а также другие тяжелые элементы распадаются, образуя более легкие элементы.
Итак, можно считать, что по крайней мере один из трансурановых элементов образуется во Вселенной при процессах, происходящих в звездах. Ну, а если образуется калифорний, то должны быть и кюрий, и плутоний, которые возникают из калифорния при процессах радиоактивного распада.
Теперь второй вопрос:
могут ли в настоящее время образовываться в природе заурановые элементы?
После того как заурановые элементы были получены в лабораториях, поиски их на поверхности земли, в горных породах все же не прекратились. Поиски эти диктовались следующими соображениями. Во- первых, розыски можно было теперь производить не вслепую, так как свойства, например, нептуния, не говоря уже о плутонии, были изучены очень хорошо. А во-вторых, надо было узнать, не могут ли где-нибудь на Земле возникнуть такие условия, при которых из урана образовывался нептуний или плутоний?
Последнее предположение кажется абсурдным, а между тем оно-то и подтвердилось быстрее всего. Уже за несколько лет до открытия плутония стало известно, что некоторая часть атомов урана, вместо того чтобы подвергнуться обычному радиоактивному распаду (испускание альфа-, бета- или гамма-частиц), распадается в буквальном смысле этого слова на две части. При этом не только образуются ядра-осколки, но и испускаются нейтроны. Правда, на один такой распад приходится несколько миллионов распадов обычного типа.
Но тем не менее так бывает всегда. Итак, нейтроны, необходимые для превращения урана в нептуний, а затем в плутоний, берутся из… самого урана.
Кроме того, не исключена возможность, что космические лучи разрушают атомы некоторых элементов, причем опять-таки образуются свободные нейтроны.
Все эти соображения и послужили основой для поисков природного плутония в урановых рудах. Первые опыты дали отрицательный результат. И только после того, как для переработки были взяты килограммы и даже тонны урановой руды, получился вполне определенный ответ: да, плутоний в природном уране есть. Каково же количество того плутония, который содержится в природном уране? Количеством-то назвать его трудно. Отношение веса плутония к весу урановой руды составляет 10–14. Достаточно сказать, что отношение числа учеников в каком-нибудь классе к числу людей на земном шаре имеет порядок 10–8 — в миллион раз больший, чем соотношение плутония и урана в урановой руде.
В 1952 году урановая смоляная руда из Бельгийского Конго была подвергнута исследованию на содержание в ней нептуния. Потребовались такие же кропотливые исследования, как и в предыдущем случае, и нептуний был, разумеется, найден. «Разумеется» потому, что промежуточным звеном при образовании плутония из урана является нептуний. Нептуния оказалось в уране даже несколько больше, чем плутония: одна часть на две тысячи миллиардов частей урана.
Конечно, нептуний и плутоний содержатся в урановых рудах в таких количествах, что не приходится говорить всерьез об их выделении. Очень возможно, что другие заурановые элементы тоже присутствуют в исчезающе малых количествах в горных породах. Так, например, есть предположение, что кюрий-247 благодаря своему сравнительно большому периоду полураспада — приблизительно сто миллионов лет — может еще существовать в ничтожных количествах на Земле. При этом он, весьма вероятно, находится вместе с редкоземельными элементами-лантаноидами, так как свойства актиноидов, к которым принадлежит кюрий, весьма походят на редкоземельные элементы. Правда, уже подсчитано, что коль скоро кюрий сопутствует редкоземельным элементам, то один атом его может приходиться не меньше чем на 1015 атомов лантаноидов.
Разумеется, и плутоний и нептуний содержатся в урановых рудах в таких количествах, что не приходится говорить о возможности добывать эти элементы, так сказать, из природных залежей, но факт остается фактом: заурановые элементы существуют в природе.
Есть ли предел числу элементов
Этот раздел я собирался начать совсем по-другому. Более того, я уже написал его. Но называйте это совпадением или как хотите, но буквально через три дня после того, как была написана эта глава, мне пришлось в течение нескольких часов подробно дискутировать на тему: есть ли предел числу элементов? Я был приглашен на обсуждение новой научно-фантастической повести, написанной одним из наших писателей Обсуждение состоялось в районной детской библиотеке, где собралось много ребят.
Повесть была как повесть. Был профессор (с бородкой), который говорил: «Ну, батенька». Был молодой ученый, кандидат наук (с прядью, упрямо ниспадающей на лоб), ученик профессора. Была молодая ассистентка профессора. Ну, и, конечно, была любовь. Но это между прочим. В центре действия был мальчик Леня, довольно развязный всезнайка, который вопреки желаниям родителей увязался за профессором и его учениками в геологическую экспедицию.
