Мы в Telegram
Добавить новость
< >
Октябрь 2016
Ноябрь 2016
Декабрь 2016
Январь 2017
Февраль 2017
Март 2017
Апрель 2017
Май 2017
Июнь 2017
Июль 2017
Август 2017
Сентябрь 2017
Октябрь 2017
Ноябрь 2017
Декабрь 2017
Январь 2018
Февраль 2018
Март 2018
Апрель 2018
Май 2018
Июнь 2018
Июль 2018
Август 2018
Сентябрь 2018
Октябрь 2018
Ноябрь 2018
Декабрь 2018
Январь 2019
Февраль 2019
Март 2019 Апрель 2019 Май 2019 Июнь 2019 Июль 2019 Август 2019 Сентябрь 2019 Октябрь 2019 Ноябрь 2019 Декабрь 2019 Январь 2020 Февраль 2020 Март 2020 Апрель 2020 Май 2020 Июнь 2020 Июль 2020 Август 2020 Сентябрь 2020 Октябрь 2020 Ноябрь 2020 Декабрь 2020 Январь 2021 Февраль 2021 Март 2021 Апрель 2021 Май 2021 Июнь 2021 Июль 2021 Август 2021 Сентябрь 2021 Октябрь 2021 Ноябрь 2021 Декабрь 2021 Январь 2022 Февраль 2022 Март 2022 Апрель 2022 Май 2022 Июнь 2022 Июль 2022 Август 2022 Сентябрь 2022 Октябрь 2022 Ноябрь 2022 Декабрь 2022 Январь 2023 Февраль 2023 Март 2023 Апрель 2023 Май 2023 Июнь 2023 Июль 2023 Август 2023 Сентябрь 2023 Октябрь 2023 Ноябрь 2023 Декабрь 2023 Январь 2024 Февраль 2024 Март 2024 Апрель 2024
1
2
3
4
5 6
7
8
9
10
11
12
13 14 15 16 17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27 28
29
30

Поиск города

Ничего не найдено

Химические элементы: Прометий (Pm)

0 50

В Центре Вознесенского открылась выставка к 100-летию Зои Богуславской

Ольга Любимова вручила орден «За заслуги в культуре и искусстве» писательнице Зое Богуславской

Зоя Богуславская: «Всегда, Зоя! Альбом воспоминаний». Фрагмент из новой книги, выпущенной к столетию писателя

Утренние пробки в Подмосковье составили 4 балла 26 апреля


На фото — светящаяся кнопка, сделанная из остатков люминофора,
который использовался при изготовлении часов для подводного плавания.

"Чем знаменит прометий? Тем, что его открывали и закрывали столько раз, что он может претендовать на звание чемпиона неопределимости. История начинается с того, что химики достаточно неожиданно открыли за XIX век целую вселенную — мир редкоземельных элементов, оксиды которых составили всевозможные «земли». Свойства этих элементов были близки, разделять их оказалось совсем не просто, одна история с элементами под номерами 59 и 60 чего стоит. Они побывали и одним элементом дидимом, и смесью дидима с самарием (ныне элемент номер 62), пока наконец не выяснилось, что это празеодим и неодим (см. «Химию и жизнь», 2013, 1). Но вот в руках химиков оказались эти три родственных элемента, и, глядя на них, Богуслав Браунер из Пражского университета, ранее предположивший, что дидим — смесь элементов, высказал мысль: есть еще четвертый — уж слишком велико различие атомных масс неодима и самария. Сделал он это в 1902 году в докладе на конференции Богемской академии и на основании идей, которые зародились в ходе длительной переписки с Д.И. Менделеевым. Однако проверить эту мысль никак не удавалось, пока не наступили времена новой физики, связанной с открытием Х-лучей и радиоактивности.

В 1913 году Генри Мозли, работавший в лаборатории Резерфорда обнаружил, что можно идентифицировать элементы по спектру рентгеновских лучей. Спустя тринадцать лет американцы из Иллинойского университета объявили, что этим методом они сумели-таки опознать неуловимый элемент номер 61, и назвали его иллинием. «Нет, — воскликнули итальянские коллеги, — все не так! Это мы открыли новый элемент 61 и уже назвали его флоренцием в честь нашей прекрасной Флоренции!» Конец спору положил Вильгельм Прандтль из берлинского Института физической химии и электрохимии им. кайзера Вильгельма, который показал: найденные линии не имеют никакого отношения к элементу 61. Коллеги ему не поверили на слово и стали переделывать американские и итальянские опыты, но чем тщательнее они их ставили, тем яснее становилась справедливость слов Прандтля. В конце концов работавшие в Берлинском технологическом университете Ида и Вальтер Ноддаки, перелопатив за восемь лет более ста килограммов редких земель, тщательнейшим образом разделили их на фракции, выделили неодимовую и самариевую землю и не нашли ничего нового. Точность же их опыта была такова, что будь 61-го элемента в образцах хоть в миллион раз меньше, чем неодима или самария, его бы удалось заметить.

Загадка-61 увлекла многие умы. Были выдвинуты разнообразные гипотезы. Одни считали, что искать его надо не там и не так, как это делают. Другие отмечали, что, видимо, волею судеб, этот элемент просто-напросто самый редкий во Вселенной. Но вот Ида Ноддак, недаром ведущий радиохимик Германии, нашла истинную причину — этот элемент радиоактивен, и у него нет долгоживущих изотопов. В начале 30-х годов такая точка зрения показалась коллегам несколько сумасбродной: ну откуда почти в центре Периодической системы может взяться радиоактивность элемента, это же участь тяжелых элементов, тех, что стоят за ураном. Однако в 1932 году у самария, а в 1934-м у неодима нашли слабую радиоактивность. Последнее открытие прямо означало, что гипотеза Ноддак верна. Ведь неодим, испуская бета-электрон, неизбежно становится элементом 61. А раз тот не накапливается в неодимовой земле, значит, быстро распадается.

Тогда в бой пошли физики и решили создать новый элемент искусственно — бомбардируя быстрыми частицами неодимовую мишень. Начали с бомбардировки ядрами дейтерия, но успеха не достигли. В 1941-1945 годах, по мере совершенствования ускорителей и понимания ядерных реакций, надежды обрести элемент 61 переросли в уверенность, и ему даже придумали имя — циклоний, поскольку главным инструментом получения оказался циклотрон. Однако успех пришел совсем из другой области.

Джейкоб Маринский, Лоуренс Гленденин и Чарльз Кориэлл из Окриджской национальной лаборатории, анализируя осколки от деления урана-235, нашли более полусотни изотопов редкоземельных элементов. И два оказались изотопами 61-го элемента: 2,6% от всех осколков пришлось на изотоп с массой 147, а 1,4% — с массой 149. Новый элемент назвали клинтонием в честь лаборатории авторов открытия. Почему не окриджием? Потому, что в 40-х годах эту лабораторию, где располагалось производство оружейного урана, называли по имени расположенного в 12 км севернее городка Клинтон; видимо, чтобы запутать вероятного противника. Двадцать восьмого июня 1948 года участникам конгресса Американского химического общества было торжественно продемонстрировано по три миллиграмма солей клинтония — розового хлорида и желтого нитрида. Однако название не прижилось. Жена Кориэлла предложила назвать элемент в честь Прометея. Тут было и упоминание об огне и вообще о технологиях, которые титан передал людям, и намек на то, что ядерный огонь, оказавшись в неумелых руках, может принести чудовищные страдания, выпавшие на долю Прометея. Химическое сообщество приняло это предложение. Так почти в центре таблицы появился необычный, практически призрачный элемент — прометий. Потом выяснилось, что у прометия два долгоживущих изотопа. Это прометий-145 с периодом полураспада 17,7 года и прометий-147 с периодом 2,4 года. У него есть еще много нестабильных изотопов, причем те, что легче 146, становятся предыдущим элементом, неодимом, а те, что тяжелее, — следующим, самарием. Изредка, раз в миллиарды лет, атом прометия-145 может стать празеодимом, испустив альфа-частицу.

Умеют ли люди получать прометий в промышленных количествах? Да, его по сей день выделяют из отработанного радиоактивного топлива или облученной нейтронами урановой мишени. До 80-х годов это делали и советские, и американские ядерщики, но потом американцы прекратили производство, и сейчас прометий в небольших количествах для исследовательских целей извлекают лишь на предприятиях Росатома. Американцы, впрочем, не теряли надежды и в 2010 году начали опыты по получению прометия-147 в результате облучения мишени из неодима-146 мощным потоком тепловых нейтронов. Для этого используют расположенную в Окридже специальную установку — Изотопный реактор с большим нейтронным потоком (High Flux Isotope Reactor).

Годовое производство реакторного прометия в лучшие годы достигало нескольких сотен граммов в год. А во всей земной коре единовременно находится не более 560 граммов прометия, образующегося в результате спонтанного деления ядер урана.

Используют ли где-нибудь прометий? Сейчас практически нет, но так было не всегда. У изотопа прометия-147 есть два замечательных свойства. Во-первых, его период полураспада не маленький и не большой, а такой, какой нужно для длительного использования. А во-вторых, он чистый бета-излучатель; при его распаде образуются только бета-электроны, причем они летят с небольшой скоростью и при торможении не порождают мощных квантов гамма-излучения. То есть он безопасен для человека. В то же время их энергия достаточно велика, чтобы ее имело смысл преобразовывать в электричество. Поэтому прометий оказался прекрасным источником энергии для надежных и безвредных радиоактивных батареек. В 60-х годах прометиевые батарейки использовали для питания кардиостимуляторов, однако эта история продолжалась недолго: на смену им пришли литиевые батарейки. А в космосе для навигационных приборов и прочих объектов, где требуется источник электричества пусть не очень мощный, но работающий годами (у прометиевой батарейки ресурс — пять лет), этот элемент прослужил гораздо больше. Другое использование — люминофор для подсветки различных надписей без расхода энергии. После открытия радиоактивности в таком качестве выступал радий, но потом выяснилось, что он вреден. Безвредными радиоактивными люминофорами оказались прометий и тритий. Однако тритий как компонент термоядерной бомбы подпадает под жесткие ограничения режима нераспространения ядерного оружия. Поэтому прометий нашел свое место в светящихся красках. Например, его использовали для подсветки приборов в посадочных модулях «Аполлонов», летавших на Луну. Медики пытаются использовать прометиевый люминофор для разработки противораковых препаратов. Например, есть мнение, что актиний-225 отлично убивает опухоль, поскольку цепочка его распадов дает четыре альфа-частицы и две бета-частицы. Надо только научиться привязывать его к веществу, которое надежно свяжется с раковыми клетками. Однако работа с этим актинием, очевидно, требует серьезных мер безопасности. При лечении, когда составлен протокол процедуры, их можно обеспечить, а вот исследовать такой препарат трудно. Прометий по своим химическим свойствам очень похож на актиний, а прометий-149 имеет близкий к актинию-225 период полураспада: 2,21 и 10 дней. Вот медики и пробуют заменить им актиний, тем более что прометий дает прекрасную флуоресцирующую метку, с помощью которой можно проверить — прицепился препарат к переродившейся клетке или нет («Biomedicines», 2016, 4, 1; doi: 10.3390/ biomedicines4010001). Возможно, прометий таким образом поможет создать эффективный препарат для борьбы с этой зловредной болезнью.

Откуда прометий в звездах? Этот вопрос уже не первое десятилетие составляет самую главную загадку прометия, и над ней безуспешно бьются многие астрофизики и астрохимики. Пока что ответа не найдено. Более того, злая судьба, преследующая прометий, который то появляется в руках исследователей, то исчезает, не обошла стороной и космическую историю.

Если обратиться к архивам научных журналов, то начало истории звездного прометия, видимо, следует отнести к концу 60-х годов. Вот как оно выглядит в рассказе астронома Чарльз Коули из Мичиганского университета и его коллег из других научных организаций («Astronomy & Astrophysics», 2004,419, 1087-1093).

HR 465
В конце 60-х годов Коули с коллегами занялся анализом спектров так называемых химически пекулярных звезд (от английского «chemical peculiar stars», что по-русски должно бы звучать как «звезды с химическими особенностями»: ну да, великий и могучий язык столь легко ассимилирует иностранные слова, что наши астрономы, не задумываясь, употребили кальку с английского вместо изобретения нового термина). В спектрах этих звезд, которых теперь известно за сотню, имеется значительное число линий тяжелых элементов, причем, судя по их интенсивности, с концентрацией в несколько раз большей, чем у Солнца, которое мы считаем типичной звездой третьего поколения. Поиски объяснения этих особенностей дают богатую пищу для размышлений о путях эволюции Вселенной.

И вот в спектрах звезды HR 465 исследователи группы Коули вдруг заметили линии прометия, о чем и рассказали в статье 1970 года. А спектры эти были не новые, их еще в начале 60-х годов получил один из соавторов упомянутой статьи Уильям Бидельман, работавший тогда в Ликской астрономической обсерватории (Калифорния). Коллеги, удивленные сенсационным заявлением Коули и его друзей, провели свой анализ и прометия не нашли. Сенсационность же состояла в том, что никакого прометия в спектре звезды быть не может по определению: это связано с имеющейся у астрофизиков моделью нуклеосинтеза.

Металл в звезде
В соответствии с теорией, термоядерное горение заканчивается синтезом ядер никеля-56. Это радиоактивный изотоп, который в течение нескольких дней за два акта распада становится железом-56 (наиболее распространенным изотопом этого элемента). Через несколько часов после того, как пошел синтез никеля, звезда взрывается и возникающие чудовищные потоки нейтронов, попадая в ядра железа и более легких элементов, нагоревших в звезде, создают все более тяжелые элементы. Межзвездные ветра разносят получившийся газ по галактике, и где-то в местах их завихрений формируются облака. Сжимаясь, они порождают новые звезды уже с повышенным содержанием тяжелых металлов, а также металлосодержащие планеты вроде Земли: собственно, весь земной уран — это пепел взорвавшейся материнской звезды.

Конечно же в яростных процессах взрыва звезды формируется и прометий. Но спустя несколько десятилетий — космическое мгновение — он весь исчезает, ведь самый долгоживущий изотоп имеет период полураспада всего 17,7 года. Внутри звезды, где некоторое количество тяжелых металлов неизбежно возникает не за счет горения, а при нейтронной бомбардировке, сколько-то прометия может присутствовать. Однако вследствие стратификации тяжелые элементы должны собираться в центре, а легкие уходить на периферию: считается, что именно так сформировалось никелево-железное ядро Земли, когда наша планета была расплавленной каплей. Противодействовать стратификации теоретически могли бы мощные конвекционные потоки и давление света, но звезда HD 965 — холодная, никакой особой конвекции у нее нет. В общем, неоткуда прометию взяться в ее фотосфере, спектр которой только и доступен астрономам. Поэтому недоумение критиков вполне объяснимо.

О научной полемике
Коули не растерялся и дал очень интересный ответ критикам, показывающий, во-первых, чем научный метод познания отличается от подгонки фактов под некое устоявшееся мнение, а во-вторых, демонстрирующий почти утраченный стиль ведения научной дискуссии по сложному вопросу, которая, в соответствии с принятыми сейчас обычаями, зачастую перерастает в то, что Стругацкие в романе «Отягощенные злом» образно назвали киданием в оппонента кала и банановых шкурок. Вот обширная цитата из соответствующей статьи.

«Мы думаем, что в целом вопрос об идентификации следов элементов в спектрах звезд значительно тоньше, чем кажется. Обычно идентификация либо есть, либо ее нет, и элемент считают либо присутствующим, либо отсутствующим. Для многих элементов этот подход выглядит упрощенным. Должна быть, по крайней мере, промежуточная категория, о которой теоретики могут рассуждать в зависимости от обстоятельств.

Как это ни удивительно, мы верим, что Вольф и Моррисон согласны с нами: идентификация прометия попадает в эту промежуточную категорию. Основное различие между нами — различие между оптимизмом и пессимизмом. Для нас положительные факторы кажутся весьма значимыми. Тем не менее имеются неясные вопросы, некоторые из которых подняли Вольф и Моррисон. Хотя у нас есть контраргументы, мы не считаем, что на эти вопросы можно не обращать внимания. Только когда ответы на заданные вопросы будут полностью поняты или когда неопровержимые доказательства будут найдены, идентификация может считаться состоявшейся. Поначалу мы думали, что совпадение длин волн дает такое доказательство, но неприменимость формализма Русселя — Боуэна теперь заставляет отложить это заключение» («Astrophysical Journal», 1972, 175, 477-480).

Необходимые доказательства Коули с коллегами попытался найти в 1976 году, когда провел новое изучение спектров таинственной звезды, но линий прометия в них не нашел. Однако дело о прометии в звездах закрыто не было. Не исключено, что оптимизма добавляли знания о том, что спектр звезды меняется с периодом 22-24 года. Если считать, что на год измерений Бидельмана — 1960-й — приходится максимум интенсивности прометия, то спустя 11-12 лет, то есть на 1971-1972 годы, придется минимум, и, стало быть, спектр HR 465 мерить надо в 1982-1984-м либо в 2004-2008 годах. Однако новых измерений в эти годы проведено не было — видимо, их не удалось включить в плотный график работы имевшихся обсерваторий.

HD 101065
Но вот наступили 2000-е годы. Техника астрономических измерений выросла колоссально, еще в большей степени выросла мощность компьютеров. И это важно. Ведь чем выше чувствительность детекторов, тем более слабые спектральные линии они различают. Получается частокол линий, разделенных считанными ангстремами. На него накладывают эталонный спектр искомого элемента и... Как отмечал Коули в приведенной цитате, раньше все было просто — эталонные линии ложатся на наблюдаемые, и, стало быть, элемент в звезде есть. Однако точным измерениям сопутствует проклятие неопределенности. Теперь ответ не укладывается в термины бинарной логики «да/нет» — нужна мера того, насколько точно совпадает эталонный спектр с наблюдаемым. Для вычисления меры и требуется хитрый расчет на мощном компьютере.

Необходимое оборудование для продолжения работы оказалось в Чили, в Европейской южной обсерватории. И вот Коули, Бидельман и их коллеги получили возможность наблюдать спектры нескольких подозрительных звезд Южного полушария. И оказалось, что прометий точно есть в двух из них — HD 965 и в другой удивительной звезде — HD 101065, или звезде Пшибыльского (она расположена в созвездии Центавра на расстоянии 355 световых лет от Земли).

Эта звезда, открытая в 1961 году уроженцем Польши Антонием Пшибыльским, работавшим тогда в австралийской обсерватории Маунт-Стромло, имеет совершенно фантастический состав — измерения 1972 и 1973 годов показали, что в ней есть уран, торий, а также совершено экзотические актиноиды вроде эйнштейния, америция или кюрия, для получения которых на Земле требуются мощные ускорители и изрядная изворотливость инженеров. Причем не считаные атомы, а миллионы или даже миллиарды тонн — иначе мы бы их спектральные линии не разглядели. Свежие измерения Коули с коллегами дали новые доказательства, что прометий в обеих звездах действительно есть. Возможно, будь HR 465 видна из Чили, загадку ее призрачного прометия удалось бы разрешить.

Коллеги пробовали было критиковать новую работу, намекая, что это какая-то неодимовая дрянь попала в эталонные спектры и астрономы такие паразитные линии неодима приняли за прометиевые. Однако Коули держался стойко — отвечал: все предосторожности были соблюдены, расчеты перепроверены, никакого неодима не было и нет, найдены самые что ни на есть настоящие линии настоящего прометия. Как бы то ни было, сейчас считается установленным научным фактом: в двух звездах — HD 965 и звезде Пшибыльского — прометий есть, а в HR 465 находится под подозрением.

Сверхновая или нейтронная звезда?
Два странных события — это уже намек на закономерность (уверенность придают, как известно, три события), и для ее объяснения астрохимики стали придумывать гипотезы. Все вовлеченные в расследование лица сошлись во мнении, что спектры отражают состав фотосферы, а в более глубоких слоях звезд никакого прометия, эйнштейния или урана в сколько-нибудь значимом количестве как не было, так и нет. А далее появилось два мнения. Первое — эти элементы были привнесены в фотосферы звезд извне. Вторая — они зарождаются непосредственно в фотосфере. Очевидные внешние источники — сверхновая либо красный гигант, взорвавшиеся неподалеку. Конкретику этой умозрительной концепции придали в 2006 году рассуждения большой группы астрономов из обсерваторий Одессы, Сеула, Киева, Брюсселя, Научного, Нижнего Архыза, Остина и Таутенбурга во главе с Александром Ющенко (arXiv:astro-ph/0610611v1 20 Oct 2006). Ход их мыслей был таков. У нас есть возможность прямо изучать воздействие взрыва на фотосферу звезды, ведь одна из ближайших к Солнечной системе и ярчайшая звезда небосклона — Сириус — представляет собой двойную систему из синей звезды Сириус А и белого карлика Сириус В. Карлик возник в результате взрыва красного гиганта, и сбрасываемая оболочка, обогащенная тяжелыми элементами, вполне могла загрязнить наружные слои партнера. Расчет подтвердил, что полученные при таком механизме концентрации тяжелых элементов качественно совпадают с имеющимися у Сириуса А. В этой идее смущает то обстоятельство, что для получения короткоживущих элементов, того же прометия, взрыв у соответствующей звезды должен случиться в буквальном смысле слова у нас на глазах, но этого нет. С Сириусом А проще: в нем отсутствуют короткоживущие элементы, и катастрофа отодвигается в непознаваемые времена — на сотни тысяч лет в прошлое.

Со второй концепцией ситуация не легче — ведь надо придумать мощный источник быстрых нейтронов, протонов и альфа-частиц. Интересную идею предложили астрофизики из Одессы и Харькова (arXiv:0712.2409v1 [astro-ph] 14 Dec 2007) во главе с В.Ф. Гопкой. По их мнению, партнером видимой звезды служит невидимая нейтронная звезда. А не видим мы ее потому, что плоскость орбиты перпендикулярна нашему лучу зрения — она никогда не затеняет видимую звезду. Своей мощной гравитацией нейтронная звезда создает поток электронов и позитронов, ускоренных почти до скорости света. Они бомбардируют поверхность видимой звезды, выбивают из атомов нейтроны, порождают мощные гамма-кванты, которые вызывают фотодиссоциацию ядер. В общем, получающиеся частицы бомбардируют имеющиеся в фотосфере элементы не хуже, чем они это делают во время взрыва сверхновой, с тем же результатом — производством тяжелых элементов. При этом если взрыв длится считаные минуты, то такая бомбардировка продолжается, с нашей точки зрения, вечно, постоянно пополняя запас короткоживущих элементов. Видимо, проверить гипотезу можно, проводя тщательные многолетние наблюдения удивительных звезд — особенностей их орбит, свечения, изменения спектров.

Следы инопланетян?
Однако есть гораздо менее прозаическое объяснение. Оно связано с мнением, высказанным в середине 60-х годов двумя великими мыслителями XX века — членом-корреспондентом АН СССР И.С. Шкловским и Карлом Саганом: наличие редких элементов в спектре звезды может быть маркером присутствия в ее планетной системе развитой технологической цивилизации. Конкретики этой идее добавила работа Дэниэля Уайтмира и Дэвида Райта из университета Юго-Западной Луизаны («Icarus», 1980, 42, 149-156). Они рассчитали, как изменится спектр излучения звезды, если такая цивилизация станет захоранивать в ней отработанное ядерное топливо. Суть идеи такова.

Атомная энергия, заключенная в ядрах делящихся элементов — урана, тория, плутония и америция, — велика и универсальна, ведь их как стабильные, так и долгоживущие изотопы неизбежно присутствуют в планетных системах, образующихся у звезд третьего поколения (как наше Солнце) из осколков материнской сверхновой. Значит, цивилизация, возникшая на таких планетах, эти элементы будет использовать так же, как это делаем мы. Более того, если никаких других, столь же мощных, но неизвестных нам источников энергии (энергия вакуума, рукотворные черные дыры, гиперпространственные переходы и прочие чудеса) в нашем мире не предусмотрено, а термоядерный синтез представляет собой недостижимую мечту, только ядерная энергия способна обеспечить долговременные потребности технологической цивилизации. Альтернативы уже показали себя на Земле: солнечной энергии явно недостаточно, она ставит низкий предел энергозатратам цивилизации, углеводородов же мало того что недостаточно, так их сжигание может привести к климатической катастрофе. От ядерной энергии также получаются отходы. Они не загрязняют атмосферу, однако все равно их куда-то надо девать. Пока объем невелик, удается все закопать в землю. Но когда он вырастет многократно...

Согласно расчету, если с помощью реакторов-размножителей удастся вовлечь в оборот стабильные изотопы уран-238 и торий-232, которые при нейтронном облучении превращаются в делящиеся изотопы плутоний-239 и уран-233 соответственно, на Земле ресурсов для выработки атомной энергии хватит на сотни тысяч лет. Кроме того, при развитии возможностей цивилизации наладится их добыча на других телах Солнечной системы, и тогда этот источник энергии будет служить около миллиона лет, то есть бесконечно долго, с нашей точки зрения. Столь длительное использование порождает слишком много отходов, чтобы их безнаказанно складировать на планете. Есть альтернатива — использовать космос, и самое перспективное — навсегда от них избавиться, отправив на «переплавку» в самый мощный реактор — звезду.

Технически мы можем так сделать уже сейчас, но пока это невыгодно. Однако при возникновении безнадежной ситуации соображения безопасности перевесят соображения экономики, и такой проект станет хорошим способом решения проблемы. Цивилизация, развивающаяся тем же путем, что и мы, неизбежно придет к этой стадии. И тогда продукты деления плутония и урана окажутся в ее фотосфере без всякой нужды в сверхновых или нейтронных звездах. Каков будет след и удастся ли различить элементы искусственного и естественного происхождения? Согласно расчету, наиболее яркими индикаторами как в случае использования плутония-239, так и урана-233 оказываются редкоземельные металлы.

На первом месте стоит празеодим, которого в продуктах ядерной реакции получается гораздо больше, чем его содержание в Солнце; далее следуют неодим, самарий, цезий и лантан. Поскольку Уайтмир и Райт рассчитывали ситуацию, когда все улеглось — все элементы со временем жизни менее ста тысяч лет распались и остались только более стабильные изотопы, то прометий выпал из поля их зрения. Однако если вспомнить: он при распаде дает либо самарий, либо неодим, а изредка — празеодим, очевидно, что с ним в значительной степени связано и превышение этих элементов в гипотетической звезде, у которой есть планеты с технической цивилизацией.

Сколько же топлива надо сжечь и отправить на звезду, чтобы мы заметили следы ее деятельности? Вот расчет. Масса фотосферы звезды класса F0 (это звезда желто-белого цвета массой примерно, как у Солнца, но ярче его в десяток-другой раз) составляет 1018 т. Из них на естественный празеодим, если судить по Солнцу, должно приходиться 1010 т. В земной коре, в верхнем слое толщиной 10 км, сосредоточено 1013 т урана-238. Если его весь превратить в плутоний-239 и сжечь, то получится 1015 т празеодима. То есть даже если сотая доля этого урана будет сожжена, то выйдет больше празеодима, чем имеется в фотосфере звезды. Чтобы мы могли его заметить, в яркой звезде должно быть в два раза больше празеодима, чем в Солнце, а в неяркой — в десять раз. То есть для достижения результата достаточно утилизировать от 1 от 10% имеющегося в земной коре урана-238. Не так уж и много, хорошей цивилизации это вполне по силам.

А. Мотыляев, "Химия и жизнь", № 1, 2019



Читайте также

Загрузка...

Загрузка...
Новости последнего часа со всей страны в непрерывном режиме 24/7 — здесь и сейчас с возможностью самостоятельной быстрой публикации интересных "живых" материалов из Вашего города и региона. Все новости, как они есть — честно, оперативно, без купюр.



News-Life — паблик новостей в календарном формате на основе технологичной новостной информационно-поисковой системы с элементами искусственного интеллекта, тематического отбора и возможностью мгновенной публикации авторского контента в режиме Free Public. News-Life — ваши новости сегодня и сейчас. Опубликовать свою новость в любом городе и регионе можно мгновенно — здесь.
© News-Life — оперативные новости с мест событий по всей Украине (ежеминутное обновление, авторский контент, мгновенная публикация) с архивом и поиском по городам и регионам при помощи современных инженерных решений и алгоритмов от NL, с использованием технологических элементов самообучающегося "искусственного интеллекта" при информационной ресурсной поддержке международной веб-группы 123ru.net в партнёрстве с сайтом SportsWeek.org и проектом News24.


Владимир Зеленский в Украине


Светские новости



Сегодня в Украине


Другие новости дня



Все города России от А до Я