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

Посередине пустыни Нью-Мексико, на недоступном высоком плато, возникла лаборатория атомной бомбы США -- Лос Аламос. Выдающиеся атомщики под руководством Роберта Оппенгеймера работали здесь над конечной ступенью -соединением делящихся изотопов в атомное взрывчатое вещество. Было рассчитано, что они могут взорваться только при определенной критической массе. Необходимо было очень быстро соединить две докритические части, чтобы поджечь бомбу. Тогда один-единственный нейтрон в доли секунды развяжет атомную цепную реакцию.

Сначала предполагалось привести в соприкосновение необходимые количества [235]U или 94-го элемента высокой чистоты. Но для этого потребовалось бы несколько килограммов веществ. Теперь уже не является секретом, что критическая масса этих делящихся изотопов составляет 22,8 кг для [235]U и 5,6 кг -- для элемента 94. Как же можно получить столько элемента 94 -- элемента, которого вовсе нет в природе? Искусственно добытые элементы в то время были получены лишь в невидимых, невесомых количествах.

Плутоний -- первый искусственный элемент, увиденный человеческим глазом

93-й элемент, нептуний, испускает бета-излучение. Поэтому его первооткрыватели, Мак-Миллан и Абельсон, довольно однозначно утверждали в статье от 14 июня 1940 года, что элемент 94 наверняка содержится в продуктах распада нептуния. Однако обнаружить это им не удалось. Препараты были слишком слабы, чтобы можно было идентифицировать элемент 94, по-видимому, весьма долгоживущий. Поэтому Мак-Миллан совместно с коллегами Сиборгом, Сегрэ, Кеннеди и Валем пошли по другому пути.

В декабре 1940 года в Беркли они облучили уран дейтронами, разогнанными в 60-дюймовом циклотроне. Изотоп нептуния, возникающий в результате элементарного превращения по уравнению

[238]U + d [238]Np + 2n

должен был распасться в изотоп-238 элемента 94 с излучением бета-частиц. Тогда в Беркли никто не сомневался в этом. Однако, чтобы обнаружить элемент 94, американцам пришлось затратить несколько месяцев. Ведь элемент считается открытым только тогда, когда однозначно выделен один из его изотопов, охарактеризован физически и химически и определен его порядковый номер. Совершенно новый элемент должен проявлять свойства, которые явно отличают его от уже известных соседей по периодической системе. В ночь на 23 февраля 1941 года пробил час рождения 94-го элемента, вернее, его изотопа-238. Мак-Миллан уже не мог непосредственно участвовать в этом открытии. В конце 1940 года он был призван на военную службу.

Необходимо вернуться по времени немного назад. Решение о том, чтобы провести опыты по получению элемента 94 с помощью циклотрона в Беркли, было принято на совещании физиков 15 и 16 декабря 1940 года в Колумбийском университете, в Нью-Йорке. Лоуренс уступил натиску своих коллег Сегрэ и Ферми и выразил готовность предоставить в их пользование свой циклотрон. Все находились под впечатлением смелого полета мысли Ферми. Ведь эмигрировавший итальянец уже давно занимался теоретическим обоснованием "урановой машины". Он весьма убедительно доказал своим коллегам, что в таком "урановом котле" должен образовываться 94-й элемент. Последний должен был предположительно обладать той же способностью деления, что и уран-235. Поэтому, считал ученый, настоятельно необходимо пытаться наладить синтез этого элемента, хотя бы в малых масштабах, с тем, чтобы узнать его свойства.

Историки науки многократно подчеркивают, что Нью-Йоркская конференция явилась историческим поворотным моментом: в декабре 1940 года впервые была развита теория делимости неизвестного 94-го элемента. Однако в это время всемирный обмен научными идеями был уже сильно ограничен секретными преградами, поставленными войной. В американском специальном журнале "Физикл ревью", очень популярном, с июля-августа 1940 года не появлялось никаких сообщений по урановой проблеме.

Поэтому историки не заметили работу немецкого физика Карла фон Вейцзекера. В то время, когда все физики-атомщики уповали на получение ядерной энергии путем деления урана-235, Вейцзекер основывался уже на возможности получения энергии из урана-238. Эти соображения содержались в его докладе от 17 июля 1940 года, подготовленном для отдела вооружения армии.

По представлениям Вейцзекера, в запущенной урановой машине из неделящегося урана-238, считавшегося бесполезным, должен был путем поглощения нейтронов образовываться трансурановый 94-й элемент. Его изотоп-239, как и уран-235, является атомным делящимся веществом. Быть может, вообще было бы выгоднее, полагал Вейцзекер, сосредоточить свое внимание на легко выделяемом элементе 94, чем проводить трудоемкое обогащение и отделение урана-235.