И Фратрич - Троянский конь цивилизации

Больших успехов добились в области создания миниатюрных солнечных батарей, используемых в космических исследованиях, Главная роль принадлежит здесь солнечным элементам для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую. Система из 30 тыс. элементов, размещенных на 20 кв м, 7 месяцев питала все приборы (включая камеры и другие фиксирующие устройства) межпланетного корабля, посылающего сигналы более чем на 200 млн. км! Но солнечные элементы — это лишь прелюдия. Синтез ядер атомов легких элементов, словно волшебный ключик, откроет нам путь к гигантским энергетическим запасам космоса: к водороду и гелию. Уже не так далеко то время, когда мы сможем в громадных лабораториях по заказу производить солнечное тепло и свет. Это следующее «яблоко», которое человечество сорвет с древа познания, откроет перед ним еще более широкие горизонты. Оно позволит совершить качественно новый скачок в энергетике. Мы сможем искусственно создавать организмы, которые будут перерабатывать солнечную энергию гораздо эффективнее и целенаправленнее, чем это делают современные растения. И, может статься, наши правнуки будут разъезжать на машинах, движимых солнечным топливом — метаном, вырабатываемым на обширных плантациях водных растений, которые будут совсем иными, чем сегодняшние, отнимающие у воды кислород.

Нетрадиционные запасы энергии матери-Земли громадны. Они не являются абсолютно неисчерпаемыми, но по меркам нашей цивилизации их смело можно так назвать. И, как всегда и во всем, от творческой мысли и труда человека будет зависеть, скоро ли станут служить ему эти источники и будут ли они более эффективными, чем хорошо знакомые ископаемые топлива. Эти источники — без дыма, ядовитых выбросов и отходов; они не требуют тяжелой работы в подземных шахтах. А именно об этом и о неуклонном повышении качественных сторон нашей жизни, о гармоничном развитии человечества и идет речь в этой «книге.

Мы уже упоминали, что первый известный в истории случай отравления человека загрязненным воздухом относится к 79 г. до н. э. В письме к римскому историку Тациту Плиний-младший писал, как при извержении Везувия задохнулся его дядя, Плиний-старший. Но люди начали страдать от продуктов горения — газов, копоти и дыма — гораздо раньше. Ведь человек пользуется огнем уже около 500 тыс. лет, и, надо думать, столько же времени он страдает от твердых и газообразных продуктов несовершенного сжигания дерева, угля или мазута и природного газа.

Становясь от столетия к столетию мудрее, человек стал бороться и с отрицательными последствиями горения. Уже в XVIII в. Абрагам Дерби из Колбрукдейла (Англия) пришел к мысли, что уголь перед сжиганием нужно прокалить. Таким образом, применив сравнительно простую технологию, он выгнал из него часть дыма и копоти. А полученный продукт — кокс — с тех пор дает людям больше тепла и меньше загрязнителей. Однако стремление человека к познанию не имеет границ. Именно этой безграничности познания мы обязаны тем, что сегодня все больше «кормим» тепловые электростанции, металлургические заводы, химические комбинаты и транспорт не углем и коксом, а мазутом и природным газом.

Путь человечества от примитивного сжигания дерева и угля к сложному окислению высококалорийных веществ из топливных смесей, увы, не был отмечен одними успехами. В 1930 г. от сернистых газов — иного природного происхождения, чем те, что погубили Плиния-старшего, — в долине Маас в Бельгии погибло сразу 60 человек. Меньше чем через 20 лет те же газы в промышленной агломерации Донор (США) унесли 70 человеческих жизней. Но дань прогрессу платили не только жители этих двух стран. И Лондон в прошлом был известен как город убийственных смогов.

Удары природы заставили человека опомниться. Не только чувство самосохранения, но и разум приказывали ему бороться с дымом и ядом самым действенным оружием, какое дала нам природа, — силой науки!

Все учебники химии объясняют процесс горения как «…комплекс явлений, возникающих при соединении сжигаемого вещества кислородом». И еще со школьных лет мы знаем, что если сжигать, например, углерод, то процессы горения или окисления произведут, с одной стороны, определенное количество твердых и газообразных веществ, а с другой — определенное количество тепловой энергий. Обозначим эту энергию, например, буквой Q. Величина Q при сжигании природных топлив не очень высока. Для" производства 1 кВт-ч электроэнергии нужно сжечь в тепловой электростанции больше 0,5 кг угля. Однако, сжигая 0,5 кг угля, мы произведем свыше 1,5 кг газов, золы и токсичных веществ.

На малую экономическую эффективность сжигания угля, нефти и природного газа химики и экономисты уже давно обратили внимание. Ведь пригодное для химической промышленности топливо является очень ценным сырьем! Но лишь современные совместные работы химиков, врачей, энергетиков и других специалистов вскрыли и иные противоречия. Только задумайтесь: постоянно растущая потребность в электричестве заставляет нас расширять сеть тепловых электростанций в три раза более быстрыми темпами, чем увеличивается само человечество! Учитывая высокую концентрацию вредных веществ, образующихся при сжигании природных топлив, мы вынуждены одновременно строить все более дорогое оборудование для защиты здоровья человека и природы.

А ведь к человечеству в дверь стучится не только эта проблема. Специалисты ООН подсчитали, что если мировая потребность в энергии будет и дальше расти такими темпами, как до сих пор, то мы исчерпаем запасы угля через 300, а нефти через неполные 70 лет! Но безрадостные перспективы не обескуражили человека, а заставили задуматься.

В конце прошлого века человечество открыло для себя многие ранее не известные явления природы, в том числе и то, что ядра атомов многих элементов (например, калия, свинца, урана, ртути) распадаются сами по себе. При распаде возникают новые нестабильные ядра, а также определенная радиация. Нестабильные радиоактивные вещества испускают невидимые, но очень активные субатомные частицы — нейтроны, протоны, позитроны и т. д., которые в наэлектризованном пространстве рассеиваются, собираются и даже изменяются. Все это происходит при одновременном высвобождении энергии, которая до сих пор удерживала ядро.

Между ядром и обращающимися вокруг него электронами должно удерживаться электромагнитное равновесие. Поэтому вокруг положительно заряженного ядра водорода вращается один электрон, а 92 протона в ядре урана удерживают 92 электрона. И именно из-за этого количества субатомных частиц в ядре и вокруг него у атома урана мы считаем уран самым тяжелым естественным элементом. Водород же — самый легкий элемент.