Светящийся след

Мухаммад Сайфуллин, к. м. н., доцент кафедры инфекционных болезней РНИМУ им. Н.И. Пирогова

Золото из ртути

Алхимия не входит в список школьных предметов, по ней нет ЕГЭ, а имя Джабира ибн Хайана – человека, впервые предположившего возможность превращения ртути в золото, – мало кому что-то скажет. А между тем мудрец, живший за 1000 лет до открытия Д.И. Менделеевым периодического закона, знал, что между жидким ядовитым металлом и желтым драгоценным есть связь. Идея была радостно подхвачена, и еще сотни лет коллеги суфия безуспешно ставили опыт за опытом. Конечно же, далеко не всегда только с научной целью. 

Мечты алхимиков были воплощены в жизнь спустя более чем тысячу лет группой американских ученых. Для этого понадобилось совсем немного – открытие структуры ядра атома. Химические свойства любого элемента определяются количеством протонов и, соответственно, зарядом его ядра, равным количеству электронов вокруг него.  К примеру, заряд ядра алюминия всегда равен 13. Альфа-частицы, испускаемые ядром полония, превращают попавшийся на их пути алюминий в радиоактивный изотоп фосфора, продолжающий излучать уже в отсутствие источника альфа-частиц. А что же происходит с полонием? Теряя два протона, он, в свою очередь, превращается в свинец. 

Первые опыты приводили к появлению неустойчивых радиоактивных изотопов, которые, как в сказке про золотую антилопу, вскоре превращались если не в черепки, то обратно в ртуть. Потребовалось еще несколько лет и создание ядерного реактора, чтобы в 1947 году из 100 мг изотопа ртути получилось 35 мкг стабильного золота. Журналисты быстро подали открытие как возможность легко озолотиться. Стоимость драгметалла на биржах резко упала. И только объяснение ученых, что добыча золота в реакторе значительно дороже его стоимости, стабилизировало ситуацию. А опыт с облучением алюминия в 30-х годах провела Ирен Жолио-Кюри, дочь Марии Склодовской-Кюри, чью историю мы публиковали в прошлом году. 

Излучение – не помеха

Действие радиации Ирен Кюри ощутила еще до рождения, когда ее мать денно и нощно работала в лаборатории с радием. Тем не менее лучевая нагрузка не помешала Ирен родиться крепкой и здоровой девочкой. Ввиду занятости родителей малышку воспитывает дед, Эжен Кюри. Будучи врачом по профессии и социалистом по убеждениям, дед не только нянчится с девочкой, но и прививает ей тягу к естественным наукам, а заодно и социалистические политические взгляды. В 1911 году 12-летняя Ирен станет свидетелем вручения матери премии – второй за 8 лет. Еще через четыре года Франция, как и вся Европа, увязнет в войне. Мария Кюри организует мобильные рентгенологические лаборатории, сама будет водить грузовую машину и обучит азам рентгенодиагностики военных медиков. Ирен будет ее правой рукой, а с 17 лет станет руководителем одной из передвижных установок.

Спустя 24 года сама Ирен Жолио-Кюри выйдет на сцену для награждения. Три премии в одной семье – такого в истории науки не было и, скорее всего, больше не будет.

Светящийся алюминий

1930-е годы, расцвет ядерной физики. Резерфорд, Ферми, Бор с каждой опубликованной работой увековечивают себя в истории. В Институте радия кипит работа. Ирен и ее муж Фредерик Жолио проводят совместные опыты до поздней ночи. Альфа-лучи полония направляются поочередно на различные материалы: бор, бериллий, алюминий. Тяжелые альфа-частицы выбивают нейтроны из ядер, которые, вылетая, оставляют видимый трек в камере Вильсона. Но насколько зависит активность ядра алюминия от альфа-частиц? Это можно узнать, лишь убрав источник излучения. Сказано –
сделано. Камера с полонием закрыта наглухо. Но в камере Вильсона продолжается движение. Едва дождавшись утра, Ирен позвала маму. Пожилая женщина поднесла к алюминиевой фольге счетчик Гейгера. Раздалось знакомое потрескивание, означающее одно: алюминий оставался радиоактивным без помощи альфа-частиц полония.

В 1935 году Фредерику и Ирен Жолио-Кюри будет присуждена Нобелевская премия по химии «за выполненный синтез новых радиоактивных элементов».

Упущенные возможности

Но на самом деле ряд работ супружеской пары лег в основу трех других нобелевских открытий. Сперва французские ученые обнаружат явление, принятое за новый тип гамма-излучения. Джеймс Чедвик в Англии повторяет опыт, но объяснение иное – Нобелевская премия 1935 года за открытие нейтрона. Спустя небольшое время Ирен и Фредерик увидят отклонение треков элементарных частиц в камере Вильсона в противоположную электронам сторону. Но правильную трактовку, открыв позитрон, даст американец Андерсон (Нобелевская премия 1936-го). В 1937 году Ирен, облучая нейтронами уран, обнаружит новое вещество, но не даст оценку его происхождению. Отто Ган с группой ученых докажут, что новые элементы – результат расщепления ядра урана (Нобелевская премия 1944 года).

А еще год спустя бомбардировщик с романтическим именем «Энола Гей» взлетит с Марианских островов, чтобы в 8 утра пролететь над Хиросимой и навсегда изменить мир. Известие об атомной бомбардировке Ирен встретит с отчаянием. Пол Тибетс, командир экипажа, проживет до 92 лет до конца уверенным в правоте акции. И даже в 1995 году, к 50-летию события, создаст в штате Техас реконструкцию бомбардировки (само собой, только лишь с макетом «Малыша»). Извиняться перед Японией придется правительству США.

Короткая длинная жизнь

Полученные искусственным путем изотопы различных химических элементов применяются в онкологической практике для диагностики и лучевой терапии злокачественных образований. Три Нобелевские премии на четырех человек достались ценой здоровья. Лишь Мария Склодовская-Кюри дожила до 66 лет. Фредерик и Ирен Жолио-Кюри не дожили и до шестидесяти. 

Но разве качество жизни измеряется количеством прожитых лет? Электрон пролетает через камеру Вильсона за стотысячную долю секунды, но след, оставленный им, живет в миллионы раз дольше. Так и мы попадаем на нашу планету, и лишь от нашего выбора зависит, остаться неизвестными или записать в истории свое имя как первооткрывателя, просветителя, гуманиста. Или как командира «Энолы Гей».