Ларс Орстрём - Химия навсегда. О гороховом супе, опасности утреннего кофе и пробе мистера Марша

Итак, если капитан Карлсен перевозил «секретный» груз циркония, он не обязательно делал это по приказу Военно-морского флота США; возможно, он делал это по поручению одной из двух компаний, задействованных в выполнении правительственного заказа.

Тогда каково было происхождение этого циркония? Возможно, относительно большой запас чистого циркония имелся у компании Philips в Эйндховене, так как в 1928 году они получили первый патент на отделение гафния от циркония и производили этот металл в чистом виде по крайней мере до 1950 года [106] Hayes E.T. Part VII – Alloys // Zirconium: Its Production and Properties, U.S. Bureau of Mines Bulletin, 561 (1956). P. 93. – главным образом для использования в фотовспышках.

Сам Карлсен утверждает, что источником его циркония был Uranverein – проект нацистской Германии по созданию атомной бомбы и получению атомной энергии [107] Bekker, Flying Enterprise & Captain Carlsen. . Однако для создания самой простой атомной бомбы на основе урана цирконий не нужен; он требуется только для вырабатывающего энергию атомного реактора, а немцы не продвинулись сколько-нибудь серьезно ни в одном из этих направлений. Возможно, нацисты просто украли запас циркония у компании Philips, поэтому трудно сказать, точно ли Карлсен ошибался на этот счет.

Сомнений, однако, не вызывает то, что адмирал Риковер получил готовый USS Nautilus в срок, с запасом уложившись в официальный график, но упустил свою собственную, более амбициозную цель из-за проблемы с паропроводом в зоне электростанции, не относящейся к выработке ядерной энергии. Однако весь циркониевый проект представлял собой взвешенный риск. Не из-за проблем с поставкой – обнаружить цирконий легче, чем многие распространенные металлы вроде вольфрама, хрома, цинка и меди, – а из-за инженерных сложностей при производстве чистого металла. Один из ближайших гражданских коллег Риковера, Тед Рокуэлл, говорил мне, что это была «трудная и яростная гонка», которая «легко могла оказаться безуспешной вплоть до самого последнего момента» [108] Из личного общения с Т. Рокуэллом. 2012. .

Но все получилось, а остальное, как говорится, история. Риковер [109] Риковер известен как «отец атомного флота», однако, по общему мнению, он был противоречивой фигурой. Однажды кто-то процитировал слова Главнокомандующего ВМС США: «У Военно-морского флота США есть три врага: авиация США, Советский Союз и Хайман Риковер» (Rickover H.G., Geiger L.D., Lustman B. History of the Development of Zirconium Alloys for Use in Nuclear Reactors. United States Energy Research and Development Administration, Division of Naval Reactors, Washington, 1975). также осуществлял контроль за строительством первой специализированной мирной АЭС в Шиппингпорте, Пенсильвания, которая была подключена к электросети через несколько лет после спуска USS Nautilus на воду. Более того, введенные им стандарты для атомного флота позволяют американскому Военно-морскому флоту до сих пор работать с атомными реакторами без единой аварии [110] Bowman F.L. S., Statement of Admiral F.L. ‘Skip’ Bowman, U.S. Navy Director, Naval Nuclear Propulsion Program Before the House Committee on Science 29 October 2003. URL: http://www.spaceref.com/news/viewsr.html?pid=10826. .

Тем не менее цирконий – не беспроблемный элемент. При обычных условиях это прочный и весьма инертный металл, который так же устойчив к коррозии, как золото, но, если топливо не удается охладить и если нельзя задействовать управляющие стержни для остановки цепной реакции, экстремально высокая температура сделает цирконий похожим на натрий. А теперь проведем типичный школьный демонстрационный опыт, с которым мы вкратце ознакомились в главе 2 при обсуждении кальция: кусочек блестящего металлического натрия, брошенный в банку с водой, крутится на поверхности воды, горит, а иногда производит громкие хлопки или отдельные чпокающие звуки.

Реакция 1:

2H 2O (жидкость) + 2Na (твердый) →

2Na ++ H 2(газ) + 2OH —+ теплота.

Реакция 2:

2H 2(газ) + O 2(газ) →

2H 2O (жидкость) + большое количество теплоты.

Горение, которое мы наблюдаем, – это не металл, а газообразный водород, образующийся в результате реакции между металлом и водой (реакция 1). Иногда случаются небольшие взрывы – когда накапливается не прореагировавший водород, смешивается с кислородом воздуха и затем весь мгновенно вступает в реакцию (реакция 2). Это называется водородным взрывом, и именно он произошел в реакторе на АЭС Фукусима-1 (остров Хонсю, Япония) в 2011 году, а возможно, и во время аварии на АЭС Три-Майл-Айленд (Пенсильвания, США) в 1979-м, только металлом в обоих случаях был не натрий, а цирконий.

И наконец, если среди читателей есть потенциальные покупатели колец с бриллиантами, то их, возможно, интересует, как избежать проблем, возникших у Дж. Л.Б. Матекони. Очевидный способ проверить предположительно фальшивые камни – опустить их между топливными стержнями ядерного реактора и посмотреть, не снизится ли выходная мощность из-за содержащегося в них гафния; вы мало что можете сделать помимо этого, если камень мал и уже вставлен в оправу кольца.

Фианит и алмаз слегка отличаются твердостью и показателем преломления, но пробу царапанием и тест на прозрачность трудно провести на оправленном камне. Они также отличаются друг от друга плотностью – очевидно, что атомы углерода весят меньше, чем атомы циркония, – но это практически невозможно проверить на камне в кольце.

Если же вы присматриваете солидный бриллиант, проверить его довольно просто. Приложите камень к какому-нибудь чувствительному участку кожи – например, к верхней губе: настоящий бриллиант очень хорошо проводит тепло, поэтому он быстро примет на себя тепло из кожи, и вы ощутите холод, словно от кусочка металла; а вот фианит – теплоизолятор, поэтому вы не заметите никакой разницы.

В этой главе мы выясним, что чистые простые вещества могут всячески маскироваться и что провозить контрабандой стоит не только алмазы. И наконец, узнаем больше о химических связях и о том, как заставить электроны скакать.

Если вы выросли на английской детской литературе, то озеро Уиндермир на северо-западе Англии, наверное, вызывает у вас ассоциации с поэтами или подростковыми приключениями не столько о волшебниках и вампирах, сколько о «Ласточках и амазонках» [111] Серия из 12 детских книг английского автора Артура Рэнсома (1884–1967), действие которых происходит по большей части в Озерном крае. . В общем, для вас оно связано с людьми, которые зарабатывали на жизнь карандашом. Или, может быть, ручкой? Мы как-то не представляем себе серьезного автора, усердно работающего в кабинете с карандашом в руке. Обычно считается, что карандаши больше подходят детям, выполняющим домашнее задание, или тем людям, которым часто приходится исправлять ошибки.