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

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].

Но все получилось, а остальное, как говорится, история. Риковер[109] 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].

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:

2H₂O (жидкость) + 2Na (твердый) →

2Na⁺ + H₂ (газ) + 2OH^— + теплота.

Реакция 2:

2H₂ (газ) + O₂ (газ) →

2H₂O (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.

9 Графитовая долина: информационные технологии в озерном крае XVIII века

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]. 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.