Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка

Сиборга захватили открытия, сделанные в этой новой научной области, расположенной на границе физики и химии. Теперь можно было превращать химические элементы один в другой, и могущественные радиационные лаборатории владели ключом к названному волшебству. Как только у него возникла такая возможность, Сиборг начал проводить собственные радиационные эксперименты. Еще будучи студентом-старшекурсником в Калифорнийском университете в Беркли, он занялся бомбардировками теллурия атомами и нейтронами дейтерия с тем, чтобы превратить его в тяжелый изотоп йода, радиоактивное присутствие которого можно легко отследить и благодаря этому его можно использовать для контроля функции щитовидной железы. В дальнейшем научатся локализовывать опухоли с помощью использования счетчика Гейгера, который регистрирует места наиболее высокой концентрации йода. Работать с теллурием крайне неприятно – его соединение с водородом похоже на сероводород и обладает таким же отвратительным запахом тухлых яиц, только гораздо более сильным. Позднее Сиборгу удалось передать исследования теллурия одному из своих студентов, которому было очень трудно отделаться от преследовавшей его вони. Даже по прошествии нескольких дней можно было с уверенностью сказать, какими книгами он пользовался, благодаря тошнотворному запаху, от них исходящему.

Сиборг вовсе не собирался на этом завершать работу по превращению химических элементов. Он понял, что предел у количества элементов только кажущийся. Так называемые сильные ядерные взаимодействия, которые связывают нейтроны и протоны, образуя ядро атома, действительно сильны лишь на очень небольших расстояниях. В более крупных атомных ядрах взаимоотталкивание положительных электрических зарядов протонов становится значительно более важным фактором. «В какой-то момент обе силы могут сравняться. До сих пор никому не приходила в голову мысль, что в этом, возможно, и заключается главная причина того, что мы не нашли в природе ни одного элемента с числом протонов большим, чем у урана-92», – писал Сиборг в воспоминаниях.

Из подобных рассуждений напрашивался вывод: бомбардировать уран частицами и посмотреть, не застрянет ли в нем какая-нибудь. К началу 1939 г. появились и другие причины для таких исследований. Мир поспешно вооружался, готовясь к новой большой войне. Известия об успешном делении атома пришли из нацистского Берлина. Отто Ган бомбардировал атомы урана нейтронами и обнаружил, что от него отделяются не только мелкие частицы, как и в процессе естественного радиоактивного распада, но целые атомы раскалываются надвое. Он был поражен и растерян, обнаружив среди продуктов реакции барий с атомным весом чуть более половины атомного веса урана. Его растерянность прошла, когда работавшая вместе с ним в течение долгого времени физик еврейского происхождения Лиза Мейтнер (вместе с которой он открыл элемент протактиний в 1918 г. и которая в тот момент находилась в эмиграции в Швеции) сообщила о своих расчетах, подтвердивших объективность полученных им данных. Она также обратила внимание на то, что тяжелый уран, атомы которого содержали больше обычного числа нейтронов, должны распадаться на атомы менее крупных элементов, высвобождая при этом значительные объемы энергии. Коллега Сиборга Эд Макмиллан вскоре сделал сходные наблюдения и пришел к выводу, что не все атомы урана распадаются таким же образом и некоторые из них могут просто поглощать нейтроны. А если так, то их можно превратить в атомы нового элемента с номером 93.

Упомянутое предположение вскоре подтвердилось, а сообщение об открытии было опубликовано в 1940 г. К тому времени Европа находилась в состоянии войны, и публикация в открытой печати потенциально стратегической информации вызвала ярость в Британии. Единственным, что сохранялось в секрете, было название нового элемента. Макмиллан решил назвать его нептунием, последовав примеру с ураном, даже несмотря на то, что планета Нептун на тот момент была известна уже почти целое столетие. Однако информация о названии нового элемента хранилась в секрете до окончания войны.