Можно ли сделать золото? Мошенники, обманщики и ученые в истории химических элементов

Что касается существования "трансуранов", то Хан и Штрасман были фактически вынуждены, шаг за шагом, отказаться от своих прежних высказываний. Это началось в июне 1939 года с "окончательного вычеркивания" экаплатины (96-й элемент), которая оказалась изотопом иода, и экаиридия (95-й элемент), состоявшего в действительности из смеси изотопов теллура и молибдена. Однако эти поправки были сделаны самими исследователями, а не по указанию других. В этом отношении поведение Хана и Штрасмана заслуживает всяческого уважения; они всегда публиковали свои опытные данные, тем самым вынося их на суд других ученых.

Столь искусно возведенное здание трансуранов обрушилось очень быстро. Элементы 93--97, в свое время столь "точно обнаруженные", оказались фактически не чем иным, как обломками, образовавшимися при делении урана, элементами со средней атомной массой. Ученые других стран -- Франции, США, Советского Союза, Австрии -- конечно, также занимались идентификацией многочисленных продуктов деления урана. Разочарование в Париже было очень большим, когда обнаружили, что "курьезное" вещество Ирэн Кюри с 3,5-часовым периодом полураспада, столь похожее на лантан, состоит, по существу, из изотопа лантана с массовым числом 141.

В более поздние годы Отто Хан неустанно рассказывал историю поисков псевдоэлементов 93--97, которая привела к открытию деления ядра, как поучительный пример научных заблуждений. При этом он не боялся самокритики; свои воспоминания он назвал: "Ложные трансураны. К истории одной научной ошибки".

Искусственные элементы

При обстреле урана тепловыми нейтронами из него образуются более легкие элементы с порядковыми номерами 35--65: это заставляло надеяться, что среди обломков будут найдены также изотопы элементов 43 и 61. Если вспомнить состояние вопроса получения элементов 43, 61, а также 85 и 87 в 1930 году, то можно было уловить заметный прогресс. Прежде всего, подтвердилось подозрение, что элементы 43 и 61 являются нестойкими веществами, которые "вымерли". Что касается элементов 85 и 87, то уже довольно давно их признали распавшимися радиоактивными веществами.

В 1934 году физик Иозеф Маттаух нашел эмпирическое правило, которое позволяет оценить устойчивость ядер изотопов. Согласно правилу Маттауха не может существовать второго устойчивого изотопа, если заряд его ядра отличается только на единицу от заряда ядра известного устойчивого изотопа с тем же массовым числом. Эта закономерность дополняет правило Харкинса, по которому элементы с нечетным порядковым номером (то есть нечетным числом протонов и электронов) распространены на Земле существенно реже, поскольку мала устойчивость их ядер.

По отношению к элементам 43 и 61 правило Маттауха можно изложить следующим образом. Исходя из их положения в периодической системе, массовое число элемента 43 должно быть около 98, а для элемента 61 -- около 147. Однако уже были известны устойчивые изотопы для элементов 42 и 44, а также для элементов 60 и 62 с массами от 94 до 102 и соответственно от 142 до 150. Поскольку второй устойчивый изотоп с тем же массовым числом не может существовать, то элементы 43 и 61 должны иметь только нестабильных представителей. Несомненно, что когда-то элементы 43 и 61 были на Земле в достаточном количестве. Когда возникла наша Солнечная система, то путем сочетания протонов и нейтронов образовались все элементы. Однако за время существования Земли -- 4,6 миллиардов лет -- их неустойчивые представители постепенно совсем исчезли. Исключение составляют только те радиоактивные элементы, которые могли постоянно пополняться в пределах естественного радиоактивного ряда, ибо их исходные вещества -- уран или торий -- еще существуют на Земле, благодаря своим периодам полураспада, насчитывающим миллиарды лет. Элементы 43 и 61 к этим естественным радиоактивным рядам не относятся. Лишь в том случае, если имеется долгоживущий изотоп этих элементов, можно было бы надеяться обнаружить его радиохимические следы.

В то время как некоторые ученые все еще занимались ложными трансуранами, другим исследователям удалось найти вожделенные элементы 43 и 87. Вот история их открытия... В 1936 году Эмилио Сегрэ после женитьбы покинул Ферми и его коллег и уехал в Палермо, прежнюю столицу Сицилии. В тамошнем университете ему предложили кафедру физики. В Палермо, к своему большому сожалению, Сегрэ не смог продолжать изыскания, начатые с Ферми. В университете не было никакого оборудования для радиоактивных исследований. Быстро приняв решение, итальянский ученый поехал в Америку, чтобы ознакомиться с Калифорнийским университетом в Беркли, который славился самым лучшим оборудованием. В то время там находился единственный в мире циклотрон. "Те источники радиоактивности, которые я увидел, были поистине поразительными для человека, работавшего до этого только с Ra-Ве-источниками",-- вспоминал физик.