Можно ли сделать золото? Мошенники, обманщики и ученые в истории химических элементов

Дж. Дж. Томсон из Кембриджского университета (Великобритания), первая величина в физике, в 1897 году смог доказать, что катодные лучи состоят из бесчисленного множества маленьких отрицательно заряженных частичек. Позднее за ними закрепилось название электроны. Томсон установил, что эти заряженные частички движутся с огромной скоростью. Больше всего поразил тот факт, что масса электрона примерно в две тысячи раз меньше массы самого легкого атома -- водорода. До этого времени полагали, что атом является мельчайшим кирпичиком материи. Ученым недостаточно было открыть магические Х-лучи. Они старательно искали другие невидимые лучи, которые исследователи до той поры еще не смогли заметить. В Париже физик Анри Беккерель работал с препаратами урана. На них он думал изучить флуоресценцию солей урана после их облучения светом; Беккерель стремился ответить на вопрос, не является ли флуоресценция тоже новым видом излучения. Однако случайное открытие дало совершенно иное направление его исследованиям.

Свой решающий эксперимент французский ученый назначил на 1 марта 1896 года. Для большей достоверности он предварительно проявил одну из фотопластинок, которые лежали в ящике вместе с солью урана. Беккерель был поражен, когда увидел, что уже на верхней пластинке было явное почернение, как раз на том месте, где лежал препарат урана. Откуда такое "засвечивание"? В ящике было абсолютно темно. Можно было найти только одно объяснение: фотопластинка почернела от излучения соли урана; очевидно, такое излучение должно наблюдаться и без предварительного освещения соли. На следующий же день физик ознакомил со своим удивительным открытием Парижскую академию наук. В качестве доказательства он представил одну из своих "радиографий".

Вскоре подтвердилось, что и металлический уран обнаруживает такой "радиографический эффект". Эти новые лучи, которые назвали rayons de Becquerel[50] или rayons uraniques[51] были, следовательно, характерной особенностью атомов элемента урана. Их можно было отличить по сильному ионизирующему воздействию: золотые листочки электроскопа, приподнявшиеся после заряжения, быстро опадают, если окружающий воздух ионизировать лучами, то есть сделать его электрически проводимыми. Для такого характерного излучения введено было понятие "радиоактивность".

Через два года после открытия Беккереля, в апреле 1898 года, его ученица Мария Складовская-Кюри доложила Парижской академии наук, что радиоактивным является не только уран, но и второй тяжелый элемент -- тории; он тоже испускает эти таинственные лучи. Затем мадам Кюри сделала еще более значительное открытие: природные минералы, содержащие уран, например урановая смоляная руда, существенно более радиоактивны, чем можно было ожидать, исходя из содержания в них урана. Предположение Марии Кюри, что в этих минералах должен содержаться еще более радиоактивный элемент, было блестяще подтверждено. Совместно со своим супругом, Пьером Кюри, в 1898 году ей удалось физико-химическим путем обнаружить два новых химических элемента, только на основе их различной радиоактивности. Оба элемента во много раз превосходили уран по интенсивности излучения. Супруги Кюри назвали эти элементы полоний -- в честь родины исследовательницы, Польши -- и радий. Через год французский химик Дебьерн смог обнаружить еще один радиоактивный элемент в остатках от переработки урановой смолки[52] -- актиний.

Таким образом, с помощью характеристического радиоактивного излучения были открыты три новых химических элемента, для которых надлежало найти место в какой-либо из пустых клеток периодической системы. Правда, предполагали, что вследствие их способности к излучению, они должны быть соседями урана, то есть столь долго разыскиваемыми тяжелыми металлами. Однако химики располагали лишь незначительными следами этих веществ; пока новые элементы не были получены в весомых количествах, невозможно было изучить их химические свойства, определить атомную массу и расположить в периодической системе. Прошло все же несколько лет, прежде чем супруги Кюри в результате весьма трудоемкой работы смогли выделить скудных 100 мг соли нового элемента -- радия: для этого им пришлось переработать в целом два вагона отвалов, образовавшихся после извлечения урана из урановой смоляной руды Иоахимсталя. Работая с таким количеством вещества, они наконец смогли определить химические свойства нового элемента.

Смелые теории

Радий начал завораживать мир. Его способность к излучению была во много раз большей, чем у других радиоактивных веществ. Новый элемент, казалось, являлся неиссякаемым источником энергии. Даже спустя длительное время нельзя было заметить уменьшения интенсивности его излучения. В настоящее время мы знаем, что активность радия падает наполовину только по прошествии 1590 лет.