Виток спирали

При облучении урана нейтронами происходят разные процессы — потому разные, что обычный уран, содержащийся в природных минералах, это, собственно говоря, не один уран, а три разных урана, три изотопа. Одного изотопа, с атомным весом 234, так мало, что его можно вообще не принимать в расчет. Другого, с атомным весом 235, гораздо больше. Именно его атомы, поймав нейтрон, тут же делились пополам, выбрасывая два новых нейтрона. Но урана-235 в общей массе природного урана все же менее одной сотой части. А почти все остальное приходится на третий изотоп, с атомным весом 238. Когда нейтроны из урана-235 попадают в ядра урана-238, его ядро, увеличившись на один нейтрон, тут же выбрасывает электрон. Тем самым оно увеличивает на единицу и свою массу, и свой заряд, и вместо элемента № 92 с массой 238 получается элемент № 93 с массой 239 — изотоп нептуния.

Но поскольку природа предпочитает четные числа, такое ядро особенно живучим быть не может. И действительно, уже через полчаса каждое второе ядро нептуния-239 исторгает электрон и таким образом увеличивает свой заряд еще на единицу и становится изотопом элемента № 94, плутония. Хотя массовое число у такого ядра продолжает оставаться нечетным — 239! — все же 94 протона придают ему большую надежность, и такие ядра живут более двух суток. А по истечении этого срока каждое второе ядро плутония-239 самопроизвольно разрывается на две части, подобно ядру урана-235, но при этом может высвободить уже не два новых нейтрона, а три!

Если загрузить в ядерный реактор природный уран, обогащенный ураном-235, то в реакторе начнет довольно быстро накапливаться плутоний.

Этот плутоний и служит основным ядерным горючим для атомных электростанций. По некоторым подсчетам, к двухтысячному году плутоний будет давать половину всего электричества на Земле. Существует даже предположение, что следующий за нашим железным веком исторический период получит название плутониевого века. Вполне возможно.

Однако и само по себе сотворение плутония уже означает великую практическую победу новой алхимии. По сравнению с ней "Дело Солнца" показалось бы, вероятно, даже Роджеру Бэкону и Джеймсу Прайсу процедурой, не достойной серьезного внимания.

И все же интересно, как выглядит это "Дело" сегодня, когда наука ушла от эпохи философского камни на целый виток спирали? Существуют ли современные реценты изготовления золота, отстоящие столь же далеко от прописей доктора Айриша или Иоанна Исаака Голланда?

Современные рецепты

Из ртути и серы

Начнем с рецепта, который в качестве исходных использует материалы, применявшиеся алхимиками.

"В менделеевской таблице ртуть идет сразу за полотом порядковый номер полота 79, а ртути 80. Массовое число единственного стабильного изотопа колота равно 107, а природная ртуть состоит из семи изотопов с массовыми числами 196, 198–202 и 204.

Допустим, "матерью" будет второй по распространенности изотоп ртути Нg-200. Нужно как-то уменьшить заряд ядра ртути на единицу, а массовое число на три, тогда и получится золото.

Обстреляем ртуть ускоренными ядрами "отца" — серы. Возможно, что какие-то из ядер серы отнимут протон и два нейтрона из ядра ртути и тем самым решат поставленную задачу. Вероятность такого взаимодействия очень мала и, кроме того, ядра серы и ртути смогут соприкоснуться только в том случае, если ядра-снаряды будут разогнаны до 30 000 км/сек. Если скорость их будет меньше, то электростатические силы отталкивания не позволят одноименно заряженным ядрам сблизиться настолько, чтобы мог произойти подхват нуклонов из ядра ртути.

Такие быстрые ядра можно получать на современных ускорителях тяжелых ионов, но, конечно, в ограниченных масштабах: тысячетонный циклотрон, построенный по последнему слову техники, за год работы ускорил бы всего около 10 миллиграммов попов серы…

В ядерных реакциях ртуть + сора только один ион-снаряд из миллиардов превращает ядро ртути в ядро атома золота. Все остальные ядра серы будут потрачены на побочные реакции. В итоге, для того чтобы получить этим способом один грамм золота, нужно ускорить тысячу тони серы… Энергия тысячи тонн вещества, ускоренного до 30 000 км/сек, составит примерно 10¹⁴ квт. ч. Эта величина — одного порядка с энергией, необходимой человечеству на ближайшие десять лет, и, чтобы расплатиться за нее, не хватит всего золота мира!

Золотой запас всего мира — 50 000 тонн. Если брать за киловатт-час по копейке (по расценкам Мосэнерго 1 квт. ч стоит 4 копейки), то 10¹⁴ квт. ч будут стоить 10¹² рублей, то есть примерно миллион тонн золота".

Этот и следующие рецепты взяты у Владислава Ивановича Кузнецова, участника работ по синтезу элемента № 104 — курчатовия.

Из ртути и водорода

Здесь уже явное отклонение от классических теорий алхимиков — нет сульфура. Впрочем, и "Се рецепт" Голланда грешил тем же недостатком. Итак…