Атомная энергетика — что дальше?

Аджиев М. Э.

И именно этот вывод утвердился в науке, хотя нелепость его, по-моему, более чем очевидна. Процесс образования атмосферных осадков, равно как и перенос атмосферной влаги, — очень сложный процесс.

Как, почему, где, какая вода испарилась? Какие ветры, какого содержания воздух? Словом, десятки причин, сотни условий могут изменить изотопный состав атмосферной воды, и не только изотопный. Вспомним уже приводившийся пример с тритием искусственного происхождения. Или печальные примеры с кислотными дождями, которые теперь уже перестали быть редкостью на огромных территориях планеты. А ведь все это атмосферные осадки конца XX века.

Конечно, осадки влияют на

перенос дейтерия по водоемам, по регионам. Но является ли это влияние определяющим? Где здесь причина и где следствие? Тем более что доля атмосферных осадков в питании рек, например, несравнима с подземными источниками.

К тому же по многолетним наблюдениям установлено, что атмосферная влага — это не есть что-то постоянное, наперед заданное. Вовсе нет. В зависимости от времени суток, от сезона года, от природных условий территории, от ветров и еще от многих, причин атмосферная влага постоянно меняет свой состав. Воздушные массы — словно гигантская химическая лаборатория, где непрерывно идут реакции соединений и распада. Атмосфера буквально кипит, «варится в собственном соку», и понять, описать «рецепты» этой великой варки пока еще никому из ученых не удалось. Как же можно было из этой неполной информации устанавливать зависимость между небесной влагой и распространением тяжелых изотопов?

Одно то, что осадки нестабильны, регулярность их относительная — в какое-то время года они чаще, в какое-то реже, — уже это должно было остановить, заставить задуматься. К тому же бывают ведь и продолжительные засухи, когда осадки долгое время просто отсутствуют, а вода в реках и озерах тем не менее все равно имеет то же содержание дейтерия, что и в сезон дождей. Разве это не повод усомниться в выводах? Хотя, конечно, для некоторых, весьма небольших по площади территорий эти выводы справедливы.

В первую очередь сказанное относится к приморским районам, лежащим в сравнительной близости от океана, с его активным испарением влаги. Вне всяких сомнений, атмосферные осадки будут здесь наиболее богаты тяжелыми изотопами. Тем более что не вызывает сомнений как доказанный факт, что первые капли дождя и вообще первые дожди и снега из недавно образовавшегося облака содержат заметно больше дейтерия, чем остальные.

Подтверждающие это факты зафиксированы в Антарктиде, Гренландии, западных районах Америки. И эти факты не вызывают сомнений. К сомнениям ведет другое — какое все это имеет отношение к образованию дейтерия и его глобальному распределению?

Похоже, что никто из исследователей не заметил скрытого противоречия в утверждении, принятом, по существу, априори. Атмосферные осадки влияют только на распределение дейтерия по водоемам планеты в отдельных регионах, однако они никак не влияют на глобальный процесс образований дейтерия в природе.

Связь между содержанием дейтерия в поверхностных водах и атмосферных осадках, вполне возможно, не более чем исключение из правила, если принять во внимание глобальный процесс образования дейтерия, а также не забывать о своеобразии устройства атмосферного экрана планеты.

Итак, подведем некоторый общий итог сказанному, чтобы продолжить повествование об известном и неизвестном дейтерии.

В природе дейтерия много непознанного. Этот изотоп водорода — очень ценный природный ресурс. Он постоянно образуется на планете из простого водорода, присутствует во всех известных водоемах, поэтому редким называть его все-таки трудно, хотя он и является именно таковым.

Перспективы использования дейтерия в недалеком будущем вряд ли кто осмелится определить сейчас. Это вещество,

входящее в состав обыкновенной воды, может открыть новую страницу химии — дейтериевой химии. Может быть, дейтерий позволит химикам получать новые вещества с самыми неожиданными свойствами. Кто знает? Ведь простой водород химики весьма активно применяют в своих технологиях, опытах. Дейтерий же им пока недоступен для «массового потребления» — он очень дорогой.

А биологи… Разве полностью исследованы биохимические процессы в живых организмах, где присутствуют изотопы водорода? Это тоже, по существу, чистая страница науки, на которой написано разве что несколько букв. Очевидно, что если вода — спутник всего живого, то, видимо, присутствие дейтерия в ней тоже играет какую-то роль в развитии живых организмов.

А может быть, именно этому веществу обязана живая материя своим появлением? А что, если есть новые формы жизни? Возможно? Конечно, возможно. Прогнозы, гипотезы, проекты… Пока же биологи, как и химики, очень мало работают с тяжелой водой. Только избранные, только заслуженные. Слишком дорогой это ресурс, слишком редкий, чтобы быть в каждой лаборатории. Будь его больше в распоряжении исследователей, можно было бы, не экономя на миллиграммах, провести масштабные опыты, позволяющие поставить на повестку дня много новых вопросов, например о биотехнологиях в деле разделения изотопов. Да-да, именно биотехнологиях!

Еще в 1952 году стало известно, что некоторые дрожжи выделяют из тритиевой воды тритий и включают его в свои биохимические процессы. Несколько позже были выявлены водоросли, которые тоже успешно и давно «освоили» технологию изотопного разделения… Как это им удается?

Нет, не потеряли своей актуальности слова, написанные академиком Н. Д. Зелинским еще в 1934 году: «Кто бы мог подумать, что в природе существует еще другая вода, о которой мы до прошлого года ничего не знали, вода, которую в весьма небольшом количестве мы ежедневно вводим в свой организм вместе с питьевой водой. Однако небольшие количества этой новой воды, потребляемые человеком в течение жизни, составляют уже порядок величины, с которым нельзя не считаться».

И далее, развивая свою мысль, ученый продолжал: «В эволюции химических форм в биосфере и литосфере тяжелая вода не может не принимать участия, и вопрос о том, в какой стадии такого эволюционного процесса находится тяжелая вода в нашу эпоху, в стадии накопления ее в природе или в стадии деградации, представляется весьма важным и с точки зрения обмена веществ в живых организмах, в которых вода играет первостепенную роль.

Все живое проводит через свой организм громадные массы обыкновенной воды, а вместе с ней и тяжелую воду; какое же влияние оказывает последняя на жизненные функции организма? Пока это неизвестно, но такое влияние должно быть несомненным».

Изменилось ли что-нибудь в познании природы тяжелой воды за прошедшие полвека? Конечно. Но немного. Новых вопросов появилось куда больше, чем ответов… И все потому же… По-прежнему слишком дефицитен ресурс, очень мало его достается ученым-естественникам.

Наука пока не может ответить на некоторые вопросы. Скажем, такой. Если процесс образования дейтерия протекал на Земле постоянно, то правомерно предположить, что так было и миллион и миллиард лет назад и много раньше. Дейтерий — стабильный изотоп, который, по-видимому, должен накапливаться в природе, по крайней мере его должно становиться все больше. Однако если провести очень приблизительный расчет с максимально возможными «невыгодными» допущениями, то… не сходятся концы с концами.