Проклятые вопросы

Сектор мощных лазеров. Здесь все крупномасштабно — и сами лазеры, и вспомогательные устройства. Лазеры установлены на массивных металлических столах, тянущихся вдоль длинных комнат. Их окружают выпрямители, блоки питания, жгуты электрических проводов, внушительные системы охлаждения. Оптические зеркала и призмы корректируют, направляют лазерный луч. В углу лаборатории вижу резиновые калоши на Гулливера — с высоким напряжением работать небезопасно. На рабочих столах — непременно защитные очки.

Многие мощные лазеры, созданные здесь, уже работают на заводах. Они сваривают металлы, которые обычным способом не свариваются, например титан и нержавеющие стали. Режут, штампуют, плавят массивные металлические детали, с искусством виртуозов обрабатывают миниатюрные часовые механизмы. Как рассказывает долгие годы заведовавший одним из секторов мощных лазеров, ректор Московского физико-технического института профессор Н. В. Карлов, лаборатория даже занималась раскроем рулонных материалов. Раскрой их лазерным лучом оказался экономически выгодным. Это делается в непрерывном потоке, по точно рассчитанной программе.

— Создание лазеров для промышленности — основная задача отдела, — говорил Карлов, — но не единственная. Александр Михайлович Прохоров поставил перед нами новую, сложную и пока никем до конца не решенную проблему. Как вы знаете, молекулы веществ колеблются. Частоты колебаний разных молекул различны. Возникла мысль: нельзя ли, раскачав молекулы лазером, разорвать в них внутренние связи и заставить осколки молекул вступить в новые, недоступные обычной химии соединения? Мы реализовали эту идею и осуществили трудную реакцию соединения бора с водородом, получили так называемые высшие бораны. Рождается новая наука — лазерная фотохимия, она поможет получать сверхчистые химические соединения, в том числе избранного изотопического состава. Например, тяжелую воду без малейшей примеси обычной воды. Это будет переворот в промышленности будущего. Задача трудная, она еще в начальной стадии созревания, но в нее вовлечены немалые силы.

Карлов за свою научную жизнь выполнил много работ, ставших основополагающими в радиоастрономии и радиоспектроскопии. В Крымской астрофизической обсерватории он занимался повышением чувствительности космических радиоприемников. Когда родились молекулярные генераторы, включился в мазерный проект.

Карлов назвал свои три мечты.

— Мне хочется иметь в своих руках лазерный импульс, — говорит он, — очень большой мощности и посмотреть эффект его взаимодействия с веществом. Это — раз! Мне хочется осуществить управляемую лазерным лучом экзотическую химическую реакцию, которая никем никогда не была осуществлена. Два! Мне хочется получить ясность в вопросе лазерного разделения изотопов. Это — три!

Три мечты, и каждая — не просто этап в планомерном развитии традиционной области исследований, а скачок в область, где действуют еще неведомые людям законы… И каждая — фактически уже не мечта, а повседневная работа. Карлов показал установку, где вместе с сотрудниками осуществил разделение изотопов редкоземельного элемента европия. Европий загружается в тугоплавкий тигель. Нагревается до тысячи градусов. Раскаленный газ поступает в стальную камеру — через стеклянное окошко видно оранжевое облачко. Это смесь атомов европия. До рождения понятия «изотоп» эти атомы считались абсолютно идентичными в своем физическом и химическом проявлениях. Но сегодня физики так уже не думают. Они знают: эта идентичность кажущаяся. На самом деле атомы европия бывают двух сортов, двух изотопических составов, чуть-чуть различающихся атомным весом: европий-151 и европий-153.

Разделить их между собой — задача неимоверной трудности. Атомы — не предметы, которые отличаются по виду или цвету. Их можно попытаться разделить каким-нибудь косвенным путем — скажем, придумать реакцию, в которой эти два вида атомов будут вести себя по-разному. Но в известных физических и химических экспериментах изотопы ведут себя одинаково. Трудноразделимы не только изотопы европия, но и других элементов, можно сказать, это свойство всех изотопов.

Многие элементы Периодической таблицы Менделеева обладают двумя, или несколькими, или даже целым «букетом» изотопов. И хоть атомы-близнецы так похожи друг на друга, что их трудно отличить, каждый изотоп обладает уникальными качествами, которыми не обладает другой.

Химически чистые изотопы сделали возможным реализацию многих ранее недоступных технологических процессов. Например, использование в атомной энергетике титана-50 намного увеличивает срок службы реакторов. Часто чистый изотоп применяется исследователями кик индикатор. Например, химики осуществляют контроль за течением некоторых химических реакций в промышленных установках с помощью введения в процесс радиоактивного изотопа. Агробиологи используют изотопы, чтобы следить за тем, как растения усваивают удобрения.