Путешествие в страну РАИ - Дмитрий Николаевич Трифонов
Значит, нас должны интересовать юрские белемниты, которые особенно процветали 150 миллионов лет назад.
Применение «геологического термометра» показало, что в «юности» эти моллюски жили в более теплой воде, чем «на склоне лет», что они пережили четыре «зимы» и три «лета» и вымерли «зимой». Под «летом» и «зимой» понимаются периоды потепления и похолодания климата. «Термометр» отметил максимальные сезонные изменения температуры на протяжении периода. Они оказались равными примерно шести градусам. Средняя температура в период существования исследованного образца белемнита составляла — +17,6°.
Такая температура была 150 миллионов лет назад!
— Есть о чем задуматься прогнозистам современности! — сказал Илья. — Впрочем, ведь и в современную метеорологию проберутся радиоизотопы. Например, можно будет следить за перемещением воздушных масс, если их «пометить» специальным радиоактивным изотопом.
— Пока нам от этого не легче, — сказал Олег. — Между прочим, не пора ли вставать? Илья, который час?
— Десять минут девятого!
— А по моим без двадцати десять! — заявила Наташа.
— Кому прикажете верить?
— Стоят мои часы! — сказал Илья. — Забыл завести за вчерашними разговорами. Хорошо хоть в группе есть вторые, а то пришлось бы определять время по наитию.
— Куда как удобны электрические стенные часы! — высказался Алеша. — И заводить не надо.
— И наручные часы, которые годами не останавливаются, теперь уже не проблема, — сказал я.
— А где же источник тока? Какой-нибудь сверхаккумулятор?
— Отнюдь. — Илья начинал растапливать печку. — Источник более простой. Атомная батарейка — слышали?
Атомные батарейки
— Я об этом где-то читал, — ответил Сергей. — Насколько помню, принцип действия таков: берется пластинка с радиоактивным изотопом, к ней вплотную прижаты стержни из полупроводниковых материалов. Под действием излучения такая батарейка дает ток.
— Что-то мне не совсем понятен принцип, — сказала Наташа.
— А чего тут не понимать? — удивился Илья. — Олег просто не договорил до конца. Дело вот в чем: два соседних полупроводника образуют термопару. Знаете, что такое термопара?
— Насколько я помню, если спаять концами два различных металла и нагреть спай, то возникает электрический ток, — смущаясь, проговорила Майка.
— Вот-вот! — обрадовался Илья. — Люблю, когда филологи смыслят в технике. Далее вы, наверное, знаете, что при радиоактивном распаде выделяется тепло. Это тепло нагревает внутренние концы стержней, внешние же имеют комнатную температуру. Благодаря разнице в температуре возникает термоэлектричество. В Америке создана такая установка. Размером она не больше поллитровой кружки, весит всего пять килограммов, а дает столько же энергии, сколько мощная батарея из самых лучших современных аккумуляторов, весящая 700 килограммов. В ней применяются радиоактивные изотопы стронций 90 или полоний 210.
— Это да! — восхитился Алеша. — Взять такую батарейку в поход — и свет и тепло на все путешествие. И костра не надо!
— Остановка за малым. Знаешь, сколько стоит такая «карманная электростанция»? Десятки миллионов долларов!
— Дорогая игрушка, — пробурчал Сергей. — Какое же у нее может быть практическое применение? Видимо, превратить атомную энергию непосредственно в электрическую далеко не просто.
— Конечно, до предмета ширпотреба ей далеко. Но эти батарейки можно применять как источники электроэнергии в искусственных спутниках и космических ракетах, где крайне важен выигрыш в весе и объеме.
— Хорошо, — произнесла Наташа. — Ну, а атомная батарейка для часов?
— Тут можно использовать батарейку, работающую по другому принципу, — ответил я.
Наиболее портативная, прямо-таки микробатарейка, работает на энергии бета-распада изотопа прометия 147.
Как же устроена такая батарейка? Окись прометия, содержащая прометий 147, смешивают с самым обыкновенным фосфором. Фосфор поглощает бета-частицы, испускаемые прометием. Энергия радиоактивного излучения превращается в световую; фосфор светится. Это свечение улавливается специальными фотоэлементами, назначение которых превращать световую энергию в электрическую. Прометиевая батарейка миниатюрна. Ее диск имеет размер обычной канцелярской кнопки и толщину около одного миллиметра.
Температура и давление практически не сказываются на работе такой батарейки. Интересно, что при очень низкой температуре (около –100°) она действует даже лучше, чем при комнатной.
Прометиевая батарейка может постоянно производить электроэнергию по крайней мере в течение пяти лет.
— На атомных плитках пища, вероятно, не будет подгорать, — ухмыльнулся Сергей. — А сейчас я чувствую отчетливый запах гари. Как там, Илья, наш завтрак?
Каша действительно подгорела, что, правда, не испортило нам аппетита. Теперь дело за чаем. А это было не просто: снова растапливать снег, без конца подкладывать в печурку дрова и ждать бесконечно терпеливо, когда же, наконец, закипит мутная жидкость в ведре. Дежурному не завидовали. А им был Илья.
— Вот что, друзья, — заявил он. — Чего хотите: чаю или новую порцию изотопов?
— Чаю, — сказал Алеша.
— И того и другого, — пробасил Сергей.
— Или того или другого! — настаивал Илья. — Я думал сейчас рассказать о том, как получают изотопы. О ядерной химии. Совмещать и то и другое не смогу. Сами видите, миллион удовольствий с печкой возиться…
Просто Илье захотелось на сей раз увильнуть от дежурства.
— Не выйдет! — заявил я. — Будешь топить печку и рассказывать. А за снегом, уж так и быть, я сбегаю.
Илья метнул на меня недовольный взгляд.
— Ну, нет! Общество хочет взвалить на меня двойную работу.
— Брось, Илья, торговаться, — вмешался Олег. — Дело мы затеяли нужное, и нечего спорить по пустякам.
Илья протянул мне ведро:
— Ладно, тащи снегу! — и, усевшись около печки, начал: — Классическую химию можно назвать химией электронных оболочек. Знаете почему?
Что такое ядерная химия
Потому что при всех химических процессах происходят изменения в строении внешних электронных оболочек тех атомов, которые принимают участие в химических реакциях. При этом атомы или отдают часть своих электронов и превращаются в положительно заряженные ионы, или приобретают дополнительные электроны; тогда они становятся отрицательными ионами.
Но какой бы заряд ни имел ион данного элемента, он будет только ионом именно этого элемента. Например, в азотной кислоте ион азота имеет заряд +5, в окиси азота +2, в закиси +1, наконец, в аммиаке –3, но во всех этих случаях азот остается азотом. Он лишь выступает, как говорят химики, в разных валентных состояниях.
Следовательно, при химических процессах строение атомного ядра не меняется. Если же каким-нибудь путем удается изменить структуру ядра, то в этом случае следует говорить о ядерных реакциях. Они приводят к образованию различных радиоактивных изотопов. Такие реакции происходят и в природе. Так, образование углерода 14 из азота — ядерная реакция. Превращение радиоактивных элементов друг в друга: урана в торий, тория в радий, радия в радон и т. д. — это тоже ядерные реакции.
Как же удается человеку совершать превращения элементов?
Честь первого
