Свет невидимого

Написать число в виде десятки в какой-то там степени легко. Представить же, что такое 10¹⁴, даже если назвать это число: сто тысяч миллиардов — человеческому воображению, даже самому буйному, по-видимому, не под силу. Поэтому попробуем сопоставить скорости распада на языке экспериментаторов. Минимальное количество распадов атомов в одну минуту, которое можно уверенно зафиксировать с помощью обычных приборов для измерения радиоактивности, составляет 10. Так вот, такое количество распадов в минуту будет давать… пять тысячных от одной миллиардной доли грамма радия, или 5·10^-12 грамма. И снова получилось число, недоступное человеческому воображению, на этот раз уже по причине своей мизерности. Но зато для того, чтобы уловить 10 распадов в минуту радиоактивного изотопа олова, надо будет взять металла уже вполне реальное количество — 10 килограммов.

Казалось бы, достаточно просто — бери брусок олова и измеряй его радиоактивность. Да, но попробуйте это сделать. Попробуйте, если все вокруг — и материал, из которого сделаны измерительные приборы, и сосуд, в который помещен образец, и воздух, да и сам экспериментатор — все вокруг содержит радиоактивные элементы. Их радиоактивность в сотни тысяч, в миллионы раз превышает «жалкие» десятки распадов радиоактивного олова: разве уловишь слабый писк комара в вое ураганного ветра?!

Но ведь олово распадается еще и не так медленно. Вот свинец в сравнении — в сравнении! — с оловом и впрямь тихоход. Для того, чтобы зафиксировать радиоактивный распад все того же десятка атомов, следовало бы взять… побольше миллиарда миллиардов тонн свинца — количество, какое не набрать, если бы наскрести свинец со всех планет Солнечной системы, прихватив еще пару-другую ближайших звезд.

Вот почему не приходится удивляться, что радиоактивные свойства были вначале открыты лишь у тех элементов, которые распадаются с большой скоростью. И лишь затем, по мере усовершенствования методов измерения радиоактивности, круг известных нам естественных радиоактивных элементов стал расширяться. И если он сейчас еще и не охватил всю систему Менделеева, то в недалеком будущем займет ее всю. Всю без остатка.

Так наука пришла к выводу о всеобщей радиоактивности химических элементов. Мало какие из научных концепций имели и имеют столь важное мировоззренческое значение. Оказывается, во Вселенной идет непрекращающееся превращение одних элементов в другие. Более громоздкие элементы превращаются в менее громоздкие — с меньшими порядковыми номерами, с меньшей атомной массой. Идет этот процесс непрерывно и безостановочно.

Пусть сегодня мы еще подразделяем все элементы по радиоактивным свойствам на две группы: элементы с четко выраженной радиоактивностью (сюда относятся элементы, замыкающие Периодическую систему) и все прочие. Но деление это условно и грешит значительной долей традиционности. В самом деле, вчера четко выраженной считалась радиоактивность лишь у радия, урана и тория. Сегодня, на наших глазах, свершился переход из второй группы в первую — калия и рубидия. А завтра, с усовершенствованием методов измерения радиоактивности, можно будет четко регистрировать излучение и у всех остальных химических элементов. Деление элементов на радиоактивные и нерадиоактивные будет вообще забыто.

А природа не разграничивала эти элементы никогда. Для нее они все — братья, одинаковые по правам и по поведению. Для Вселенной периоды полураспада в миллиард и в миллиард миллиардов лет одинаково много и одинаково мало. Потому что масштабы жизни Вселенной свои, несоизмеримые с масштабами времени жизни человека.

У Вселенной свои часы, уравнивающие неустойчивый уран и почти неизменный, опять с нашей точки зрения, свинец.

Итак, атомы химических элементов непрерывно изменяются. Идет превращение одних ядер в другие. Идет процесс развития и изменения в неживой, неорганической природе. И этот факт — лучшее подтверждение основных положений диалектического материализма, неизбежности развития материи в любой форме ее организации, о неизбежности развития как самом условии существования материи.

В данном случае вся загвоздка заключалась в том, что…

…при делении атомной массы элемента висмута, равной 209, на 4 в остатке остается 1.

Ох, и хлебнули горя с этой единицей! Ученые ничего не имели бы против, если бы в результате указанной математической манипуляции в остатке было 2. 3 их тоже устроило бы. Они возликовали, если бы величина атомной массы висмута делилась на 4 без остатка. Но единица, проклятая единица, сколько крови попортила она физикам и химикам!

Конечно, необходимо пояснить, зачем понадобилась вся эта арифметика и о чем она говорила ученым.

Если вопросы, которые стоят сегодня перед исследователями Луны и планет Солнечной системы, расставить, так сказать, по ранжиру — по степени их актуальности, — то первым, вне сомнений, будет… нет, отнюдь не пресловутый «Есть ли жизнь на Марсе?». Сегодня, к сожалению, конечно к сожалению, стало очевидным, что ни на Марсе, ни на Венере и тем более на других планетах Солнечной системы жизнь даже в простейших формах не существует.

Самая главная проблема, которая нынче стоит перед космохимиками (появилась уже такая специальность!), — химический состав далеких миров. Чтобы получить ответ на этот вопрос, и посылаются космические автоматы на Луну, Венеру и Марс, ради этого экспедиции, высаживаясь на Луну, прежде всего приступали к сбору образцов лунных пород.

Нет, новых химических элементов в этих образцах не нашли, да и не предполагали отыскать. Но вот атомной массой элементов, входящих в состав лунных, венерианских и марсианских пород, интересовались, и весьма сильно. И уж совсем жгучий интерес вызывала атомная масса тяжелых элементов: таллия, свинца, висмута — последних устойчивых элементов из числа тех, что замыкают Менделеевскую таблицу. За висмутом следуют элементы, которые не имеют ни одного стабильного изотопа, а распадаются с большей или меньшей скоростью.

Радиоактивные элементы, замыкающие Периодическую систему, испускают три вида радиоактивных лучей: альфа, бета и гамма. Альфа-частицы — это ядра атомов гелия, бета-частицы — электроны, гамма-лучи — излучение, подобное рентгеновому, только с иной длиной волны. Впрочем, я начинаю пересказывать школьный учебник физики, где об этом написано подробнее и обстоятельнее.

Очевидно, что при радиоактивном распаде масса ядра изменяется лишь в случае выбрасывания альфа-частиц; бета-частица обладает такой ничтожной массой, что уход ее из ядра практически не сказывается на его массе. Вот почему если при радиоактивном распаде изменяется масса ядра, то всегда на одну и ту же величину: 4 единицы атомной массы — именно такова масса альфа-частицы, выраженная в атомных единицах.

Теперь понятно, что если какой-то радиоактивный изотоп имеет атомную массу, которая без остатка делится на 4, то и все продукты его распада также будут без остатка делиться на 4. Если же изотоп при делении на 4 дает в остатке, скажем, 3, то эта тройка неизбежно будет «сидеть» в остатке при делении на 4 атомной массы всех продуктов радиоактивного распада этого элемента.

Вот вам и отличительная классификация радиоактивных элементов: элементы, которые делятся на 4 без остатка, которые при делении на 4 дают в остатке 1, 2 и, наконец, 3. Всего четыре семейства.