Клаус Гофман - Можно ли сделать золото, Мошенники, обманщики и ученые в истории химических элементов

Для того чтобы охарактеризовать нитон как новый элемент и найти ему место в таблице, недоставало важных данных, прежде всего атомной массы. Надежда на то, что когда-либо они будут обладать достаточным количеством нитона для проведения такого рода опытов, исчезала; Рамзай и Содди прикинули, что для получения 1 л газа необходимо около 500 кг радия. Уже тогда представлялось безнадежным получить такое количество радия. В настоящее время мировой запас радия оценивается, в лучшем случае, тысячной долей этой величины, то есть составляет приблизительно 500 г.

В конце концов Рамзай с удивительной экспериментальной ловкостью определил-таки плотность нитона и смог рассчитать, исходя из нее, его атомную массу. Радон нашел свое место в последней свободной клетке группы благородных газов, после ксенона.

При анализе радиоактивных минералов ученые всегда получали гелий в качестве побочного вещества. Поэтому уже в 1902 году Резерфорд при толковании радиоактивного распада высказал предположение, что гелий является продуктом распада радия. При выяснении этого вопроса так же приходилось работать с минимальными количествами веществ. Вся аппаратура, изготовленная Рамзаем, отличалась крошечными размерами. Она состояла из капиллярных трубочек диаметром менее полумиллиметра. В такие "сосуды" Рамзай и Содди поместили очищенную эманацию радия, исследовали ее спектр и, к своему радостному изумлению, обнаружили, что через несколько дней стали вдруг видны линии гелия. Это было доказательством превращения радона в гелий. Рамзай сделал сообщение о сенсационном открытии 16 июня 1903 года на ежегодном собрании Химического промышленного общества в Брэдфорде. В том же месяце появилась статья Рамзая и Содди в научных журналах: "Опыты с радием и о выделении гелия из радия".

Таким образом, впервые было экспериментально доказано превращение одного элемента -- радия в другой -- гелий. Естественно, что пресса всего мира быстро оповестила об этом событии в сообщениях, откликах и комментариях. Ведь это было первое удачное превращение элементов, которого ожидали алхимики целые столетия. Конечно, не было недостатка и в скептических высказываниях. Рамзая и Содди упрекали в том, что их лаборатория настолько заражена гелием, что любой чувствительный спектроскоп всегда обнаружит следы привнесенного газа.

Научно-популярный журнал "Умшау" 4 февраля 1905 года, отдавая должное гениальному искусству экспериментаторов Рамзая Содди, все же отмечал: "...еще не настало время выбрасывать за борт испытанное старое и безоговорочно становиться на сторону учения о превращении элементов".

Еще в апреле 1904 года почтенный Клеменс Винклер через тот же журнал потребовал, чтобы вспомнили важнейшие основы химии: "Радиевый бум охватил сейчас весь мир и в наибольшей степени -- среду дилетантов; при виде этого всякого химика угнетает тот факт, что о радии, открытом уже шесть лет назад, можно сообщить лишь то что он очень похож на барий, что у него большая, чем у последнего, атомная масса и что он проявляет поразительное самопроизвольное излучение. Химические его особенности все еще почти не известны...".

Однако Рамзай и Содди в дальнейших опытах доказали надежность своего открытия. И надо отдать им должное -- ведь обнаружение столь малого количества вещества было исключительно сложным делом. Приблизительно из 1 г бромида радия (а таким количеством в то время никто не располагал) за год образуется лишь 0,02 мг гелия.

Вскоре уже не оставалось сомнения в том, что гелий является продуктом превращения радия. В ряду распада урана образуются радон и гелий из альфа-излучающего радия. Радиоактивный радон также распадается с испусканием альфа-лучей, то есть с отщеплением гелия. На основе этого можно считать, что гелий, заключенный в урановых рудах, получается за счет альфа-превращений урана и продуктов дальнейшего распада. Напомним, что альфа-лучи являются ядрами атомов гелия.

"Торий Х и ... глупость"

В самый разгар радиевого бума появилось известие об открытии еще одного радиоактивного элемента. Сначала об этом объявили английские научные журналы, затем, в марте 1905 года, в одной лондонской газете можно было прочесть под рубрикой "Новый элемент" следующее сообщение: "Скоро научную литературу привлечет новое открытие, которое встанет в один ряд со многими блестящими достижениями на Гауэр-стрит. Д-р Отто Хан, работающий в университетском колледже, открыл новый радиоактивный элемент, извлеченный из цейлонского минерала торианита; предполагается, что этот элемент обладает радиоактивностью, подобной торию, однако большей, по крайней мере, в 250 000 раз".

Это открытие имеет небольшую предысторию. В возрасте 25 лет Отто Хан принял приглашение сэра Вильяма Рамзая поработать некоторое время в Лондоне в его институте на Гауэр-стрит. Хан только что кончил совершенствоваться по органической химии и хотел за время пребывания за границей улучшить знание иностранного языка, крайне необходимое в его будущей деятельности. По прибытии в Лондон к профессору Рамзаю Хан рассказал о своем научном пути и попросил дать ему задание. После краткого размышления известный профессор сказал: "Вы будете работать по радиоактивности". Для химика-органика такое предложение было весьма неожиданным. На лекциях в Марбургском университете он не слышал ни единого слова о радиоактивности. Хан был достаточно честным чтобы не признаться Рамзаю, что он ничего в этом не понимает и не имеет никакого опыта в исследованиях по радиоактивности. Однако Рамзай был хорошим психологом: "Это как раз то, что нужно. У вас нет еще своего мнения, и потому вы можете подойти совершенно непредвзято к этим довольно непонятным вещам". Затем он в захватывающей форме познакомил своего подопечного с его исследовательскими задачами.

Англичанин добыл 5 ц редкого минерала, именуемого торианитом. Последний находили только на острове Цейлон, и даже там запасы его были скудны. Знали об этой породе, что она очень радиоактивна. Одна английская фирма уже перерабатывала ее для Рамзая. От 5 ц осталось 18 г белой соли -- в основном карбоната бария,-- которая должна была содержать все количество радия, вызывающего радиоактивность: это составляло около 9 мг. Рамзай предложил отделить ценный радий по методике мадам Кюри, а именно: перевести его в некоторые органические соли, с тем, чтобы определить их молекулярную массу. Таким путем он рассчитывал установить еще не уточненную атомную массу радия. Этими опытами должен был заняться Отто Хан.

С горячим энтузиазмом принялся молодой исследователь за эту вдохновляющую работу. За считанные месяцы ему удалось в несколько ступеней выделить источник радиоактивности. Однако, к удивлению его и Рамзая, этот радиоактивный элемент испускал не эманацию радия, а эманацию тория; их можно было прекрасно отличить друг от друга по периодам полураспада. Следовательно, это был не радий. Хан указывал, что новый радиоактивный элемент химически не отличается от тория, но значительно радиоактивнее. Поэтому он назвал его радиоторием.