Юрий Фиалков - Как там у вас, на Бета-Лире?

«Вы и правы и неправы, — отвечу я. — Действительно, известен лишь один стабильный изотоп бериллия. Но разве я говорил, что при нашем ядерном процессе образуется стабильный бериллий? Бериллий-7, который образовался в атмосфере из азота, не стабильный, а радиоактивный изотоп этого элемента».

Радиоактивный изотоп бериллия, конечно же, должен быть отнесен к естественным. Он ведь образовался на нашей планете помимо деятельности человека. Поток космических лучей непрерывен и, как полагают астрономы, постоянен. Поэтому бериллий-7 образовывался на Земле задолго до того, как на ней появился человек, и будет образовываться до тех пор, пока у нашей планеты есть еще атмосфера, содержащая по крайней мере азот.

Как видим, появился еще один естественный радиоактивный элемент, гораздо более легкий, чем калий. Что ж, пока все идет в полном соответствии с прогнозами о принципиальной возможности проявления радиоактивных свойств любым химическим элементом.

Чтобы сразу покончить с этой проблемой — независимости появления радиоактивных свойств от положения элемента в периодической системе, — обращусь к элементу, легче которого быть уже не может: к водороду.

«Шутите! — скажет иной из читателей-скептиков. — Вот уж кто не может быть радиоактивным, так это водород. Ведь в состав его ядра входит один протон. Что же ему, сироте, выбрасывать? Этот один-одинешенек протон? А что тогда останется, что будет выступать в качестве продукта распада? И вообще, не напоминает ли предположение о возможной радиоактивности водорода известную песню, завершающуюся словами: «Если это плов, то где же кошка, если это кошка, то где же плов?»

Песня действительно хороша, особенно в исполнении Рашида Бейбутова. Но кто сказал, что утверждение о радиоактивности элемента № 1, водорода, — это «предположение», да еще «возможное»? Впрочем, к чему вопросы, к чему восклицания? Обратимся к физике.

Околосветовой (то есть летящий со скоростью, близкой к скорости света) протон, сталкиваясь с атомами атмосферных газов, может вышибить из них и нейтроны, которые, в свою очередь, будут обладать энергией, достаточной для того, чтобы прошла реакция взаимодействия нейтронов с азотом: N + n = C + H.

Баланс по зарядам ядер проводить нет нужды: и так ясно, что и справа и слева — по 7 (7+0 = 6+1). Но вот расчет массовых чисел участников этой реакции, как и в прошлый раз, приведет к любопытным результатам. Составим уравнение с «иксом», по сложности, впрочем, не превышающее те уравнения, что нынче без труда решают первоклассники: 14+1 = 12+ х, где х — массовое число водорода. Находим: х=3. Но позвольте, это же какой-то водородный мастодонт, так сказать, сверхтяжелый водород! Насчет «мастодонта» настаивать не буду — термин этот, надо сказать, не очень химический, — а вот что касается сверхтяжелого, то мы тут попали в самую точку, потому что изотоп водорода с массовым числом 3 именно так и называется сверхтяжелым водородом. А еще его называют тритием.

Перегруженность нейтронами не проходит сверхтяжелому водороду даром. Один из нейтронов рано или поздно выбрасывает электрон, превращаясь в протон и переводя тем самым элемент № 1 в элемент № 2. Выбрасывание же электрона есть не что иное, как бета-распад. Поэтому тритий, самый настоящий радиоактивный и, что самое важное, естественный радиоактивный изотоп водорода, откроет список естественных радиоактивных элементов.

Дальнейший рассказ о том, как космические лучи превращают атмосферные газы в естественные радиоактивные изотопы легких элементов (помимо водорода и бериллия, здесь пришлось бы перечислить еще и углерод, и натрий, и кремний и т. п.), будет уже содержать лишенные особой новизны подробности.

Впрочем, и так ясно, что обладающие исключительно высокой энергией частицы космического излучения могут выполнить достаточно серьезную работу.

Впрочем, хотя бы немного, но об одном из этих легких радиоактивных элементов, об углероде-14, надо поговорить.

В атмосфере содержится углекислый газ. Растения днем поглощают углекислый газ, а ночью выдыхают его. Поэтому происходит непрерывный обмен углекислотой между растениями и атмосферой. Утверждение — из числа общеизвестных, но вспомнить о нем необходимо.

Теперь вторая сторона вопроса. Уже несколько миллионов, а может быть, даже десятков миллионов лет состав атмосферы постоянен. Постоянен и уровень космического излучения. Поэтому постоянным будет и количество радиоактивных элементов, образующихся в атмосфере.

Третья сторона. Радиоактивный углерод образуется в верхних слоях атмосферы и перемешивается с «обычной» углекислотой воздуха.

Поэтому атмосферная углекислота нашей планеты характеризуется постоянным содержанием радиоактивного углерода.

Четвертая сторона. Растения ассимилируют углекислый газ, и, следовательно, он переходит в растительные организмы, а так как идет непрерывный обмен углекислотой между воздухом и растениями, то во всей земной флоре устанавливается такое же относительное содержание радиоактивного углерода, как и в воздухе.

Пятая сторона. Животные питаются растениями. Даже если какой-то из представителей фауны — убежденный противник вегетарианской диеты, то он харчуется животными-вегетарианцами. Поэтому радиоуглерод попадает и в организм животных.

И становится ясным, что все живое на Земле — от инфузории до слона, включая в этот промежуток енота, попугая ара, человека и королевского питона, — содержит радиоактивный изотоп углерод-14.

Сторона шестая. Если организм погибает, то прекращается обмен с окружающей средой. И поэтому в органических остатках количественное содержание радиоактивного углерода начинает уменьшаться — этот изотоп распадается наполовину за 5,5 тысячи лет.

Сторона седьмая. Определяя относительное содержание радиоактивного углерода в органических остатках (а измерения радиоактивности, как правило, очень точны и чувствительны), можно, как правило, установить время, когда погибло то или иное растение и животное. Вот почему археологи так радостно взяли на вооружение радиоуглеродный метод: еще бы, они узнали с неслыханной ранее для историков достоверностью и то, в каком веке до нашей эры носили американские аборигены найденные в раскопках сандалии, и когда была сработана погребальная ладья фараона Сезостриса III, и даже когда были написаны кожаные свитки, тексты которых впоследствии были положены в основу Библии. Но об этом пусть и очень интересном применении радиоуглерода здесь рассказывать не место.

Как видим, у радиоуглеродной проблемы столько сторон, что и не понять, какую они образуют фигуру. Оставим размышлять над этим геометров, а сами пойдем дальше.