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

Когда в 1947 году впервые получили кюрий в "значительных" количествах, этот мировой запас состоял из крошечной пылинки гидроксида кюрия, едва видимой невооруженным глазом. В настоящее время кюрий получают в килограммовых количествах. По своей удельной теплотворной способности, равной 123 Вт/г, кюрий-242 с периодом полураспада 162 дня превосходит все другие трансураны. Кюрий-244 выделяет лишь 2,9 Вт/г, но зато обладает большей продолжительностью жизни (период полураспада 17,6 лет). Плутоний-238, выделяющий энергию в 0,46 Вт/г, имеет почтенный период полураспада в 88 лет.

Из этих альфа-излучателей с помощью термоэлементов получают ток. При установке таких термоионных изотопных батарей целиком руководствуются их назначением. Если желательны долгоживущие источники энергии, например для измерительных или запускаемых в космос приборов, для снабжения током светящихся буев и автоматических метеостанций либо для обогрева одежды водолазов или космонавтов, то предпочтителен кюрий-244 или плутоний-238. Если же, напротив, требуется на короткое время выработка больших количеств энергии, то выгоднее батарея из кюрия-242.

Обычно атомные батареи применяют повсеместно в тех случаях, где эти носители энергии могут проявить свои поразительные свойства: они занимают минимальный объем, не нуждаются в уходе и надежны даже в экстремальных условиях. Предпочтительнее всего использовать их в космических путешествиях. Когда 4 октября 1957 года в СССР был выведен на орбиту первый искусственный спутник Земли, то его химические батареи могли давать энергию в течение 23-х дней. После этого мощность их была исчерпана. Напротив, батареи из радиоактивных нуклидов имеют совершенно иные резервы мощности.

В 1961 году такая батарея типа SNAP (System for nuclear auxiliar Power[72]) впервые установлена США на борту навигационного спутника "Транзит". Поставщиком энергии служил плутоний-238, теплота которого термоэлектрически превращалась в ток. С тех пор в космических полетах не раз использовали атомные батареи, Советский Союз -- в спутниках типа "Космос". В США, например, метеоспутник "Нимбус", который вращается вокруг Земли с мая 1968 года, имеет батарею на плутоний-238 мощностью 60 Вт. Американский лунный зонд "Сарвейор", который в 1966 году передал по радио на Землю первый химический анализ лунного грунта, обладал энергетической установкой в 20 Вт, питаемой 7,5 г кюрия-242.

Известной стала мини-электростанция SNAP 27, мощность которой (73 Вт) обеспечивается 4,3 кг плутония-238. Ее размеры составляют 45 X 40 см. 12 ноября 1969 года астронавты "Аполлона 12" установили SNAP 27 на Луне. Из соображений безопасности на время космического полета американские космонавты закрепили плутониевый стержень, имеющий температуру 700 °С, на наружной стенке лунного корабля. Только после посадки они поместили его внутрь генератора.

SNAP 27 сразу стали давать электрический ток, а позднее -- снабжать энергией оставленную на Луне измерительную аппаратуру.

Еще раньше, при первой посадке на Луну, американцы использовали источники энергии из плутония-238. Такие батареи помещали в измерительные приборы, и они гарантировали их безупречную работу, даже при тех резких перепадах температур, которые существуют на спутнике нашей Земли. В полетах космических кораблей "Аполлон" источник энергии из 570 г плутония-238 обеспечивал регенерацию питьевой воды. С его помощью американские астронавты могли ежедневно регенерировать 8 л воды. Исследовательский корабль "Луноход", спущенный на поверхность Луны Советским Союзом в ноябре 1970 года, был обеспечен радиоактивными изотопами для регулировки температуры.

Источники энергии, снабженные долгоживущими изотопами, особенно необходимы для космических зондов, находящихся в "дальних странствиях" к удаленным планетам. Поэтому американские зонды "Викинг", которые были высажены на Марс в июле и сентябре 1976 года с целью поисков там разумной жизни, имели на борту два радиоизотопных генератора для обеспечения энергией спускаемого аппарата. Космические станции вблизи Земли, такие, как "Салют" (СССР) и "Скайлэб" (США), получают энергию от солнечных батарей, питаемых энергией Солнца. Однако зонды для Юпитера нельзя оснащать солнечными батареями. Излучения Солнца, которое получает зонд вблизи далекого Юпитера, совершенно недостаточно для обеспечения прибора энергией. Кроме того, при космическом перелете Земля -- Юпитер требуется преодолеть огромные межпланетные расстояния при продолжительности полета от 600 до 700 дней. Для таких космических экспедиций основой удачи является надежность энергетических установок.