От водорода до …?
Шрифт:
Добавка неодима к сверхлегким сплавам магния обеспечивает значительное увеличение их жаропрочности. Прибавки неодима к магниевым сплавам делают их также устойчивыми к морской воде.
Неодимовая соль салициловой кислоты с солью той же кислоты от празеодима под названием «Дималь» нашла себе применение в качестве антисептического средства.
Во имя мира
Несколько лет назад место под № 61 оставалось пустым. Элемент не был найден, несмотря на упорные поиски его в земной коре многими учеными различных стран. Точнее сказать, его много раз «открывали» и столько же раз «закрывали». В истории химии известно немало случаев ошибочных открытий химических элементов, и наибольшая часть их
Впервые следы «неуловимого» были обнаружены в 1938 г. при бомбардировке неодима дейтронами, а 9 лет спустя этот элемент был действительно открыт, а точнее сказать, был искусственно получен в количестве пяти миллионных долей … грамма.
Мифологический герой Прометей похитил с неба огонь от молнии Зевса и, принеся его на землю в тростнике, передал людям. За такое преступление, гласит легенда, верховное божество древних греков — Зевс приковал Прометея к скале и ежедневно посылал орла терзать беспомощного Прометея. В честь Прометея элемент 61 американскими учеными Дж. Маринским и Л. Гленденином, впервые выделившими новый элемент, был назван прометием. Это название, по мнению американских ученых, получивших элемент прометий, должно было не только символизировать мирное применение атомной энергии, но и предостерегать людей «о грозящей опасности наказания стервятником Войны». Люди открыли атомную энергию и не для того, чтобы злобные враги человечества — империалисты использовали ее в военных целях.
Замечательно, что для прометия, так пока и не обнаруженного на Земле, «создано» большое число (14) радиоизотопов, хотя большинство из них недолговечны. Однако изотоп прометия с массовым числом 147 является сравнительно «долгоживущим» (период полураспада 2,7 года) радиоактивным ОВ, образующимся при взрыве атомной бомбы. Любопытно, что этот радиоизотоп сулит стать в практическом отношении одним из наиболее перспективных радиоизотопов всей лантанидной группы элементов.
В атомной батарейке на прометии энергия бета-распада радиоизотопа превращается сначала в световую, а затем в электрическую. Источником света в такой батарейке является тонко измельченная смесь фосфора с окисью прометия-147 (количество последней не превышает 7 мг). Энергия бета-частиц, воспринимаясь фосфором, превращается в энергию инфракрасного излучения, которое, улавливаясь кремниевым фотоэлементом, превращается в электрический ток. Мощность такой прометиевой батарейки достигает 20 мкв при напряжении около одного вольта.
Внешне батарейка имеет вид диска, не превышающего размерами шляпку … канцелярской кнопки! Исключительная миниатюрность батарейки, безотказность ее работы на протяжении ряда лет (до 5), независимость от внешних факторов (температура, давление и т. д.) безгранично расширяют область практического применения прометиевых батарей. Портативные приемники и многообразная аппаратура, начиная с управляемых на расстоянии тяжелых механизмов и кончая миниатюрными слуховыми «трубками» для тугоухих, — вот диапазон, в котором находит применение атомная батарейка на прометии-147.
Естественный прометий в природе не найден! И тем не менее блестящие успехи ядерной физики вновь ставят на повестку дня вопрос о нахождении его в природе.
Теория показывает, что в результате самопроизвольного деления урана образуется прометий-147 в количестве 10–15 г на каждые 100 г урана. Таким образом, урановые руды являются местом, где может находиться естественный прометий.
Возможно образование прометия в природе в качестве продукта радиоактивного распада самария и изотопов неодима — элементов, являющихся ближайшими соседями прометия в периодической системе Д. И. Менделеева. Этот путь образования прометия учеными доказан: прометий-150 получается в результате
Поиски «неуловимого» продолжаются, и очевидно, в ближайшем будущем прометий будет найден на Земле.
Слово знакомого звучания
В этом названии слух улавливает что-то знакомое. Самара! Старое название «столицы волжской крупчатки». Название города на Волге, с которым связаны жизнь и деятельность В. И. Ленина, А. М. Горького и В. В. Куйбышева. В Самаре В. И. Ленин перевел на русский язык «Манифест Коммунистической партии». В Самаре А. М. Горький написал более 30 художественных произведений, в числе которых всем известная «Песня о Соколе». В Самаре под руководством В. В. Куйбышева трудящиеся в дни Великого Октября провозгласили Советскую власть. В честь В. В. Куйбышева, по желанию трудящихся, Самара была переименована в город Куйбышев. К сожалению, не в честь этого славного советского города — центра богатейших нефтяных месторождений, района крупнейшей в мире гидроэлектростанции — назван элемент из семейства лантанидов. История происхождения названия элемента исключительна по своей неожиданности.
В середине прошлого столетия на Алтае и Урале подвизался смотритель горного округа, инженер В. Е. Самарский. Талантами он не отличался, рабочих притеснял, жестоких наказаний не гнушался. Однажды рабочие принесли ему найденный в Ильменских горах неизвестный минерал очень красивого бархатно-черного цвета. Присутствовавший при этом угодливый чиновник предложил назвать минерал самарскитом. Минерал поместили в коллекцию под этим названием. В 1879 г. минерал попал в руки французского химика Лекок-де-Буабодрана. Он нашел в минерале новый элемент и назвал его по имени минерала самарием. Так случайно было увековечено имя Самарского. Сколько в этом несправедливости! Если уж называть элемент именем человека, открывшего минерал, то нужно найти подлинного первооткрывателя-труженика.
В своих соединениях самарий — двухвалентный металл. У него проявлена, правда чрезвычайно слабо, радиоактивность. Он излучает альфа-частицы, переходя в неодим. Из химических элементов с порядковыми номерами до 83 только у самария наблюдается природная альфа-радиоактивность. Источник получения самария — редкоземельные минералы, в которых самарий находится совместно с другими элементами цериевой группы.
Исследованиями последних лет установлено, что в некоторых районах самарий содержится в гранитах, к тому же в заметных количествах. В среднем каждая тонна гранита содержит 17,3 г самария.
Стекло, содержащее окись самария, поглощает нейтроны. Уже одно это делает самарий ценнейшим материалом атомной техники (прозрачные блоки в защите атомного реактора).
Соединения самария применяются в качестве добавки (активатора) к материалу люминофоров, — дающих одиночные вспышки. На грамм основного материала добавляют от одной тысячной до одной стотысячной доли грамма активатора. Подобные люминофоры используются при исследованиях инфракрасного излучения в астрономии, для обнаружения вредного радиоактивного излучения в ядерных лабораториях и т. д. В некоторых случаях все устройство имеет вид перстня.
Не исключается возможность применения самария и его сплавов для изготовления регулирующих стержней в ядерных реакторах.
Как известно, управление ядерным котлом (реактором) осуществляется с помощью стержней из кадмия или бористой стали (кадмий и бор жадно поглощают нейтроны). Такие стержни, находясь в реакторе, поглощают нейтроны, уменьшая число делений атомов урана. Изменяя глубину погружения поглощающего стержня в реактор, можно регулировать работу атомного котла.
Величина поглощения нейтронов каким-либо материалом определяется так называемым поперечным сечением радиационного захвата. Под ним понимают сечение сферы, описанной вокруг ядра, попав в которую, нейтрон может быть захвачен. Таким образом, ядру приписывается эффективная площадь мишени. Площадь сечения, равную 1 · 10–24 см2, называют «барн», очевидно, чем она больше, тем выше способность к захвату нейтронов. У самария величина поперечного захвата составляет 6500 барн и превосходит значения ее для кадмия (2500 барн) и бора (3000 барн).