Л.«8*.  БУЯНОВ
 ЯДРА
 АТО/ЛЬ
 МОЛЕКУЛЫ
 ГОСУДАРСТВЕННОЕ  ИЗДАТЕЛЬСТВО  ЛИТЕРАТУРЫ
В  ОБЛАСТИ  АТОМНОЙ  НАУКИ  И  ТЕХНИКИ
 Москва  1962

К  читателю
 Рукопись  книги  о  ядрах,  атомах  и  молекулах  была
подготовлена  А.  Ф.  Буяновым  еще  несколько  лет  назад.
Издательство  «Молодая  гвардия»  в  1959  г.  выпустило
в  свет  книгу  «Властелины  атомов»,  в  которую  вошла
лишь  третья  часть  подготовленной  автором  рукописи—
о  мире  малых  и  больших  молекул.
 Впоследствии  А.  Ф.  Буянов  обратился  в  Госатомиздат
с  предложением  об  издании  книги  в  первоначальном
виде,  хотя  и  с  существенной  переработкой,  в  том  числе
и  материала  о  молекулах.
 К  сожалению,  А.  Ф.  Буянов  трагически  погиб  и  по¬
этому  подготовка  книги  к  изданию  проходила  без  его
участия.  Название  этой  новой  книге  также  дано  изда¬
тельством.
 Такова  история  создания  предлагаемой  читателю  кни¬
ги  «Ядра,  атомы,  молекулы».
 Научное  редактирование  книги  и  некоторая  ее  пере¬
работка  после  рецензирования  чл.-корр.  АН  СССР
И.  И.  Новиковым  выполнены  Ю.  И.  Корякиным.
 Все  замечания  по  ней  просьба  направлять  в  Госатом¬
издат  по  адресу:  Москва  центр,  ул.  Кирова,  18.

ВВЕДЕНИЕ
 Огромный  космический  корабль,  именуемый  Землею,
безостановочно  несется  по  бесконечным  просторам  Все¬
ленной.  На  борту  этого  корабля  мы  совершаем  путешест¬
вие  в  Космосе.  Немало  нового  открыто  за  многовековое
«плавание»  этого  корабля.
 Земля,  которую  некогда  рассматривали  как  центр
Вселенной,  есть  всего  лишь  одна  из  планет  Солнечной
системы.
 Атом,  который  раньше  считали  неделимым  кирпичиком
мироздания,  оказался  наполненным  движущимися  и  взаи¬
модействующими  частицами.
 Убедившись  в  безграничности  Вселенной  и  раскрыв
сложное  строение  атома,  мы  продолжаем  расширять  свои
познания  окружающего  нас  мира.
 Астрономы  с  помощью  одних  приборов,  направленных
на  огоньки  космических  маяков,  изучают  строение  огром¬
ных  звездных  островов.  Физики  и  химики  с  помощью
других  приборов  изучают  строение  микромиров.
 В  каждом  из  этих  миров  свое  движение,  своя  жизнь,
свои  неисследованные  или  мало  исследованные  области.
Каждый  из  таких  миров  полон  загадок.
 Люди  мечтают  разгадать  эти  загадки.
 Чем  глубже  мы  проникаем  в  мир  атомов  и  молекул,
тем  больше  сил  и  явлений  природы  ставится  на  службу
человека.
 Чем  полнее  мы  познаем  Вселенную,  тем  ближе  к  раз¬
гадке  тех  главных  законов  природы,  по  которым  движутся
планеты,  звездные  системы  и  галактики  в  космическом
океане.
 До  сих  пор,  плавая  на  своем  «корабле»  по  Космосу,
люди  не  могли  спуститься  с  «борта»  этого  корабля  и  выса-
 3

диться  на  «берега»  соседних  планет.  Скоро  это  будет  воз¬
можным.  Химики  работают  над  созданием  новых  материа¬
лов  для  межпланетных  кораблей,  а  физики  предполагают
использовать  в  качестве  движущей  силы  для  этих  кораблей
атомную  энергию.
 Познание  Вселенной  и  атома  только  началось,  а  сколько
уже  нетерпеливых  путешественников  жаждут  поскорее
оставить  свой  небесный  «тихоход»,  чтобы  первыми  ступить
на  землю  соседней  планеты!  Сколько  пытливых  умов
стремится  проникнуть  в  тайники  атомных  и  молекуляр¬
ных  недр,  чтобы  полнее  овладеть  ими!
 Из  атомов  и  их  частиц  построены  пылинки  вГ  горы,
вода  и  воздух,  растения  и  животные,  планеты  и  звезды,
т.  е.  вся  Вселенная.  Химики  воздвигают  из  атомов  все¬
возможные  молекулярные  постройки,  а  вместе  с  физиками
они  научились  перестраивать  и  сами  атомы,  пользуясь
для  этого  атомными  частицами.
 В  целеустремленной  перестройке  неживой  природы
физики  и  химики  выполняют  с  атомами  и  молекулами
всевозможные  качественные  преобразования.  Это  власте¬
лины  атомов.  Познавая  строение  вещества,  они  перестраи¬
вают  его  по  своему  усмотрению.  Их  научные  открытия
все  больше  и  больше  освобождают  человека  от  подчинения
природе,  превращают  его  из  раба  в  господина,  разумно
использующего  силы  природы.
 Проникнув  в  глубины  строения  микромира  —  атома,
ученые  поставили  на  службу  человеку  энергию,  которая
в  миллионы  раз  превышает  энергию,  содержащуюся
в  угле  и  нефти.
 Исследуя  строение  молекул,  ученые  открыли  пути
создания  материалов  с  такими  свойствами,  которыми  не
обладают  природные  материалы.  А  изучение  строения
живой  клетки  дало  им  возможность  охранить  людей  от
множества  болезней,  продлить  человеческую  жизнь.
 Открытия  ученых  как  жемчужины  научного  прогресса
нанизаны  на  одну  прочную  нить  —  нить  общечеловече¬
ского  счастья,  всенародного  благополучия.

Глава  1
 СТРОЕНИЕ  АТОМА
 Изучение  невидимок
 Творения  ученых  бессмертны.  И  никому  еще  не  созда¬
валось  так  много  памятных  монументов,  как  героям
науки.  Воздвигаются  эти  памятники  на  самых  многолюд¬
ных,  на  самых  доступных,  на  всеми  любимых  «площа¬
дях»—  на  страницах  книг.
 Давно  уже  нет  Николая  Коперника,  опрокинувшего
устаревшее  учение  Птолемея  о  строении  мира.  Но  его
 5

новое  учение  о  строении  Вселенной,  как  беспримерный
подвиг  в  науке,  делает  бессмертным  имя  великого  поль¬
ского  ученого.
 «Не  Солнце,—  говорил  он,—  с  планетами  и  звездами
вращается  вокруг  Земли,  а  земной  шар  движется  вокруг
Солнца  и,  кроме  того,  вращается  вокруг  собственной  оси».
 С  точки  зрения  современной  науки  учение  Птолемея
нам  сейчас  кажется  даже  абсурдным.  Но  оно  в  свое  время
главенствовало,  владело  умами  людей  и,  что  хуже  всего,
тормозило  прогрессивное  развитие  познания  человеком
Вселенной.
 Так  же  обстояло  дело  и  с  учением  о  строении  микро¬
мира  —  атома.
 Гипотеза  Демокрита  об  атоме  как  неделимой  частице,
сыгравшая  в  свое  время  положительную  роль,  была  низ¬
вергнута  с  пьедестала  науки,  и  взамен  ее  поставлено  на
службу  прогрессу  новое  учение  —  о  строении  атома
из  элементарных  частиц.
 Пока  люди  считали  атом  неделимым,  они  могли  объяс¬
нить  лишь  некоторые  процессы,  протекающие  на  планете,
и  долгое  время  пользовались  только  той  энергией,  кото¬
рую  теряло  Солнце.  Когда  же  ученые  проникли  в  недра
атома,  стали  понятны  процессы,  происходящие  в  звездных
мирах,  и  люди  научились  использовать  энергию  атома.
 Кто  же  расчищал  пути  к  познанию  сложного  строения
микромира?
 Многочисленные  факты  в  науке  заставляли  ученых  все
больше  и  больше  убеждаться  в  том,  что  атом  не  может
быть  неделимым.  Но  проверить  это  опытами  не  предста¬
влялось  возможным.  Поэтому  появлялись  сначала  науч¬
ные  предположения  —  гипотезы.
 *  Первое  предположение  о  сложном  строении  атомов
выдвинули  профессор  Казанского  университета  А.  М.  Бут¬
леров,  профессор  Петербургского  университета  Д.  И.  Мен¬
делеев  и  другие  ученые.  Они  считали,  что  атом  неделим
лишь  потому,  что  пока  еще  нет  доступных  средств  для
осуществления  его  деления.
 Каким  же  образом,  не  видя  атома,  можно  доказать  его
сложное  строение?
 Астроном  с  помощью  телескопа  наблюдает  движение
планет,  а  с  помощью  математики  может  рассчитать  их  путь
и  вычислить  массу.  Но  химику  даже  микроскоп  не  рас¬
кроет  картины  атомной  архитектуры.  Только  математи-
 0

веское  «око»  позволило  «разглядеть»  невидимое,  и  этим
«оком»  воспользовались  ученые,  чтобы  доказать,  как
сложно  построен  атом.
 Почти  семьдесят  лет  прошло  с  тех  пор,  как  М.  Г.  Павлов
набросал  в  тетради  свои  мысли  о  сложном  строении  атома,
излагавшиеся  им  в  университетских  лекциях.  И  вот
4  февраля  1888  г.  петербургские  ученые  собрались  на
очередное  заседание  Русского  физико-химического  обще¬
ства.  Д.  И.  Менделеев  докладывал  об  интересном  теоре¬
тическом  труде  профессора  Московского  университета
Бориса  Николаевича  Чичерина  «Системы  химических
элементов».
 Чичерин  на  основе  анализа  периодической  системы
химических  элементов  доказал  с  помощью  математики,
что  атом  представляет  собой  сложную  систему  движу¬
щихся  и  взаимодействующих  каких-то  более  мелких,  чем
сам  атом,  частиц,  что  от  количества  этих  частиц  и  от  харак¬
тера  их  связи  в  атоме  зависят  свойства  атомов  и  их  раз¬
личие.
 «Для  атомов,—  пишет  он,—  мы  должны  принять  два
противоположных  электричества  —  центральное  и  пери¬
ферическое.  Первое  связано  с  состоянием  напряжения,
второе  —  с  состоянием  движения».
 Труды  Чичерина  были  опубликованы  в  1888,  1889
и  1892  гг.  в  «Журнале  Русского  физико-химического
общества».
 Примерно  в  то  же  время,  когда  Чичерин  начал  публи¬
ковать  свои  статьи,  теоретическими  изысканиями,  дока¬
зывающими  сложное  строение  атома,  занимался  ученый-
революционер  Николай  Александрович  Морозов.  И  ему
путь  к  открытию  подсказал  периодический  закон  Мен¬
делеева.
 Замечательная  книга  Морозова  «Периодические  систе¬
мы  строения  вещества»,  содержащая  437  страниц  текста
и  57  таблиц,  написана  в  80-х  годах  прошлого  столетия
не  в  химической  лаборатории  и  не  в  кабинете  ученого,
а  в  сыром  и  темном  каземате,  куда  автор  был  заключен
за  участие  в  революционном  движении.
 Книга  «Периодические  системы  строения  вещества»
представляет  собой  выдающийся  научный  труд.  Морозов
писал  в  ней:  «Можно  ли  заключить,  что  атомы  не  распа¬
даются  никогда  на  более  первоначальные  частички  при
каких-либо  иных  космических  условиях,  вроде  тех  небес-
 7

ных  пожаров,  которые  обнаруживаются  время  от  времени
при  спектральном  исследовании  внезапно  вспыхивающих
звезд?  Конечно,  нет!  Есть  много  данных,  что  атомы  хими¬
ческих  элементов  совершают  свою  эволюцию  в  бесконеч¬
ной  истории  мироздания».
 Главными  структурными  элементами  атома  Морозов
считал  частицы  с  массой,  равной  четырем,  двум  и  единице,
а  также  положительно  и  отрицательно  заряженные  час¬
тицы,  которые  он  назвал  «анодий»  и  «катодий».  Ученый
предсказал  существование  элементарных  частиц,  которые
впоследствии  были  действительно  обнаружены.
 В  своей  книге  Н.  А.  Морозов  предугадал  преобразова¬
ния  химических  элементов.  Он  указывал  на  возможность
синтеза  атома  серы  из  двух  атомов  кислорода,  вероятность
превращения  двух  атомов  азота  в  атом  кремния  и  т.  д.
 Так  первые  ученые,  отважившиеся  при  помощи  матема¬
тики  проникнуть  в  недра  атома,  произвели  довольно  глу¬
бокую  разведку  микромира.  Их  предположения  были  по¬
том  подтверждены  экспериментальными  исследованиями.
 Проникновение  в  недра  атома
 В  один  из  весенних  дней  1896  г.  французский  ученый
Анри  Беккерель,  занимаясь  опытами  в  своей  лаборатории,
обнаружил,  что  фотографические  пластинки,  приготовлен¬
ные  для  съемки,  засвечены.
 —  Что  же  произошло?—  удивился  профессор.—  Ведь
пластинки  были  хорошо  запечатаны  в  коробке,  и  свет
никак  не  мог  туда  проникнуть!
 Этот  незначительный  по  существу  факт  мог  бы  пройти
незамеченным,  но  ученый  им  заинтересовался.  Оказалось,
кусок  урановой  руды,  лежавший  неподалеку,  испускал
какие-то  невидимые  лучи,  похожие  на  те,  которые  в
1895  г.  открыл  немецкий  физик  Рентген.  Эти  лучи,
в  отличие  от  лучей  Рентгена,  обладали  гораздо  большей
проникающей  способностью,  а  их  интенсивность  не  зави¬
села  от  внешних  условий.  Стало  ясно,  что  эти  лучи  связаны
с  какими-то  неизвестными  науке  внутриатомными  процес¬
сами.  Французские  физики—Мария  Складовская  и  Пьер
Кюри  установили,  что  такие  же  лучи  испускает  торий.
Выделяя  уран  в  чистом  виде,  они  обнаружили,  что
чистый  уран  излучает  гораздо  слабее,  чем  руда,  из
которой  он  извлечен.  Стало  ясно,  что  урановая  руда  содер-
 8

жит  какое-то  другое  сильно  радиоактивное  вещество.
Поисками  этого  вещества  они  и  занялись.
 Терпеливо  перерабатывали  труженики  науки  урано-
вую  руду,  чтобы  выделить  из  нее  лучистое  вещество.
В  результате  длительных  опытов  они  получили  в  1898  г.
крупицу  нового  вещества  —  всего  несколько  сотых  грамма.
Оно  испускало  потоки  невидимых  лучей.  Вещество  это
получило  название  «радий»,  что  означает  «лучистый».
 Впоследствии  было  установлено,  что  радий  непре¬
рывно  посылает  в  окружающее  пространство  альфа-
частицы  и  радиоактивный  газ  —  радон,  который  в  свою
очередь  выделяет  бета-частицы  (электроны)  и  гамма-лучи.
На  интенсивность  излучения  радия  не  влияют  ни  темпе¬
ратура,  ни  давление.  Свойство  химического  элемента
испускать  невидимые  проникающие  лучи  назвали  радио¬
активностью.
 Открытие  радиоактивности  и  радия  явилось  доказа¬
тельством  сложного  строения  атома.  Однако  только  обна¬
ружение  электронов  в  составе  атома  пролило  некоторый
свет  на  его  структуру.
 Наличие  отрицательно  заряженных  частиц  заставляло
думать,  что  в  атоме  содержатся  еще  и  положительно  заря¬
женные  частицы,  так  как  в  целом  он  нейтрален.
 Английский  физик  Джозеф  Джон  Томсон  построил  на
этом  предположении  свою  модель  атома.  Он  считал,  что
электроны  как  бы  растворены  в  материи  атома,  имеющей
положительный  заряд.
 В  свое  время  томсоновская  модель  атома  объясняла
ряд  явлений:  испускание  электронов  металлами  при  их
 9

нагревании,  возникновение  положительных  и  отрицатель¬
ных  ионов  и  другие.  Но  против  этой  модели  «восставала»
сама  радиоактивность.  Непонятно  было,  откуда  берутся
в  атоме  альфа-частицы  с  концентрированными  положи¬
тельными  зарядами  электричества.
 Строение  микромира  начало  проясняться  только  в
результате  экспериментов  другого  английского  физика  —
Эрнеста  Резерфорда.  Он  воспользовался  альфа-части¬
цами,  которые  выбрасываются  радиоактивным  элементом,
как  своеобразными  снарядами,  и  стал  «обстреливать»
ими  металлический  листочек.  Ученый  ввел  внутрь  спе¬
циального  прибора  объектив  микроскопа  и  стал  наблю¬
дать  на  фосфоресцирующем  экране  вспышки  от  ударов
рассеиваемых  мишенью  альфа-частиц.
 В  процессе  опытов  Резерфорд  установил,  что  для  альфа-
частиц  «прозрачна»  только  наружная  область  атомов,
а  внутренняя  «непрозрачна»,  они  «отскакивают»  от  нее
под  разными  углами.
 Чем  же  это  объясняется?
 Оказывается,  альфа-частица  в  несколько  тысяч  раз
тяжелее  электрона,  и  поэтому  при  столкновении  с  ним
она  почти  не  теряет  энергии,  так  же,  как  например  галька,
не  может  существенно  замедлить  движение  несущегося
по  ней  автомобиля.
 Вероятно,  «прозрачная»  часть  атома  заполнена  электро¬
нами,  заключил  Резерфорд.
 Когда  альфа-частица  проходит  около  центральной
части  атома  или  сталкивается  с  нею,  то  она  либо  откло¬
няется,  либо  отскакивает,  как  мячик  от  стены.  Значит,
центральная  часть  атома  —  плотное  тело,  в  котором  скон¬
центрирована  основная  масса  атома,  несущая  положитель¬
ный  заряд.
 Так  появилась  на  свет  новая,  ядерная,  модель  атома:
положительно  заряженное  ядро  и  расположенные  вокруг
него  отрицательные  заряды  —  электроны.  Правильность
своей  теории  Резерфорд  подтвердил  математически.
 Открытие  английского  физика  легло  в  основу  так  назы¬
ваемой  планетарной  модели  атома,  по  которой  ядро
является  центром,  а  вокруг  него,  как  планеты  вокруг
Солнца,  вращаются  электроны.  Эту  модель  развил  потом
датский  физик  Нильс  Бор.
 Тем  не  менее  неясным  оставалось  строение  атомного
ядра.  Уточнения  внесли  ученые  разных  стран.  В  1932  г.
 10

англичанин  Джеймс  Чедвик  при  обстреле  бериллия  альфа-
частицами  обнаружил  не  имеющую  электрического  заряда
нейтральную  ядерную  частицу  —  нейтрон.
 Открытие  нейтрона  явилось  важнейшим  этапом  в  раз¬
витии  ядерной  физики.  Отсутствие  заряда  у  этой  частицы
придает  ей  исключительную  проникающую  и  разруши¬
 тельную  способность  во  время  бомбардировки  атомных
ядер.  Нейтрон  не  отклоняется  от  своего  пути  при  про¬
хождении  вблизи  заряженных  частиц  и  не  отталкивается
от  них,  как  электрон.  В  руках  физиков  он  оказался  свое¬
образным  хирургическим  инструментом,  позволяющим
«оперировать»  атомные  ядра,  т.  е.  осуществлять  множество
ядерных  реакций.
 В  том  же  1932  г.  советский  физик  Д.  Д.  Иваненко
опубликовал  свой  труд,  в  котором  изложил  гипотезу
строения  атомного  ядра  из  протонов  и  нейтронов.  Неза¬
висимо  от  советского  физика  и  почти  одновременно  с  ним
такую  же  гипотезу  выдвинул  немецкий  ученый  Вернер
Гейзенберг.
 Вот  как  рисуется  теперь  строение  атома.  Атом  водоро¬
да  имеет  в  ядре  один  протон,  а  в  электронной  оболочке—
один  электрон.  Атом  тяжелого  водорода  —  дейтерий  —
содержит  в  ядре  один  протон  и  один  нейтрон,  а  в  обо¬
лочке  —  один  электрон.  В  ядре  атома  сверхтяжелого
водорода  —  трития  —  один  протон  и  два  нейтрона,  а  в
оболочке  —  один  электрон.
 Какими-простыми  кажутся  эти  атомы  по  сравнению
с  атомами  урана  или  менделевия!  В  ядре  атома  урана
 И

92 	протона  и  146  нейтронов,  а  его  электронная  оболочка
содержит  92  электрона.  Ядро  атома  менделевия  имеет
101  протон  и  154  нейтрона,  а  оболочка  —  101  электрон.
Свыше  350  частиц  в  одном  только  атоме!  Нетрудно  пред¬
ставить  себе,  насколько  сложно  его  строение.  Ведь  все
эти  частицы  движутся  и  взаимодействуют  друг  с  другом.
 Масса  атомов  одного  и  того  же  химического  элемента
может  быть  неодинакова.  Она  зависит  от  количества  ней¬
тронов  в  атомных  ядрах.
 В  одной  клетке  таблицы  Менделеева  располагаются
два  типа  химического  элемента  меди:  в  ядре  атома  одного
из  них  содержится  29  протонов  и  34  нейтрона,  а  в  ядре
другого  —  29  протонов  и  36  нейтронов.  Такие  элементы
называются  «изотопами»,  что  в  переводе  с  греческого
языка  означает  «равноместные»,  занимающие  одинаковое
место.  Изотопы  есть  у  большинства  химических  элементов.
 Все  изотопы  одного  элемента  имеют  одинаковое  коли¬
чество  протонов.  Значит,  электронная  оболочка  у  них
ничем  не  различается.  Отсюда  понятно,  почему  и  химиче¬
ские  свойства  изотопов,  несмотря  на  различие  в  атом¬
ном  весе,  сходны.
 Существуют  еще  и  такие  элементы,  которые  при  равном
весе  обладают  разными  химическими  свойствами.  Возьмем
для  примера  ту  же  медь,  у  которой  в  атомном  ядре  29  про¬
тонов  и  36  нейтронов,  и  цинк,  имеющий  30  протонов
и  35  нейтронов.  У  них  одинаковый  атомный  вес,  но  коли¬
чество  протонов  разное,  и  электронные  оболочки  их
несхожи.  Следовательно,  и  химические  свойства  их  раз¬
личны.  Подобные  элементы  названы  «изобарами»,  что
означает  «равновесные»,  имеющие  одинаковый  вес.
 Химическая  азбука
 Чтобы  читать,  нужно  знать  азбуку,  а  желающий  позна¬
комиться  с  любым  веществом,  должен  изучить  химиче¬
скую  азбуку,  т.  е.  различные  виды  атомов  и  законы  соче¬
тания  их  в  молекулы.
 Вся  живая  и  неживая  природа,  как  мы  уже  говорили,
состоит  из  мельчайших  частичек  вещества  —  атомов.
Только  они  так  малы,  что  их  невозможно  разглядеть  даже
в  самый  сильный  микроскоп.
 Попробуем  путем  сравнения  представить  себе  размеры
атома.
 12

Увеличьте  мысленно  знакомые  вам  предметы  в  миллион
раз.  Карандаш  будет  иметь  длину  в  150—200  и  толщину
7  километров.  Даже  булавочная  головка  превратилась  бы
в  шар  километрового  диаметра.  Атом  же  при  увеличении
в  миллион  раз  был  бы  меньше  точки  в  этой  книге.
 Сейчас  насчитывается  сто  два  вида  атомов.  Девя¬
носто  два  химических  элемента  из  имеющихся  в  перио¬
дической  системе  Менделеева  найдены  в  земной  коре,
а  остальные  получены  искусственным  путем.
 Все  вещества  в  природе  можно  разделить  на  простые
и  сложные.  Простые  составлены  из  атомов  какого-либо
одного  вида,  а  сложные  —  из  разных  атомов,  химически
соединенных  в  более  крупные  частицы  —  молекулы.
 К  простым  веществам,  элементам,  относятся:  газы  —
водород,  азот,  гелий,  кислород,  хлор  и  другие;  жидкости-
бром,  ртуть,  галлий  и  другие;  твердые  вещества  —  железо,
алюминий,  золото,  медь,  серебро,  олово,  свинец  и  другие.
Каждый  элемент  обозначается  определенным  символом
химической  азбуки  —  таблицы  Менделеева.
 Сложные  вещества  чрезвычайно  разнообразны,  и  обо¬
значение  их  гораздо  сложнее.  Из  одних  и  тех  же  атомов
можно  получить  молекулы  различных  веществ.  Атомы
водорода  и  кислорода,  например,  способны  дать  молекулы
воды  и  перекиси  водорода.
 На  морозе  вода  существует,  в  форме  льда.  Солнышко
пригреет,  и  лед  превращается  в  жидкость.  Зачерпните  ее
в  сосуд  и  поставьте  на  огонь  —  вода  испарится.  Нагрейте
сильно  пар  —  молекулы  воды  разложатся  на  атомы.
Если  же  поднять  еще  больше  температуру  газообразной
смеси,  то  образуется  так  называемая  плазма.  В  состоянии
плазмы  вещество  состоит  из  разрозненных  частей  атома:
электронов  и  «голых»  ядер.  В  таком  виде  вещество  встре¬
чается  в  недрах  звезд  при  температурах  в  миллионы
градусов.  Несмотря  на  то  что  название  «плазма»  новое,
такое  состояние  вещества  известно  людям  давно:  это  пламя
свечи  и  шаровая  молния,  свечение  газосветной  лампы
и  северное  сияние,  туманности  и  звезды.
 Сверхплотное  состояние  вещества  характеризуется  тем,
что  электроны  с  внешних  слоев  атомов  «вдавливаются»
внутрь  и  атомы  теряют  свои  характерные  химические
свойства.  Подобная  потеря  «химизма»,  как  полагают,
характерна  для  вещества,  находящегося  под  огромным
давлением  в  центре  земного  шара.
 13

Четвертое  собтояние  вещества
 Попробуйте  задать  своим  собеседникам  вопрос:  в
каком  состоянии  вещество  наиболее  распространено  в  при¬
роде?  Многие  ответят  —  в  твердом.  Да  это  и  естественно,
масса  твердого  вещества  на  Земле  значительно  больше,
чем  жидкого,  и  несоизмеримо  больше,  чем  газообразного.
Однако  такой  ответ  правилен  лишь  при  оценке  массы
планет.  В  масштабе  Вселенной,  где  масса  планет  по  срав¬
нению  с  массой  звезд  очень  незначительна,  положение
иное.  Звездные  миры  в  основном  состоят  из  плазмы.
 Для  знакомства  с  плазмой  нам  нет  надобности  обра¬
щать  свои  взоры  к  Солнцу  и  звездам.  Взгляните  на  мерцаю¬
щее  красновато-желтым  огнем  пламя  свечи  или  на  языки
пламени  горящих  дров—это  плазма,  хотя  и  не  настоящая.
Настоящую  плазму  можно  наблюдать  в  цилиндре  двига¬
теля  внутреннего  сгорания,  в  сопле  реактивного  самолета,
в  пламени  сварочной  головки.
 Струей  высокотемпературной  плазмы  можно  резать
сталь.  Такая  резка  существенно  отличается  от  резки  хими¬
ческим  пламенем.  Резка  стали  химическим  пламенем  идет
в  две  стадии:  на  первой  материал  нагревается,  а  на  второй
изменяется  его  химическая  структура.  С  применением
плазмы  эти  стадии  отпадают:  материал  расплавляется
мгновенно.
 С  помощью  струй  высокотемпературной  плазмы  можно
будет  быстро  обрабатывать  жароупорные  материалы,
плавить  и  отливать  керамику,  соединять  металлы  с  кера¬
микой.
 Электрические  печи  работают  в  области  температур
между  2780  и  6000°  С.  Плазма  инертных  газов  обладает
еще  более  высокой  температурой,  следовательно,  поль¬
зуясь  ею,  мы  сможем  не  только  плавить,  но  и  испарять
любые  материалы,  а  это  открывает  путь  к  термохимии,

точнее  к  плазмохимии:  испарению  элементов  поодиночке
из  металлических  сплавов  и  конденсации  их  в  нужном
порядке;  выпариванию  редких  металлов  непосредственно
из  руды  и  т.  д.  и  т.  п.
 Современная  наука  уделяет  большое  внимание  изуче¬
нию  этого  четвертого  состояния  вещества,  поскольку
выявление  закономерностей  в  поведении  плазмы  в  лабо¬
раторных  масштабах  поможет  раскрыть  законы,  упра¬
вляющие  звездным  веществом  в  масштабах  всей  Вселенной.
 Как  произошли  элементы
 Современная  наука  пытается  дать  ответ  и  на  такой
вопрос:  как  появились  в  природе  разнообразные  эле¬
менты?  Сейчас  мы  имеем  в  своем  распоряжении  большое
количество  разных  сведений.  Такие  сведения  получены
физико-химическим  анализом  атмосферы  земной  коры,
воды  рек  и  океанов.  Состав  небесных  тел  «раскрывают»
нам  метеориты,  космические  лучи,  радиоизлучения  атомов
водорода  и  спектральный  анализ  звезд  и  туманностей.
 Спектроскоп  показал,  что  те  атомы,  которые  есть  на
Земле,  есть  и  на  других  планетах.  Те  химические  превра¬
щения,  какие  происходят  у  нас,  могут  протекать  и  в  дру¬
гих  частях  Вселенной.  Там  те  же  атомные  «кирпичики»
и  те  же  законы  их  соединения.  Некоторые  звезды,  как
показал  спектральный  анализ,  на  одну  треть,  а  Солнце  —
наполовину  состоят  из  протонов,  т.  е.  из  «оголенных»
ядер  атомов  водорода.
 На  основе  спектроскопии,  анализа  метеоритов  и  дру¬
гих  данных  сделаны  подсчеты,  которые  говорят  о  том,  что
 15

наиболее  распространенным  элементом  является  водород.
За  ним  следует  гелий.  С  увеличением  атомного  веса  умень¬
шается  распространенность  элементов.  После  гелия  все
элементы,  вместе  взятые,  составляют  лишь  немногим  более
1%  массы  Вселенной.
 Каким  же  образом  современная  наука  объясняет
происхождение  элементов  во  Вселенной?
 Человек  с  помощью  современных  знаний  проникает
в  глубь  микромиров  —  атомов,  скрытых  от  наших  чувств.
А  ведь  из  этих  микромиров  построена  вся  Вселенная!
Частицы  их  приносятся  к  нам  в  виде  тепла  и  света.  Они  же,
подобно  прозрачной  броне,  окутали  нашу  планету,  защи¬
щая  все  живое  от  губительного  действия  космических
лучей,  этих  своеобразных  «телеграмм»,  извещающих  нас
о  рождении  где-то  в  безбрежных  просторах  Вселенной
новых  элементов  из  каких-то  частиц  вещества.
 Секрет  рождения  легких  элементов  более  или  менее
ясен.  Они  формируются  в  звездах  в  результате  соединения
протонов  при  термоядерных  реакциях  синтеза.  Вопрос
о  происхождении  тяжелых  элементов  тоже  несколько
прояснился.
 На  звездах  при  огромной  температуре  электроны  не
могут  удерживаться  атомными  ядрами  и,  оторвавшись
от  них,  «путешествуют»  отдельно.  Только  на  остывающем
небесном  теле  электроны  начинают  взаимодействовать
с  протонами  и  вступают  с  ними  в  такую  связь,  которая
обусловливает  появление  сначала  простых,  а  затем  и  более
сложных  атомов.
 С  того  момента,  как  атомы  на  нашей  планете  «оделись»
в  электронные  одежды,  появилась  возможность  соедине¬
ния  их  в  молекулы,  началась  эволюция  вещества,  которая
и  привела  к  существующему  теперь  необозримому  много¬
образию  живой  и  неживой  природы.
 В  звездном  мире  обнаружены  места,  где  «фабрикуются»
тяжелые  химические  элементы.  Это  выгоревшие  ядра
звезд-гигантов,  взрывы  сверхновых  звезд  и  области  холод¬
ного  ускорения  частиц  на  поверхности  звезд  и  в  газовых
туманностях.
 Синтез  тяжелых  элементов  подтвержден  вескими  дан¬
ными.  Например,  открытие  на  некоторых  гигантских
звездах  элемента  технеция  посредством  спектрального
анализа.  Технеций  —  неустойчивый  элемент;  его  наиболее
долгоживущий  изотоп  имеет  период  полураспада  только

216 	тысяч  лет—много  меньше,  чем  возраст  звезд,  в  кото¬
рых  он  был  найден.  Следовательно,  он  появляется  на
звезде  много  позже  ее  рождения.
 Что  касается  синтеза  наиболее  тяжелых  элементов,
таких,  например,  как  калифорний,  то  сейчас  получены
данные,  свидетельствующие  о  его  присутствии  на  некото¬
рых  сверхновых  звездах.  После  первоначальной  вспышки
эти  взрывающиеся  звёзды  уменьшаются  в  яркости  со  ско¬
ростью,  которая  соответствует  периоду  в  55  дней,  что
в  точности  равно  периоду  полураспада  калифорния  с
массой,  равной  254  атомных  единиц  массы.
 Тяжелые  элементы  образовались  очень  давно,  вероятно,
около  одного-двух  миллиардов  лет  назад.  Следовательно,
та  часть  Вселенной,  в  которой  мы  живем,  не  самая  старая.
Образованию  Земли  предшествовало  много  космических
событий.  Возраст  самых  старых  звезд  в  нашей  Галактике
определяется  в  6,5  миллиардов  лет,  в  то  время  как  анализ
метеоритов  показывает,  что  солнечная  система  не  старше
4,5  миллиардов  лет.
 Коперник  перенес  центр  Вселенной  с  Земли  на  Солнце.
Более  поздние  космологи  свергли  и  Солнце  с  его  централь¬
ного  положения.  А  теперь  мы  видим,  что  наша  солнечная
система  при  возникновении  Галактики  еще  вовсе  не  суще¬
ствовала.  Так  гибнут  последние  остатки  геоцентрической
концепции  Вселенной.
 Но  если  современная  наука  в  состоянии  более  или  менее
удовлетворительно  ответить  на  вопрос,  как  произошли
элементы  во  Вселенной,  то  другой  вопрос:  из  какого  перво¬
родного  материала  образовались  элементы?—  остается
необъясненным.
 Когда  мы  обращаем  свой  взор  в  просторы  Вселенной,
то  невольно  поддаемся  ее  гипнозу.  Необъятность  и  зага¬
дочность  ее  происхождения  —  хорошая  пища  для  фанта¬
зии.  Сколько  людей  строили  свои  догадки  и  гипотезы  на
тему  о  том,  где  начало  начал!  Откуда  взялся  водород?
Это  естественно,  человеческая  фантазия  нетерпелива,  она
не  удовлетворяется  накоплением  целого  по  частям,  а  хо¬
чет  сразу  охватить  необъятное.
 Одну  из  таких  попыток  сделали  несколько  лет  назад
американские  ученые.  Согласно  их  гипотезе,  много  мил¬
лиардов  лет  назад  существовала  такая  стадия  развития
вещества  во  Вселенной,  когда  жизнь  ее  начиналась  со
сгустка  нейтронов.
 2  А.  Ф.  Буянов
 17

Начальная  стадия  этой  жизни  продолжалась  11,7  ми¬
нуты.  В  эти  минуты  образовались  все  элементы,  сущест¬
вующие  и  поныне.  Происходило  это  следующим  образом:
нейтроны  через  11,7  минуты  самопроизвольно  распались,
превратившись  в  протоны,  которые,  соединившись  с  ней¬
тронами,  дали  сначала  дейтерий,  а  потом  и  более  тяжелые
элементы.  Исходя  из  данной  гипотезы,  удалось  рассчи¬
тать  даже  кривую  распространенности  элементов  в  при¬
роде.
 Однако  эта  теория  встречает  серьезные  возражения:
в  ряду  атомных  весов  номера  5  и  8  остались  незанятыми,
т.  е.  устойчивых  атомов  с  массой  5  и  8  нет.  В  лаборатории
можно  получить  гелий-5,  бомбардируя  нейтронами  гелий-4,
однако  он  снова  немедленно  превращается  в  гелий-4.
Точно  так  же  можно  на  мгновение  получить  изотоп  берил¬
лия  с  массой  8,  но  он  тут  же  разрушается,  распадаясь
на  два  атома  гелия-4.
 Следовательно,  образование  элементов  посредством
захвата  нейтронов  не  может  миновать  эти  разрывы.  Про¬
цесс  не  пойдет  дальше  гелия-4.  А  если  даже  этот  разрыв
будет  преодолен,  он  снова  остановится  в  массе  8.  Короче
говоря,  если  бы  захват  нейтронов  был  единственным
процессом,  в  результате  которого  образуются  элементы,
начиная  с  водорода,  то  образование  элементов  не  продви¬
нулось  бы  дальше  гелия.
 Так  привлекательная  гипотеза  отмерла,  уступив  место
другим  теориям  и  гипотезам,  но  и  среди  них  нет  пока
ни  одной,  которая  давала  бы  удовлетворительный  ответ
на  заданный  вопрос.  Без  сомнения,  для  раскрытия  этой
тайны  природы  современной  наукой  накоплено  еще  недо¬
статочно  знаний.  Не  подлежит  также  сомнению,  что  воп¬
росы,  касающиеся  образования  химических  элементов  во
Вселенной,  получат  свое  разрешение  при  исследовании
человеком  Космоса.
 Глава  2
ВРАЩАЮЩИЙСЯ  ЭЛЕКТРОН
 Химические  превращения
 Химические  реакции  лежат  в  основе  многих  процессов,
происходящих  на  земном  шаре.
 В  живой  природе  наблюдаются  в  основном  явления,
ведущие  к  усложнению  вещества.  Так,  растение  погло-
 1§

щает  из  воздуха  углекислый  газ,  который  в  растеййи
претерпевает  сложное  химическое  превращение,  образуя
крахмал,  целлюлозу,  сахаристые  и  другие  необходимые
для  поддержания  жизни  растений  вещества.  В  организме
людей  и  животных  эти  вещества  подвергаются  дальней¬
шим  преобразованиям.  Здесь  накапливаются  белки,  жиры
и  другие  соединения,  т.  е.  происходит  химический  син¬
тез  —  одно  из  главнейших  явлений  в  природе,  давшее
начало  жизни  на  нашей  планете.
 В  организмах  протекают  и  противоположные  синтезу
реакции.  Они  лежат,  например,  в  основе  процесса  дыха¬
ния.
 При  синтезе  получаются  вещества,  аккумулирующие
солнечную  энергию.  В  процессах,  обратных  синтезу,  эта
энергия,  наоборот,  освобождается.
 Главенствующую  роль  играют  химические  превраще¬
ния  и  в  неживой  природе.  Земля  да  и  другие  планеты
Вселенной  представляют  собой  колоссальнейшие  химиче¬
ские  лаборатории,  в  которых  постоянно  происходит  изме¬
нение  неорганических  веществ:  одни  создаются,  другие
разрушаются.  Так  некогда  образовались,  например,  мине¬
ралы,  руды.
 Словом,  вся  органическая  и  неорганическая  жизнь
на  Земле  представляет  собой  непрерывные  превращения
одного  вещества  в  другое.
 Все  чудеса  химии,  где  одно  сочетание  атомов  дает  аро¬
матическое  вещество,  другое  взрывает  гору,  третье  ласкает
взор  цветами  радуги,  четвертое  побеждает  лихорадку  —
иными  словами,  все  химические  преобразования  веществ
в  природе  и  на  производствах  осуществляются  только
с  помощью  электронов.  Именно  они  объединяют  атомы
в  молекулы  и  способствуют  соединению  молекул  в  тела.
 Рассмотрим  механизм  взаимодействия  атомов  и  моле¬
кул.  Известно,  что  два  тела,  заряженные  электричеством
разных  знаков,  притягиваются  друг  к  другу.  Но  суще¬
ствует  ли  притяжение  между  телами,  электрически  ней¬
тральными?
 Если  к  одному  атому  водорода  приблизить  другой,
то  можно  было  бы  ожидать,  что  между  ними  взаимодей¬
ствия  не  произойдет,  так  как  оба  они  электрически  ней¬
тральны.  На  самом  же  деле  при  сближении  их  на  расстоя¬
ние,  несколько  меньшее,  чем  диаметр  атома,  они  взаимо¬
действуют.  И  как  только  электрон  одного  атома  водорода
 2* 	19

пересечет  сферу  действия  элект¬
рона  другого,  он  окажется  под
влиянием  притяжения  ядра  по¬
следнего  и,  вместо  того,  чтобы
вращаться  вокруг  своего  прото¬
на,  опишет  кривую  вокруг  со¬
седнего.  Получается  химическое
соединение  —  молекула  водоро¬
да.  Точно  так  же  объединяются
и  два  атома  хлора.
 В  подобных  молекулах  обра¬
зуется  наружный  насыщенный  слой,  например,  из  двух
электронов,  как  у  атома  гелия,  отличающегося  химиче¬
ской  пассивностью.
 Слои  с  двумя  или  восемью  электронами  предельно
насыщены*  Атомы,  имеющие  также  наружный  слой,
химически  инертны.
 Атомы  с  «недоукомплектованным»  наружным  слоем
химически  активны.  Те  из  них,  которые  имеют  в  этом  слое
один  электрон,  могут  сравнительно  легко
отдать  его  другому  атому,  в  наружном
слое  которого  недостает  электронов.
 Так  возникает  химическая  связь  ме¬
жду  атомами.  Примером  ее  может  слу¬
жить  получение  поваренной  соли  из  ато¬
мов  хлора,  имеющих  в  наружном  слое  по
семи  электронов,  и  атомов  натрия,  у  ко¬
торых  в  этом  слое  один  электрон.  Перей¬
дя  к  хлору,  электрон  "натрия  дополняет
его  слой  до  восьми  электронов.  В  резуль¬
тате  атомы  обоих  веществ  приобретают  электрический  за¬
ряд:  натрия  —  положительный,  так  как  его  атом  потерял
электрон,  а  хлора  —  отрицательный,  потому  что  он  его
 приобрел.  Став  разнозаряженными
ионами,  эти  атомы  притягиваются
друг  к  другу,  и...  мы  становимся
свидетелями  одного  из  чудес  хи¬
мии,  когда  металл  и  ядовитый  газ
превращаются  в  кристаллы  пи¬
щевого  продукта.
 Возможен  и  другой  тип  хими¬
ческой  связи.  При  горении  угля
атом  углерода  взаимодействует
 20

б  двумй  атомами  кислорода,  образуя  углекислый  газ.  Про¬
исходит  это  следующим  образом.  У  двух  атомов  кислорода
в  наружном  слое  по  шести  электронов,  у  атома  углерода
четыре.  Когда  все  они  соединяются  в  молекулу,  то  шест¬
надцать  электронов  образуют  вокруг  нее  два  слоя.
 Как  мы  видим,  секрет  химической  связи  кроется  или
в  заимствовании,  или  в  объединении  электронов  отдель¬
ных  атомов.
 Особое  место  среди  всех  химических  соединений  зани¬
мают  соединения  углерода.
 Углерод  является  основным  элементом  в  составе  живой
материи.  Он  обладает  неисчерпаемой  способностью  образо¬
вывать  соединения  с  водородом,  кислородом  и  другими
элементами.  Кроме  того,  атомы  углерода,  в  отличие  от
прочих,  могут  соединяться  друг  с  другом  в  молекулярные
«нити».  Но  архитектура  углеродных  соединений  не  огра¬
ничивается  только  линейными  формами.  Атомы  углерода
способны  образовывать  трех-четырех-пяти-шести-  и  много¬
угольные  (цикличные)  фигуры.  На  каждом  из  таких
«колец»  могут  расти,  в  свою  очередь,  нитевидные  или
ветвистые  молекулы.
 Химическая  связь  между  соединенными  в  молекуляр¬
ные  нити  и  кольца  атомами  углерода  осуществляется  через
два  «обобщенных»  электрона.  В  обобщенное  пользование
могут  переходить  и  две  пары  электронов,  образуя  так
называемую  двойную  связь.
 Таким  же  образом  объясняется  и  тройная  связь,  где
обобщаются  три  пары  электронов,  например  в  молекуле
ацетилена.
 Именно  в  силу  этих  своих  химических  особенностей
среди  всех  элементов  углерод  и  стал  прародителем  всего
живого  на  земном  шаре.  По  богатству  и  многообразию
химических  соединений  на  нашей  планете  углерод  превзо¬
шел  все  остальные  элементы,  вместе  взятые.  Можно  не
сомневаться,  что  если  где-то  в  мироздании  существует
жизнь  на  небесных  телах,  то  эта  жизнь  берет  свое  начало
только  от  атомов  углерода.
 С  помощью  электронной  теории  удалось  внести  ясность
в  такие  понятия  в  химии,  как  окисление,  восстановление,
горение  и  взрыв.
 Огромное  количество  металлических  изделий  гибнет
вследствие  окисления.  Металл  при  этом  превращается
в  окалину,  ржавчину.  Но  еще  большее  количество  металла
 21

Человек  добывает  из  руд,  используя  реакцию  восстано¬
вления.
 В  промышленности  при  помощи  химической  реакции
восстановления  твердое  топливо,  например  уголь,  пре¬
вращают  в  жидкое,  а  жидкие  жиры,  дапример  раститель¬
ные  масла,  наоборот,  переводят  в  твердые—маргарин  и  т.  д.
 Химический  процесс,  противоположный  окислению,
т.  е.  процесс,  в  результате  которого  происходит  не  при¬
соединение,  а  освобождение  кислорода,  называют  восста¬
новлением.  Это  тоже  весьма  распространенный  в  природе
и  технике  процесс.
 Для  дыхания  живых  организмов,  населяющих  земной
шар,  требуется  огромное  количество  кислорода.  И  если
процессу  окисления  не  был  бы  противопоставлен  процесс
восстановления,  то  весьма  скоро  весь  запас  кислорода
из  атмосферы  был  бы  израсходован  и  все  живое  на  Земле
задохнулось.  Но  животный  мир,  потребляющий  кисло¬
род,  спасают  растения.  В  организме  растений  протекают
восстановительные  процессы.  И  хотя  растения  тоже  по¬
глощают  некоторое  количество  кислорода,  однако  выде¬
ляют  они  его  в  20  раз  больше.
 Когда-то  в  жилище  человека  расцвел  самый  роскош¬
ный  цветок,  какой  только  могла  родить  природа,—  огонь.
С  тех  пор  он  спутник  человека.  Его  воспевали  поэты,
о  нем  писали  трактаты  ученые,  однако  сущность  процесса
горения  начинает  проясняться  только  сейчас.  Это  важней¬
ший  химический  процесс  в  природе,  приводящий  к  разло¬
жению  сложных  органических  веществ  на  простые  —
неорганические.
 Известно,  что  и  свет  мерцающей  свечи,  и  ослепительная
вспышка  магния,  и  взрыв,  в  куски  разносящий  гору,—
все  это  качественно  одинаковые  и  лишь  количественно  раз¬
личные  процессы.  Они  представляют  собой  так  называе¬
мые  цепные  химические  реакции.
 Вспышка  магния,  которую  часто  приходится  наблю¬
дать  фотолюбителям,  есть  химическая  реакция  соединения
атомов  магния  с  атомами  кислорода.  Она  происходит
в  результате  перехода  электронов  от  атомов  магния
к  атомам  кислорода.
 Взрыв  черного  пороха  —  необычайно  быстрая  химиче¬
ская  реакция  между  селитрой,  углем  и  серой.  В  результате
этой  реакции  получаются  углекислый  газ,  окись  угле¬
рода,  азот  и  другие  продукты  распада*
 22

Образующиеся  при  взрыве  газообразные  частицы  при¬
обретают  очень  большие  скорости  движения,  т.  е.  повы¬
шается-температура.  В  то  же  время  переход  вещества  из
твердого  в  газообразное  состояние  увеличивает  давление.
Температура  и  давление  в  свою  очередь  ускоряют  течение
химической  реакции.
 Как  же  объясняется  процесс  саморазвития  химических
реакций?
 Переход  от  практически  инертной  системы  к  бурно
развивающейся  химической  реакции  ученые  объясняют
тем,  что  в  реагирующей  массе  под  воздействием,  допустим,
тепла  или  света  зарождаются  так  называемые  свободные
радикалы.  Это  что  такое?
 Свободные  радикалы  —  термин,  мало  знакомый  широ¬
кому  кругу  читателей.  Частицы,  названные  этим  научным
термином,  присутствуют  и  в  процессе  создания,  и  в  про¬
цессах  разрушения  вещества.  Они  есть  и  в  языках  пламе¬
ни  и  незримо  обитают  в  атмосфере.  Без  них  не  появляется
на  свет  ни  одно  органическое  вещество.  Это,  если  можно
так  выразиться,  строительный  материал  в  подавляющем
большинстве  природных  процессов  химического  преобра¬
зования  вещества.
 В  какую  бы  часть  Вселенной  мы  не  устремили  свой
взор,  мы  везде  встречаем  свободные  радикалы.  Они  при¬
сутствуют  в  атмосфере  Земли  и  в  недрах  звезд,  они  есть
даже  в  пыли  холодного  космического  пространства.
 Попытаемся  на  примере  пояснить,  что  такое  свободные
радикалы.
 Большинство  молекул  газообразных  веществ  состоит
из  двух  атомов.  Устойчивое  состояние  таких  молекул  объ¬
ясняется  тем,  что  входящие  в  их  состав  отдельные  атомы
образуют  связи  с  помощью  двух  электронов.  Пара  электро¬
нов  образует  так  называемый  дублет.  Под  воздействием
тепла  или  света  такая  связь  в  молекуле  может  разорваться.
Если  при  разрыве  дублет  целиком  остается  у  одной  части
молекулы,  то  получаются  ионы.  Когда  же  разъединяются
электроны  дублета,  образуются  свободные  радикалы.
 Химические  радикалы  —  это,  так  сказать,  осколки
молекул.  Они  появляются  при  распаде  молекул,  и  каждый
из  них  содержит  одиночный,  неспаренный  электрон.  Этот
электрон  «жаждет»  соединиться  с  другим  неспаренным
электроном.  Таким  образом,  свободные  радикалы  пред¬
ставляют  собой  системы  с  неиспользованными  энергиями
 23

связи,  что  и  обусловливает  их  высокую  химическую  актив¬
ность.  Живут  свободные  радикалы  крайне  мало  Собственно
говоря,  неустойчивостью  свободных  радикалов  и  объяс¬
няется  сравнительная  устойчивость  химических  соедине¬
ний  и  состоящих  из  них  тел  в  природе.  Ведь  если  бы  было
иначе,  то  бумага,  на  которой  мы  пишем,  сгорела  бы  раньше,
чем  на  ней  было  бы  зафиксировано  несколько  мыслей.  Все
окружающее  нас,  да  и  мы  сами,  если  бы  не  пылали,  то
медленно  тлели  бы,  пока  не  закончили  существование,
превратясь  в  инертные  соединения  типа  углекислого  газа
или  воды.
 Свободные  радикалы  являются  как  бы  эфемерными
частицами.  За  одну  секунду  в  объеме  не  более  кубического
сантиметра  происходит  от  100  миллионов  до  1  миллиарда
столкновений  отдельных  атомов.  В  таких  условиях,  если
даже  длительность  жизни  химически  активных  частиц
составляет  какую-то  тысячную  долю  секунды,  возмож¬
ность  образования  химического  соединения  между  ними
очень  велика.  От  степени  их  участия  в  реакции  зависит
характер  процесса:  он  может  быть  спокойным,  •  как  при
высыхании  красок,  или,  наоборот,  бурным,  как  в  любой
реакции  взрыва:
 Существенное  различие  между  процессами  спокойного
высыхания  краски  и  мгновенной  реакции  взрыва  заклю¬
чается  в  том,  что  в  первом  случае  частицы  в  промежутках
времени  между  своим  рождением  теряют  теплоту  реакции
в  окружающую  среду.  Во  втором  же  случае  эта  теплота
не  успевает  теряться  и  приводит  к  взрыву,  если,  конечно,
этим  процессом  не  управлять.
 В  химических  реакциях  таким  эфемерным  частицам
принадлежит  ведущая  роль.
 Цепные  реакции
 Раньше  считали,  что  при  реакции  свободного  атома
или  осколка  молекулы  с  молекулой  исходного  вещества
рождается  не  более  одной  новой  активной  частицы.  Ака¬
демик  Н.  Н.  Семенов  своими  исследованиями  лэказал,
что  каждый  свободный  радикал  способен  при  реакции
породить  две,  а  иногда  и  три  новых  активных  частицы.
Таким  образом,  одна  из  них  продолжает  ранее  начатую
цепь  реакции,  а  остальные  образуют  новые.  Происходит
разветвление,  т.  е,  ца  каждой  из  появившихся  ветвец
 24

возникают  новые  цепи.  Если  число  разветвлений  превысит
число  обрывов,  то  скорость  реакции  очень  быстро  возрастет.
 Открытие  Н.  Н.  Семеновым  цепных  разветвленных
реакций  позволило  познать  закономерности  сложнейшего
мира  химических  явлений.
 Многие  важные  процессы  в  химии  принадлежат  к  цеп»
ным  реакциям.  К  ним  относятся  взрывы  и  реакции  окисле¬
ния  органических  веществ,  в  частности  горения,  полиме¬
ризация,  крекинг,  хлорирование  и  другие.  На  этих  реак¬
циях  основаны  производства  ядохимикатов,  раствори¬
телей,  медицинских  препаратов,  хладоагентов,  средств
пожаротушения  и  ряд  других  химических  процессов.
 Атомный  взрыв  —  тоже  пример  разветвляющейся  цеп¬
ной  реакции,  но  только  ядерной.  В  этом  случае  умножи¬
телями  цепей  являются  нейтроны,  а  не  свободные  радика¬
лы,  как  в  химических  реакциях.
 В  нашей  стране  неисчерпаемы  запасы  природного
газа  метана.  При  окислении  его  образуется  формальде¬
гид  —  продукт  для  получения  синтетических  смол  и
пластических  масс.  Исследования,  проведенные  под  ру¬
ководством  профессора  А.  Б.  Налбандяна,  помогли  раз¬
работать  новый  экономичный  метод  получения  формальде¬
гида  прямым  окислением  метана  кислородом  воздуха.
 Развитие  злокачественных  опухолей  подчиняется  зако¬
номерностям,  внешне  аналогичным  цепным  реакциям.
Предполагается,  что  в  развитии  опухолевых  процессов
принимают  участие  свободные  радикалы.  Н.  М.  Эмануэль
и  доктор  биологических  наук  Л.  П.  Липчина  открыли  воз¬
можность  торможения  рака  крови  у  мышей.  Вводя  в  орга¬
низм  небольшие  количества  веществ,  тормозящих  цепные
окислительные  реакции,  ученые  даже  добились  выздоров¬
ления  животных.
 Теория  цепных  реакций  приобретает  характер  общей
теории  развития  многих  процессов  в  природе.  За  выдаю¬
щиеся  работы  в  области  изучения  механизма  химических
цепных  реакций  академику  Н.  Н.  Семенову  Шведская  Ака¬
демия  наук  присудила  в  1956  г.  Нобелевскую  премию.
 Замороженные  радикалы
 Неуловимые  и  своенравные  химические  невидимки  —
свободные  радикалы  —  являются  универсальным  ключом
ко  всей  химии  бытия  и  мироздания;  ведь  они  служат
переносчиками  энергии  в  цепи  реакций.
 25

Не  все  свободные  радикалы  имеют  кратковременный
период  существования.  При  соответствующих  условиях,
например,  когда  радикалы  лишены  возможности  реагиро¬
вать  с  воздухом,  они  могут  «жить»  в  течение  многих  дней.
Это  в  основном  углеводороды,  состоящие  обычно  из  30
или  более  атомов.  Их  можно  сохранять,  растворив  в  бен¬
зине  или  в  другом  инертном  растворителе.
 Химики  всячески  стремятся  продлить  жизнь  свободных
радикалов,  чтобы  изолировать  их  и  осуществлять  с  их
помощью  любые  реакции.
 Первые  шаги  в  области  продления  жизни  свободных
радикалов,  а  следовательно,  и  их  изоляции  сделаны.
На  очереди  стоит  претворение  в  практику  производства
новых  методов,  новых  технологий,  которые  будут  осуще¬
ствляться  несравненно  проще,  быстрее  и  дешевле,  чем
существующие.
 К  числу  новых  направлений  техники,  в  развитии  кото¬
рой  играют  роль  свободные  радикалы,  относится  и  созда¬
ние  топливных  элементов.
 Топливный  элемент
 В  современной  технике  тепло,  получаемое  при  сжига¬
нии  топлива,  широко  используется  для  выработки  электри¬
ческой  энергии.  Но  для  того  чтобы  превратить  энергию
«прыжков»  электронов,  совершаемых  ими  в  топках,  в  энер¬
гию  движения  электронов  в  проводах,  т.  е.  в  электриче¬
ский  ток,  мы  вынуждены  пользоваться  такими  «посред¬
никами»,  как  вода,  паровые  котлы,  турбины  и  генераторы.
 Нужны  ли  эти  посредники?
 Может  быть,  есть  другой  путь,  позволяющий  непосред¬
ственно  превратить  химическую  энергию  топлива  в  элект¬
рическую?

Если  бы  удалось  в  результате  химического  соединения
кислорода  с  углеродом  или  с  горючим  газом  непосред¬
ственно  извлечь  из  этой  реакции  электрическую  энергию,
то  задача  была  бы  решена.
 На  вопрос,  возможно  ли  это,  ученые  ответили:  Да!
 Устройство,  предназначенное  для  этой  цели,  назвали
топливным  элементом.
 Сухая  батарея  в  известном  смысле  тоже  представляет
собой  топливный  элемент.  Но  здесь  используется  дорогое
«топливо»—  цинк,  свинец  и  ртуть.  Экономичный  же  топлив¬
ный  элемент  должен  использовать  жидкое  или  газообраз¬
ное  топливо  с  коэффициентом  полезного  действия,  близ¬
ким  к  100%.
 Топливный  элемент,  который  мог  бы  эффективно  рабо¬
тать,  допустим,  на  жидком  или  газообразном  топливе,
а  также  перезаряжаться  простым  наполнением  его
резервуаров,  произвел  бы  переворот  на  транспорте.  Он
позволил  бы  претворить  в  жизнь  идею  бесшумного  и  неза¬
грязняющего  воздух  электрического  двигателя.
 Как  мыслится  осуществление  такой  идеи?  Представим
себе  топливный  элемент,  работающий  на  водороде  и  кисло¬
роде.  При  химическом  соединении  этих  веществ  обра¬
зуется  вода  и  электрический  ток.  Элемент  сконструирован
таким  образом,  что  одной  из  существующих  ступеней  реак¬
ции  в  нем  является  перенос  электронов  от  отрицательного
зажима  элемента  к  положительному  при  замыкании  цепи.
Этот  поток  электронов  может  быть  использован  для  того,
чтобы  приводить  в  действие  электрический  двигатель,
зажигать  электрическую  лампочку  или  заставлять  рабо¬
тать  радиоприборы.
 Рассматриваемый  топливный  элемент  состоит  из  пори¬
стых  электродов,  разделенных  электролитом  —  концентри¬
рованным  раствором  едкого  натрия  или  калия.  На  отри¬
цательном  полюсе  элемента  газообразный  водород  про¬
никает  через  пористое  тело  электрода.  Здесь  под  влиянием
катализаторов  молекулы  водорода  разрываются  и  сво¬
бодные  радикалы  в  виде  атомарного  водорода  реагируют
с  ионами  гидроксила  в  электролите,  образуя  воду.  Во
время  этого  процесса  электроны  устремляются  на  электрод,
а  вода,  образовавшаяся  при  реакции,  остается  в
электроите.  На  положительном  полюсе  элемента  кисло¬
род  проникает  в  электрод  и  адсорбируется  его  пори¬
стой  поверхностью,  а  катализатор  способствует  осво-
 27

бождению  ионов  гидроксила  из  воды,  накопившейся
в  электролите.
 Реакция  образования  воды  идет  с  выделением  макси¬
мального  количества  электрической  энергии  и  с  мини¬
мальными  потерями  на  теплообразование.  Коэффициент  по¬
лезного  действия  такого  топливного  элемента  равен  75%.
 Топливные  элементы  описанного  типа  используются
в  США  на  портативных  радиолокационных  станциях.
Некоторые  из  них  проработали  безотказно  целый  год.
 Для  того  чтобы  использование  топливных  элементов
стало  экономически  выгодным,  необходимо  в  них  сжигать
дешевое  топливо  —  природный  газ,  пары  бензина  или
смесь  газов,  получаемых  при  газификации  твердого  топ¬
лива.  Получение  энергии  от  такого  топлива  потребует
рабочих  температур,  превышающих  500°  С.  Водный  элект¬
ролит  при  этих  температурах  испаряется,  значит  его
следует  заменить  электролитом  из  расплавленных  солей.
 Учеными  разработан  каталитический  процесс  разложе¬
ния  воды  на  свободные  радикалы  —  водород  и  кислород  —
под  воздействием  солнечной  энергии.  Основанные  на  этом
процессе  водородно-кислородные  *  топливные  элементы
могут  работать  в  пустынях  и  давать  электрический  ток
за  счет  образования  воды  присоединении  кислорода  с  водо¬
родом.  Фотолизные  установки  площадью  в  два  квадрат¬
ных  километра  смогут  устойчиво  давать  в  пустыне  столько
энергии,  сколько  ее  дает  электростанция  мощностью
100  тыс.  киловатт.  Коэффициент  полезного  действия  такой
установки  оценивается  в  25%,  т.  е.  в  два  с  половиной
раза  больше,  чем  современных  солнечных  батарей.

Магнетизм—свойство  материи
 Много  легенд  создано  о  магнитной  силе.  В  них  рас»
сказывается,  как  это  сила  вырывала  железные  гвозди
из  корпуса  деревянного  корабля  или  притягивала  корабли
к  скалам,  где  волны  моря  разбивали  их  в  щепки.
 Давно  уже  пытались  люди  использовать  магнетизм.
Еще  более  трех  тысяч  лет  назад  в  Китае  существовали
дорожные  колесницы,  на  которых  устанавливались  сво¬
бодно  вращающиеся  маленькие  фигурки  с  вытянутой
рукой.  В  каком  бы  направлении  ни  двигалась  колесница,
фигурка  неизменно  продолжала  указывать  рукой  на  юг.
 Это  был  прообраз  современного  компаса  —  участника
многих  географических  открытий,  прибора,  при  помощи
которого  изучена  наша  планета.
 Магнетизм  —  универсальное  свойство  материи.  Оно
присуще  и  атомным  частицам,  и  космическим  телам  —
планетам,  звездам.
 Современная  техника  широко  использует  магнетизм.
Незримые  магнитные  силы  в  генераторах  электростанций
рождают  электрический  ток.  Магниты  мощных  кранов,
обладающие  силой  великанов,  переносят  тяжелые  метал¬
лические  предметы.  Магнитом  весом  с  линкор  оснащен
крупнейший  в  мире  советский  ускоритель  ядерных  частиц—
синхрофазотрон.  Используя  магнитные  силы,  хирург
выполняет  сложнейшие  операции,  удаляет,  например,
стальные  осколки  из  глаза.  Эти  же  силы  действуют  и  в
заливающемся  трелью  электрическом  звонке,  и  в  стреко¬
чущем  телеграфном  аппарате,  и  в  телефоне,  который  обе¬
спечивает  переговоры  людей,  отделенных  друг  от  друга
тысячами  километров.
 Первопричиной  магнитных  сил  являются  опять-таки
электроны.  Как  частицы,  несущие  электрические  заряды,
они  при  движении  создают  вокруг  себя  магнитное  поле.
Источником  возникновения  магнитных  сил  служит  вра¬
щение  электронов  вокруг  своей  оси.
 А  как  доказать  это?
 Представьте  себе  подвешенный  на  нитке  сосуд,  на  дне
которого  кружится  несколько  волчков,  причем  оси  их
параллельны  друг  другу.  Волчки  обладают  гироскопиче¬
ским  эффектом  —  способностью  сохранять  неизменное
положение  в  пространстве  своих  осей  вращения.  Поэтому
сосуд  вместе  с  волчками  приобретает  очень  устойчивое
 29

положение.  Согласно  законам  механики,  такая  устойчи¬
вость  существует  только  до  тех  пор,  пока  оси  вращаю¬
щихся  волчков  параллельны.  Как  только  параллельность
их  почему-либо  нарушится,  висящий  сосуд  повернется.
 Этот  давно  известный  факт  ученые  и  использовали  для
доказательства  вращения  электрона  вокруг  своей  оси.
Они  взяли  магнитный  стерженек  и  подвесили  его  на  нитке,
предположив,  что  вращающиеся  в  нем  электроны  ведут
себя  подобно  упомянутым  выше  волчкам  в  сосуде,  так
как  оси  вращения  у  них  параллельны.  Затем,  не  касаясь
стерженька,  быстро  нагрели  его  до  температуры,  при  кото¬
рой  пропадает  магнетизм.  Оси  вращения  электронов
должны  были  расположиться  хаотично.  И  действительно,
подвешенный  стерженек  начал  поворачиваться.  Это  сви¬
детельствовало  о  том,  что  электроны  имеют  собственные
магнитные  моменты  и  ведут  себя,  словно  крошечные  маг¬
нитики.
 В  атоме  существует  и  ядерное  магнитное  поле.  Однако
оно  в  несколько  сотен  раз  слабее  электронного.
 Все  вещества  —  твердые,  жидкие  и  газообразные  —
магнитные.  Одни  из  них  —  ферромагнетики,—  подобно
железу,  сильно  притягиваются  электромагнитом.  Другие,
например  алюминий,  притягиваются  в  миллионы  раз  сла¬
бее  железа.  Это  так  называемые  парамагнетики.  И,  нако¬
нец,  есть  такие  вещества,  как  висмут,  которые  не  только
не  притягиваются,  но  даже  отталкиваются  от  электро¬
магнита,  словно  они  намагничены  наоборот.  Их  именуют
диамагнетиками.
 На  магнетизм  атомов  существенным  образом  влияет
температура.  При  температуре,  близкой  к  абсолютному
нулю,  парамагнитные  тела  легко  намагничиваются.
С  понижением  температуры  увеличивается  способность
 30

к  намагничиванию  и  ферромагнитных  тел.  При  повышений
температуры  это  свойство  постепенно  исчезает.  У  железа
при  768  градусах  происходит  скачкообразное  изменение
его  состояния  из  ферромагнитного  в  парамагнитное.
 Электричество  в  ловушке
 В  20-х  годах  нашего  столетия  японский  ученый  Егуши
открыл  необычайное  явление.  Он  отлил  в  магнитном  поле
смесь  равных  частей  карнаубского  воска  и  канифоли
с  примесью  небольшого  количества  пчелиного  воска  и  охла¬
дил  затем  эту  смесь  в  электрическом  поле.  И  тут  он  заме¬
тил,  что  электрическое  поле  осталось  как  бы  заключенным
в  смеси  и  находилось  там  без  изменений  в  течение  трех
лет.  Кусок  воска  у  него  сохранялся  в  сухом  месте.
 Так  профессором  Егуши  был  открыт  так  называемый
электрет  —  аналог  постоянного  магнита.
 Если  разрезать  электрет  на  кусочки,  то  каждый  из
них  будет  тоже  электретом,  аналогично  тому,  как,  ло¬
мая  намагниченный  стержень,  можно  получить  нес¬
колько  магнитов.  Таким  образом,  мы  имеем  здесь  дело  с
каким-то  новым
свойством  вро¬
де  магнитного,
но  объяснить
его  полностью
еще  не  удалось.
 Это,  однако,  ни
чуть  не  мешает
использованию
электретов.
 Получены
электреты  20
сантиметров  в
диаметре,  от  ко¬
торых  может  го¬
реть  двухватт¬
ная  неоновая
лампочка.  На
советских  и  аме¬
риканских  ис¬
кусственных  спутниках  Земли  электреты  служат  для  изме¬
рения  зарядов  в  верхних  слоях  атмосферы.  Но  их  карьера
только  начинается.
 31

Сейчас  научились  вырабатывать  электреть!  из  менее
хрупких,  чем  воск,  материалов  и  накапливать  в  них
значительные  количества  электроэнергии.  Быть  может,
именно  они  откроют  нам  путь  к  созданию  легкого  электри¬
ческого  аккумулятора.
 Если  электрет  —  загадка  еще  не  разгаданная,  то
добрый  старый  конденсатор  известен  давно  и  в  последнее
время  сделал  огромные  успехи.  Однако  за  все  это  время
не  было  найдено  материала  с-лучшими  диэлектрическими
свойствами,  чем  стекло,  да  разве  еще  слюда,  единственным
преимуществом  которой  является  ее  меньший  по  сравне¬
нию  со  стеклом  вес.  Если  диэлектрическую  постоянную
воздуха  принять  за  единицу,  то  диэлектрическая  постоян¬
ная  слюды  будет  равна  5,6—6,0  (смотря  по  качеству),
а  у  стекла  —  5,4—9,9.
 В  1944  г.  положение  с  диэлектриками  изменилось  бла¬
годаря  открытию,  сделанному  советским  ученым  Булем.
Он  открыл  вещества,  диэлектрическая  постоянная  которых
достигала  10  000,  а  в  некоторых  случаях  даже  50  000!
Это  настоящие  «губки»,  впитывающие  электричество!
По  аналогии  с  ферромагнитными'веществами  их  назвали
ферроэлектрическими.  Но  верно  ли  это?  Ведь  железа
в  них  нет!
 Среди  таких  веществ  можно  встретить  титановокислый
барий  или  ниобиевокислый  свинец.  Во  Франции  их  пред¬
ложено  называть  сегнетоэлектрическими  в  честь  француз¬
ского  ученого  Сегнета,  открывшего  органические  веще¬
ства  —  двойные  соли  виннокаменной  кислоты  —  с  подоб¬
ными  же  свойствами.
 В  противоположность  электретам,  сегнетоэлектриче-
ские  вещества  не  сохраняют  заряд  бесконечно,  они  дают
утечку.  Однако  их  свойства  непрерывно  совершенст¬
вуются,  поскольку  механизм  их  действия  известен  гораздо
лучше,  чем  электретов.  В  частности,  Буль  и  его  сотрудники
показали,  как  электрическое  поле  деформирует  молекулы
сегнетоэлектрической  соли  и  каким  образом  энергия  фик¬
сируется  там*
 Сегнетоэлектрические  соли  —  прекрасные  аккумуля¬
торы  электрической  энергии.  К  сожалению,  накопленная
в  них  энергия  разряжается  сразу,  в  одном  мощном
разряде.  Такой  аккумулятор  заряжается  до  напряжения
1—2  млн.  вольт,  достаточного,  чтобы  дать  ток  в  не¬
сколько  ампер.
 32

Человечество  сейчас  ожидает,  что  будет  открыто  сег-
нетоэлектрическое  вещество,  способное  без  утечек  хранить
электричество  очень  высокого  напряжения.  Тогда  электри¬
чество  можно  будет  перевозить  с  такою  же  легкостью,
как  воду  в  цистернах.  Появятся  электрические  автомо¬
били  и  электрические  самолеты,  расширятся  возмож¬
ности  применения  электричества  для  бытовых  нужд.
Тогда  электрический  ток  будет  стоить  вдесятеро  дешевле,
чем  сейчас,  и  нам  не  придется  платить  за  его  переда¬
чу.  Выхлопные  газы  автомашин  перестанут  загрязнять  воз¬
дух  наших  городов,  ракеты,  приводимые  в  движение
электрическими  разрядами,  без  труда  долетят  до  других
планет.
 Электрические  «этажи»  в  атоме
 Электроны  совершают  в  атоме  определенные  движения
вокруг  ядра  и  находятся  с  ним  во  взаимодействии.  Отор¬
ваться  от  ядра  они  не  могут,  так  как  его  положительный
заряд  притягивает  отрицательно  заряженные  электроны.
 —  Почему  же  они  в  таком  случае  не  падают  на  ядро?—
вправе  вы  спросить.
 А  не  происходит  этого  потому,  что  электроны  вра¬
щаются  вокруг  ядра  с  очень  большой  скоростью.  Ведь
Земля  тоже  не  падает  на  Солнце,  вокруг  которого  она
вращается  и  которое  ее  притягивает!
 В  атоме  водорода  электрон  кружится  вокруг  ядра,
словно  Земля  вокруг  Солнца.  При  нормальном  состоянии
атома  его  электрон  обладает  вполне  определенной  энер¬
гией  и  занимает  низший  энергетический  «этаж»,  точнее,
низший  энергетический  уровень.  Если  же  атом  возбужден,
т.  е.  приобрел  какое-то  количество  энергии,  то  электрон
в  зависимости  от  величины  этой  энергии  преодолевает
силу  притяжения  ядра  и  переселяется  на  какой-либо
из  верхних  этажей.  При  возвращении  электрона  обратно
на  низший  этаж  атом  освобождает  некоторое  количество
энергии.
 Всякая  энергия  может  быть  выражена  в  единицах
работы.  Так,  теплота  измеряется  калориями,  электри¬
чество  —  киловатт-часами.  Энергию  же  элементарных
частиц  физики  измеряют  особой  единицей  —  электрон-
вольтом.  Один  электронвольт  —  это  работа,  которую
производит  одновольтовая  батарейка,  перемещая  элект¬
рон  с  одного  полюса  на  другой.
 3  А.  Ф.  Буяно]
 33

Один  электронвольт  примерно  в  600  миллиардов  раз
меньше  той  энергии,  которую  требуется  затратить,  чтобы
поднять  один  миллиграмм  груза  на  высоту  один  санти¬
метр.  И  в  то  же  время  в  мире  атома  это  не  такая  уж  малая
величина.  Электрон,  обладающий  энергией  в  один  электрон-
вольт,  движется  со  скоростью  593  километров  в  секунду.
 Энергетическая  «этажность»  атомов  химических  эле¬
ментов  неодинакова.
 «Крыша»  над  наивысшим  энергетическим  этажом
в  атоме  водорода  равна  13,54  электронвольта.  При  такой
энергии  происходит  уже  отрыв  электронов  от  атомов  —
ионизация.
 В  возбужденном  атоме  электрон,  поднявшийся  на  выс-
 задерживается  там  очень
ненадолго.  При  возвраще¬
нии  его  на  низший  этаж
атом  излучает  энергию  в
виде  светового  луча  —  фо¬
тона  (от  греческого  слова
«фотос»—  свет).
 Бывает  и  так,  что  элек¬
трон  не  сразу  «возвра¬
щается  домой»,  а  сначала
«гостит»  миллионную  долю
секунды  где-то  на  проме¬
жуточном  этаже.  Так,  спу¬
ская  его  по  «ступенькам»,
атом  вместо  одного  фото¬
на  одной  длины  волны
выбрасывает  два  фотона
разной  длины  волны.
 Такие  прыжки  наруж¬
ных  электронов  сопрово¬
ждаются  излучением  све¬
товых  лучей,  а  внутрен¬
них,  близких  к  ядру,  —
испусканием  ультрафиолетовых  и  рентгеновых  лучей
(волн).
 Чтобы  атом  начал  излучать  ультрафиолетовые  лучи,
необходимо  воздействовать  на  него  квантами  энергии,
несущими  десятки  электронвольт.  Более  мощные  кванты,
энергия  которых  равна  десяткам  и  сотням  тысяч  электрон-
вольт,  становятся  причиной  появления  рентгеновых  лучей.
 ший  энергетический  уровень,
 о
 34

Длина  волны  рентгеновых  лучей  колеблется  в  пределах
от  стотысячной  до  стомиллионной  доли  миллиметра.  Этим
и  объясняется  их  способность  проникать  сквозь  тела.
То,  что  непрозрачно  для  световых,  прозрачно  для  рентге¬
новых  лучей  с  длиной  волны,  приближающейся  к  разме¬
рам  одиночного  атома.
 Рентгеновы  лучи  обладают  и  другими  интересными
свойствами:  вещества  с  разной  плотностью  по-разному  их
поглощают,  некоторые  вещества  под  их  воздействием  начи¬
нают  светиться  (рентгенолюминесценция).  Рентгеновы  лучи
действуют  на  фотопластинку  подобно  свету  и  вызывают
ионизацию  воздуха.  Эти  процессы  рационально  исполь¬
зуются  в  науке,  технике  и  промышленности.
 Врачи  при  помощи  рентгеновых  лучей  наблюдают
внутренние  органы  больных  (рентгеноскопия),  инженеры
выявляют  скрытые  трещины  в  металле  (рентгенодефекто-
скопия).  Химики  используют  эти  лучи  для  определения
состава  неизвестных  химических  соединений  (рентгенов¬
ский  спектральный  анализ).
 Физикам  рентгеновы  лучи  помогают  изучать  строе¬
ние  вещества  (рентгеновский  структурный  анализ).  При
помощи  этих  лучей  удалось  рассмотреть,  как  расположены
атомы  в  различных  кристаллах,  и  вычислить  расстояние
между  ними.  Например,  одни  и  те  же  атомы  углерода  обра¬
зуют  при  одном  строении  кристалла  драгоценный  камень-
алмаз,  а  при  другом  карандашное  вещество  —  графит.
 В  кристалле  алмаза,  как  показали  рентгеновы  лучи,
все  атомы  размещены  на  одинаковом  (1,54  ангстрема)1
расстоянии  друг  от  друга.  Благодаря  их  необычайно
плотной  «упаковке»  алмаз  обладает  большой  твердостью.
 В  кристаллах  графита  атомы  углерода  кристалли¬
зуются  в  виде  шестиугольных  пластиночек  с  расстоянием
между  атомами  1,45  ангстрема.  Эти  пластиночки  непрочно
лежат  друг  на  друге,  поскольку  пространство  между
ними  относительно  велико  (3,4  ангстрема).  Вот  почему
кристалл  графита  легко  «раскалывается»  даже  при  легком
нажиме  карандаша  на  бумагу,  оставляя  серый  след  —
тоненькие  листочки  графита.
 От  смещения  электронов  в  атомах  на  ничтожно  малое
расстояние  пылает  вольтова  дуга  и  излучает  сияние  нить
электрической  лампы  накаливания.  Многообразные  виды
 1  Ангстрем  (1А)  равен  0,000  000  000  1  м.
 3*  35

излучения,  будь  то  светящийся  циферблат  часов  или
сверкание  раскаленного  металла,  мягкий  свет  люминес¬
центных  светильников  или  «фонарики»  глубоководных
светящихся  рыб  —  все  они  рождаются  электронами.
 В  зависимости  от  того,  с  какого  энергетического  уровня
и  на  какой  «путешествуют»  электроны,  атомы  освобождают
фотоны,  могущие  быть  лучом  красного,  оранжевого,  жел¬
того,  зеленого,  голубого,  синего  или  фиолетового  цвета.
 Свет  звезд  и  непрерывно  льющиеся  к  нам  на  Землю
потоки  солнечных  лучей  свидетельствуют  о  том,  что  рожде¬
ние  фотонов  есть  одна  из  главных  реакций,  происходящих
в  мире  атомов,  заполняющих  Вселенную.
 Огромный  водопад  таких  волн  низвергается  на  Землю.
Этому  заливающему  нас  потоку  солнечного  света  обязана
и  своим  появлением,  и  своим  существованием  жизнь  на
Земле.
 С  помощью  световых  волн  природа  ежегодно  рассти¬
лает  свою  «скатерть  самобранку»,  на  которой  и  ароматные
фрукты,  и  питательные  овощи,  и  вкусный  хлеб,  и  пьяня¬
щий  напиток  рубинового  цвета  —  все  созидается  с  помо¬
щью  солнечного  света  и  тепла.
 Капельки  живительного  потока  энергии  —  фотоны  —
выполняют  огромную  работу  в  микромире.
 Вообразите  себе  такую  картину:  какой-нибудь  атом
«подвешен»  к  молекуле  на  силовых  связях  и,  как  шарик  на
нитке,  колеблется  то  в  одну,  то  в  другую  сторону.
 Вдруг  в  этот  шарик  ударяет  «капелька»  света  —  фотон.
Если  удар  пришелся  в  тот  момент,  когда  атом  двигался  от
нагоняющего  его  фотона,  то  движение  атома  в  эту  сторону
будет  усилено.  Атом  поглотит  энергию  фотона  и  приобре¬
тет  'больший  размах  колебаний.
 Другое  получится,  когда  удар  произойдет  на  встречных
направлениях.  Капелька  света  «отскочит»  от  летящего
навстречу  атома,  как  капля  дождя  от  гладкой  поверх¬
ности  тела.
 В  первом  случае  мы  имеем  дело  с  поглощением  света,
во  втором  —  с  отражением.
 «Разбрызгиваемые»  фотоны  ощущаются  нами  как  цвет.
Нарядные  цветы  шлют  нам  свою  красочную  «улыбку».
Это  световые  волны  по-разному  отражаются  от  их  поверх¬
ности,  создавая  у  нас  ощущение  того  или  иного  цвета.
Одни  и  те  же  солнечные  лучи  падают  на  роскошную  розу,
распустившуюся  в  зелени  сада,  и  на  незабудку.  Но  лепест-
 36

ки  розы  выглядят  красны¬
ми,  незабудки  —  голубы¬
ми,  а  листья  травы  —  зеле¬
ными.  В  этом  своеобразном
световом  «дожде»,  падающем
на  Землю,  «капельки»  све¬
та  имеют  разную  величину
энергии.
 То,  что  мы  назвали  уда¬
ром  фотона,  есть  воздействие
сил  электрического  и  магнит¬
ного  полей  на  атом  (а  это
и  есть  электромагнитная  вол¬
на).  Если  действие  этих  по¬
лей  совпадает  с  действием
колебаний  силовых  полей
атомов  вещества,  то  такие
частицы  резонируют,  т.  е.
поглощают  энергию  фото¬
нов.
 Так,  электромагнитные
волны  света,  пройдя  через  3^
красное  стекло,  представля¬
ют  собой  лишь  красные  лучи,
поскольку  остальные  погло¬
щаются  частицами  вещества
стекла.
 Голубое  стекло  пропу¬
скает  только  голубую  часть
спектра,  что  же  \  касается
красной,  желтой  и  фиолето¬
вой,  то  они  поглощаются  им  полностью,
леные  ослабляются.
 Все  окружающие  нас  видимые  тела  или  способны  све¬
титься  сами,  или  отражают  падающий  на  них  свет.
 Горящая  лампа,  яркая  звезда,  ослепительное  Солн¬
це—все  это  самосветящиеся  тела.  Они  непосредственно
излучают  световые  волны,  на  которые  реагирует  наш
глаз.
 Несветящиеся  тела  становятся  видимыми  лишь  благо¬
даря  способности  атомов  реагировать  на  падающие  све¬
товые  волны.  От  способности  атомов  поглощать  энергию
фотонов  зависит  и  окраска  этих  тел.
 а  синие  и  зе-
 37

Хирургия  молекул
 Химики  сейчас,  словно  опытные  хирурги,  производят
сложные  операции  в  молекулярном  организме.  С  помощью
своего  необычного  инструмента—фотона—они  неподра¬
жаемым  мастерством  «оперируют»  невидимые  моле¬
кулы.
 В  их  инструментарии  есть  фотоны  инфракрасных,  све¬
товых  и  ультрафиолетовых  лучей,  обладающие  различной
энергией.  У  фотонов  ультрафиолетовых  лучей  она  дости¬
гает  такой.  величины,  что  может  «разрезать»  молекулы
газов  на  атомы.  Обычно  же  энергия  фотонов  ультрафиоле¬
товых  лучей  равна  десяткам  электронвольт,  энергия
видимых  лучей  —  нескольким  единицам,  а  инфракрасных—
меньше  одного  электронвольта.
 Фотоны,  порождаемые  электронами  внутренних  слоев
атома,  имеют  энергию  от  десятков  тысяч  до  сотен  тысяч
электронвольт.  Это  рентгеновы  лучи  (волны).
 Фотоны,  испускаемые  атомными  ядрами  радиоактивных
элементов,  так  называемые  гамма-лучи  (волны),  обладают
энергией  от  нескольких  сотен  тысяч  до  20  миллионов
электронвольт.
 Ученые  получили  искусственным  путем  фотоны  с  энер¬
гией,  измеряемой  сотнями  миллионов  и  миллиардами
электронвольт.  Ими  можно  разбить  на  части  атомное
ядро.
 Молекула,  подобно  всякому  материальному  телу,  обла¬
дает  объемом  и  формой,  поскольку  она  построена  из  мате¬
риальных  частиц  —  атомов.  Она  является  наименьшей
частицей  —  носительницей  свойств  вещества.
 Поглощенный  квант  света  вызывает  в  молекуле  физи¬
ческое  или  химическое  изменение.  Энергия  кванта  или
разрывает  химическую  связь  в  молекуле,  отчего  она  рас¬
падается  на  две  части,  или  присоединяет  к  молекуле  одного
вещества  молекулу  другого.  Этой  энергии  может  хватить
и  на  то,  чтобы  переместить  один  из  атомов  внутри  моле¬
кулы.  Так,  некоторые  бесцветные  красители  под  воздей¬
ствием  ультрафиолетовых  лучей  отдают  два  атома  водорода
другому  веществу  и  приобретают  окраску.
 Метиленовый  голубой  краситель,  наоборот,  при  облу¬
чении  присоединяет  водород,  беря  его  от  легко  отдающего
вещества,  и  в  связи  с  этим  выцветает,  что  связано  с  пе¬
рестройкой  его  молекулы  под  влиянием  энергии  фотона.
 38

Выцветание  тканей  причиняло  много  беспокойства
текстильщикам  и  заставляло  их  на  протяжении  десяти¬
летий  заниматься  поисками  устойчивых  красителей.  Рас¬
крытие  сущности  процесса  выцветания  помогло  решить
эту  задачу  и,  кроме  того,  дало  возможность  сделать  целый
ряд  необычайно  важных  открытий,  используемых  сейчас
в  фотографической  технике.
 Обычная  фотоэмульсия,  в  отличие  от  глаза,  восприни¬
мает  световые  лучи  в  меньшем  диапазоне.  Она  почти  не
чувствительна  к  лучам,  имеющим  длину  волны  от  500
до  760  миллионных  долей  миллиметра.  Поэтому  фото¬
графы,  проявляя  снимки  при  красном  свете,  не  боятся
засветить  их.  Однако  такая  фотоэмульсия  мало  чувстви¬
тельна  к  зеленым  и  почти  совсем  нечувствительна  к  жел¬
тым,  оранжевым  и  красным  лучам.  Вследствие  «цветовой
слепоты»  она  дает  неполноценные  снимки.
 «Не  было  бы  счастья,  да  несчастье  помогло»,—говорит
пословица.  Не  получить  бы  хороших  снимков,  да  на
выручку  пришли  плохие  цианиновые  красители,  от  кото¬
рых  текстильщики  отказались,  потому  что  они  выцветают
на  ткани  от  света.
 Молекулы  красителей
 Легкость,  с  которой  молекулы  цианиновых  красителей
принимают  фотон  света,  а  затем  снова  отдают  его  в  виде
излучения,  открыла  им  широкий  путь  в  фотографии.
 В  обычной  фотоэмульсии  бромистое  серебро  способно
выделить  атомы  серебра  лишь  при  воздействии  коротко¬
волнового  излучения,  т.  е.  под  влиянием  лучей  голубого,
синего  и  фиолетового  цветов.  Лучи  зеленого,  желтого,
оранжевого  и  красного  цветов  на  бромистое  серебро  не
действуют.
 Добавляя  в  фотоэмульсию  цианиновые  красители  —
сенсибилизаторы,—  ей  стали  придавать  чувствительность
к  зеленым,  желтым,  оранжевым  и  красным  цветам.
 Один  из  таких  красителей  —  псевдоцианин,—  имею¬
щий  оранжевый  цвет,  сообщает  фотоэмульсии  чувстви¬
тельность  к  зеленым  и  частично  к  желтым  цветам.  Покры¬
тые  такой  эмульсией  фотопластинки  называют  ортохрома¬
тическими,  что  в  переводе  означает  «правильно  передающие
цвета».  Название  это  не  соответствует  действительности,
так  как  на  снимке  правильно  передается  только  зелень
 39

растительных  пейзажей,  а  не  все  цвета.  Кроме  того,  орто¬
хроматические  пластинки  совсем  не  удовлетворяют  тре¬
бованиям  портретной  съемки,  где  необходима  чувствитель¬
ность  фотоэмульсии  к  оранжевым  и  красным  цветам.
 Недостаток  ортохроматических  пластинок  химики
устранили  добавкой  к  фотоэмульсии  синего  красителя  —
пинацианола.  Фотопластинки,  в  эмульсию  которых  вве¬
дены  красители-сенсибилизаторы,  повышающие  чувстви¬
тельность  к  зеленым,  желтым  и  красным  цветам,  назы¬
вают  панхроматическими,  охватывающими  цсе  цвета.
 Все  новые  и  новые  молекулы  сенсибилизаторов
«строятся»  в  лабораториях  химиков.  Среди  них  есть
и  такие,  которые  позволяют  делать  снимки  в  темноте,  фото¬
графировать  невидимые  предметы,  излучающие  тепло,
снимать  объекты  с  больших  расстояний  и  многое  другое.
При  помощи  сенсибилизаторов  готовятся  фотоматериалы
для  физиков,  химиков,  астрономов,  рентгенологов.
 Светящиеся  молекулы
 Ежедневно,  как  только  Солнце  скрывается  за  гори¬
зонтом,  мы  включаем  электрическую  лампу,  и  электроны
заставляют  серую  вольфрамовую  проволочку  конкуриро¬
вать  с  дневным  светом.  Однако  в  световую  энергию  превра¬
щается  при  этом  менее  одного  процента  энергии,  получае¬
мой  от  сжигания  топлива  на  электростанции.  Иными  сло¬
вами,  оплачивая  электроэнергию  по  счетчику,  мы  из  каж¬
дого  рубля  платим  за  свет  лишь  копейку,  а  остальные
99  копеек  вынуждены  вносить  за  всевозможные  потери.
 Подобное  расточительство  при  электрическом  освеще¬
нии  является  следствием  того,  что  химическую  энергию
приходится  переводить  сначала  в  тепловую,  затем  в  меха¬
ническую,  электрическую  и,  наконец,  в  световую.
 Но  и  от  электролампы  мы  не  получаем  всей  дошедшей
до  нас  энергии.  Почти  97%  ее  теряется  в  виде  тепла,
и  только  около  3%  используется  как  свет  —  настолько
несовершенны  еще  лампы  накаливания.
 Выходит,  с  учетом  неэкономичности  лампы,  мы  полу¬
чаем  от  нее  света  даже  не  на  копейку,  как  сказано  выше,
а  всего  на  0,03  копейки.
 Таким  образом,  лампу  накаливания  следовало  бы  пра¬
вильнее  назвать  нагревательным,  а  не  осветительным
прибором.
 40

Намного  эконо¬
мичнее  станет  лампа,
если  пропускать  в
ней  электрический
ток  не  через  металл,
а  через  газ.  Электро¬
ны,  пролетая  в  газе,
возбуждают  его  атомы
и  ионизируют  их.  Ио¬
низированный  газ—
проводник  электри¬
чества,  а  возбужден¬
ные  атомы  —  источники  света.  Поэтому  в  некоторых  га¬
зосветных  лампах  около  70%  потребляемой  ими  энер¬
гии  превращается  в  свет.
 Советские  ученые  под  руководством  академика  С.  И.  Ва¬
вилова  открыли  еще  более  экономичные  источники  света:
они  получили  составы,  светящиеся  в  темноте.
 —  В  чем  секрет  подобного  свечения?—  спросите  вы.
 Чтобы  ответить  на  этот  вопрос,  придется  сделать  не¬
большое  отступление.
 Обычная  молекула  не  вся  прозрачна  для  падающих
световых  лучей.  Подсчитано,  что  непроницаемая  часть
молекулы  в  100  раз  меньше  всей  ее  площади.  Как  только
квант  ударяет  в  эту  непроницаемую  часть,  он  поглощается,
а  электрон,  поглотив  энергию,  переходит  на  высший
энергетический  уровень.  При  возвращении  его  на  низший
уровень  излучается  фотон  света.
 Такое  излучение  называется  люминесценцией  (от  ла¬
тинского  слова  «люмен»—  свет).
 Люминесценция  может  быть  вызвана  не  только  лучи¬
стой  энергией.  Она  возникает  также  в  результате  приложе¬
ния  механической
энергии.  Сахар-рафи¬
над  светится,  когда
его  колют.  В  темноте
это  хорошо  видно.
Если  положить  на
наковальню  несколь¬
ко  кристалликов
азотнокислой  соли
урана  и  ударить  по
ним  молотком,  они
 41

озарятся  красивым  зеленым  светом.  Люминесценция,
возникшая  от  удара  или  трения,  называется  триболюми-
несценцией.
 Некоторые  тела  излучают  свет  под  действием  рентге¬
новых  лучей  (рентгенолюминесценция),  а  также  электри¬
ческого  тока  (электролюминесценция).
 Электролюминесценция  обладает  поистине  чудесными
свойствами.  У  пластины,  на  которую  нанесен  слой  люми¬
нофора,  а  поверх  него  еще  слой  полупроводника,  оказы¬
вается  отличная  «память».  Этим  можно  воспользоваться
для  создания  всякого  рода  запоминающих  устройств.
Стоит  на  такую  пластину,  когда  к  ней  подключен  электри¬
ческий  ток,  спроектировать  любое  изображение,  и  она
надолго  «запомнит»  это  изображение.  Получится  нечто
вроде  светящейся  фотографии.  Но  если  отключить  ток,
изображение  исчезнет.
 Экран  телевизора  светится  под  влиянием  падающих
на  него  электрически  заряженных  частиц  —  электронов.
Это  так  называемая  катодолюминесценция.  Без  нее  немыс¬
лимы  телевидение  и  радиолокация.
 Люминесценция  в  технике  и  в  быту
 В  трубке  телевизионного  приемника  электронный  луч
движется  по  люминесцирующему  экрану.  Приходящие
сигналы  управляют  интенсивностью  электронного  луча
во  время  его  пробега  по  экрану,  что  в  свою  очередь  сказы¬
вается  на  яркости  свечения  люминофора.  Получаются
темные  и  светлые  пятнышки,  составляющие  изображение.
 В  радиолокации  электронный  луч  рисует  на  люминес-
цирующем  экране  светящуюся  кривую.  Приходящий
сигнал  регистрируется  на  этой  кривой  в  виде  всплеска.
 В  тех  случаях,  когда  требуется  несколько  задержать
изображение  на  экране,  используют  специальные  люмино¬
форы,  обладающие  большим  послесвечением.
 Катодолюминесценция  помогла  ученым  разрешить  еще
одну  проблему  —  видение  в  темноте.  Это  удалось  сделать
при  помощи  электронно-оптического  преобразователя,
представляющего  собой  стеклянную  трубку  с  двойным
дном.  Из  междудонного  пространства  такой  трубки  выка¬
чан  воздух.  На  внутреннюю  поверхность  одного  дна  нане¬
сен  тонкий  слой  соединения  металла  цезия  (фотокатод),
а  на  внутреннюю  поверхность  другого  дна  —  тонкий  слой
 42

люминофора.  Если  на  наружную  поверхность  фотокатода
направить  инфракрасные  лучи,  то  они,  пройдя  сквозь
стекло,  «вырвут»  электроны  из  цезия.  Те,  в  свою  очередь,
будучи  направлены  при  помощи  электронной  оптики  на
люминесцирующий  экран,  вызовут  свечение  этого
экрана.
 Так  невидимые  лучи  преобразуются  в  световые,  а  изо¬
бражение  какого-либо  предмета  переходит  с  фотокатода
на  люминесцирующий  экран.
 Применение  люминесценции  чрезвычайно  многообразно.
 Спектр  излучения  и  длительность  свечения  у  каждого
люминесцирующего  вещества  свои.  Эта  особенность  поло¬
жена  в  основу  так  называемого  люминесцентного  анализа.
 Люминесценция  дает  возможность  переводить  в  свет
любую  форму  энергии:  механическую,  электрическую,
химическую  и  даже  лучистую,  минуя  при  этом  тепловое
звено.
 Замена  неэкономичного  электрического  света  люми¬
несцентным  представляет  большое  значение.
 Подсчеты  показывают,  что  каждая  стоваттная  лампа
люминесцентного  света  экономит  за  свою  «жизнь»  около
2  тысяч  киловатт-часов  энергии,  потребляяеевтроеменыне,
чем  лампа  накаливания.  По  всей  стране  у  нас  ежегодно
расходуется  на  освещение  примерно  15  миллиардов  кило¬
ватт-часов  электрической  энергии.  При  новых  лампах
государство  экономило  бы  каждый  год  чуть  ли  не  10  мил¬
лиардов  киловатт-часов  энергии.
 Советские  ученые  получили  светящиеся  составы  «по¬
стоянного»  действия.  Роль  фотонов  выполняют  в  них  лучи
радиоактивных  веществ,  добавленных  в  ничтожных  и  со¬
вершенно  безопасных  количествах.  Покрывая  таким  соста¬
вом  потолки  помещений,  можно  получить  новый  тип  лампы,
не  нуждающейся  в  аккумуляторах  или  каких-либо  иных
источниках  электроэнергии.  Срок  службы  ее  измеряется
десятилетиями  и  определяется  скоростью  распада  радио¬
активного  вещества.
 Интересное  применение  находит  электролюминесцен¬
ция.  Она  характеризуется  тем,  что  люминофор  преобра¬
зует  переменное  напряжение  в  видимый  свет.  Для  этого
пользуются  пластмассой,  покрытой  люминофором,  и  элект¬
ропроводящим  стеклом,  которое  и  само  по  себе  предста¬
вляет  немалый  интерес.  Его  получают  осаждением  на
поверхности  обычного  стекла  очень  тонкой  прозрачной
 43

пленки  двуокиси  олова.  Пленка  эта  является  проводником
электрического  тока.  Такое  стекло,  кстати  сказать,  можно
применять  для  остекления  самолетов,  автомобилей,  им
можно  пользоваться  как  отопительными  элементами  в  поме¬
щениях.  Его  можно  применить  в  качестве  токопроводящих
деталей  в  радиоаппаратуре.  Отопление  зданий  при  помощи
панелей  с  прозрачными  покрытиями  имеет  ряд  преиму¬
ществ  перед  существующей  системой  водяного  отопления,
а  именно:  оно  гигиенично,  что  имеет  важное  значение  при
использовании  электроотопления  в  лабораториях,  боль¬
ницах,  детских  яслях,  детских  садах  и  тому  подобных
помещениях,  а  также  удобно  и  просто  в  обслуживании.
 Электропроводящее  стекло  нужно  и  для  освещения  све¬
тящимися  панелями.  Порошок  активированного  ,  серни¬
стого  цинка  вводится  в  какую-либо  пластмассу,  из  кото¬
рой  потом  прокатываются  пленки  толщиной  в  несколько
десятков  микронов.  Они  служат  изолирующими  проклад¬
ками  между  пластинами,  изготовленными  из  прозрачного
электропроводящего  материала.
 Подключив  такую  панель  к  источнику  переменного
электрического  тока,  можно  заставить  светиться  всю
поверхность  плоской  «лампы».  Толщина  панели  несколько
миллиметров,  а  поверхность  практически  может  быть
любых  размеров.  Такую  лампу  можно  вделать  в  стену,
в  потолок,  в  переборку  корабля,  а  то  и  просто  положить
на  стол  или  «вложить»  в  книгу,  читая  ее.
 Светящимися  могут  быть  сделаны  не  только  потолок
и  стены,  но  также  двери,  ступеньки,  баллюстрады,  купола
или  какие-либо  другие  элементы  строений.  Светящиеся
панели  можно  будет  монтировать  прямо  в  мебель  и  даже
в  драпировки,  так  кай  люминесцентные  листы  могут  быть
сделаны  такими  же  гибкими,  как  и  ткань.
 Химическое  освещение
 Еще  в  незапамятные  времена  человек  с  помощью  огня
начал  удлинять  день.  И  потом  в  длинные  темные  ночи,
сидя  с  горящей  лучиной,  мечтали  люди  о  пере  «жар-птицы»,
мысленно  снаряжая  в  поиски  за  этим  самосветящимся
пером  своего  любимого  героя  сказки.  В  наши  дни  перо
жар-птицы  найдено.  Это  люминесцентные  источники  света.
 С  появлением  люминесцентных  ламп  даже  само  понятие
«лампа»,  обозначающее  нечто  хрупкое  и  недолговечное,
 44

теряет  свой  смысл.  Появляется  прочный,  «вечно»  дейст¬
вующий  светильник.  Но  и  у  него  оказался  конкурент  —
это  химическое  освещение.
 Сказочно  красиво  выглядит  с  борта  корабля  ночное
свечение  моря.  Лишь  только  нос  корабля  коснется  воды,
как  из  таинственных  глубин  как  бы  выливается  на  поверх¬
ность  расплавленное  серебро.  Это  микроскопические  свет¬
лячки,  словно  плавающие  искорки,  обливают  потоком
света  разрезаемые  металлом  воды.  А  за  кормой,  на  черной
пучине  вод,  расстилается  огромный  огненный  ковер.
 Феерическую  картину  вырисовывают  в  нарушенном
покое  вод  микроскопические  тельца  плавающих  живых
искорок,  так  называемых  ночесветок.
 Море  особенно  богато  светящимися  животными.  Неко¬
торые  из  них  вспыхивают  зеленым  смарагдом,  другие
отливают  лиловым  аметистом,  третьи  сверкают  сквозь
толщу  воды  подобно  сказочным  сокровищам  затонувшей
испанской  Армады.
 На  дне  моря  то  фиолетовыми,  то  красными,  то  оранже¬
выми  огнями  светятся  коралловые  кусты.
 В  воде,  словно  зажженные  люстры,  плавают  медузы.
 С  «горящими  фонариками»  носятся  по  морским  глуби¬
нам  различные  рыбы.
 Но  не  только  море  является  обладателем  светящихся
в  темноте  животных.  Правда,  в  меньшем  количестве,  но  их
можно  найти  и  на  земле  среди  растительного  и  животного
царства.  Это  микроскопические  тельца,  заселяющие  пни
и  грибы,  а  также  «Ивановы  светлячки».
 Ученые  давно  уже  заинтересовались  веществом,  которое
излучает  свет  в  организмах  светящихся  животных.  Из
«фонарика»  светлячка  удалось  выделить  два  вещества:
люциферин  и  люциферазу.  Каждое  в  отдельности  эти
вещества  не  испускают  видимых  лучей,  но  при  слиянии
они  дают  свечение.
 И  люциферин,  и  люцифераза  представляют  собой  слож¬
ные  белковые  соединения.  Люциферин  способен  окисляться
кислородом  воздуха  и  переходить  в  оксилюциферин.  Реак¬
ция  окисления  сопровождается  выделением  кванта  энер¬
гии,  который  поглощает  люциферазу,  выделяя  взамен
него  фотон  света.  Люцифераза  в  процессе  окисления  играет
роль  биологического  катализатора  —  фермента.
 Подсчеты  показали,  что  химическая  энергия,  обеспе¬
чивающая  «живой»  свет,  необычайно  экономично  исполь-
 45

зуется  организмом  светящихся  животных.  Около  половины
энергии  окисления  превращается  в  световую,  остальная
расходуется  в  виде  тепла.  Это  намного  превышает  эконо¬
мичность  всех  применяемых  человеком  источников  света.
 Почему  же  люди  до  сих  пор  не  используют  химическую
реакцию  для  освещения?  Да  только  потому,  что  и  люци-
ферин,  и  люцифераза  имеют  очень  сложные  белковые  моле¬
кулы,  состоящие  из  сотен  тысяч  атомов.  Синтезировать  их
пока  не  удалось.
 Но  химикам  все  же  известны  другие  реакции,  при  кото¬
рых  с  помощью  химической  энергии  можно  получить  све¬
товую.  Ацетилен,  взаимодействуя  с  хлором,  дает  яркое
чпшамя,  имеющее  температуру  80  градусов.  Окисление
перекисью  водорода  щелочного  раствора  пирогаллола
и  формалина  сопровождается  кратковременным  свечением
в  течение  нескольких  минут.  Однако  при  этих  реакциях
в  энергию  светового  излучения  превращается  лишь  ничтож¬
ная  доля  химической  энергии.
 Недавно  открыты  в  тысячу  раз  более  экономичные  реак¬
ции,  сопровождающиеся  свечением.
 Реакция  окисления  перекисью  водорода  щелочного
раствора  триаминофталиевого  гидразида  сопровождается
замечательным  по  красоте  ярко-голубым  свечением,  дли¬
тельность  которого  исчисляется  часами  и  даже  днями.
Красивое  зеленое  свечение  в  течение  нескольких  часов
дает  и  окисление  перекисью  водорода  диметилдиакридило-
вых  солей.  Таким  образом,  первые  шаги  на  пути  к  овла¬
 дению  «живым»  светом
сделаны.  Недалеко  то
время,когда  эти  процессы
перейдут  из  химических
лабораторий  в  заводские
корпуса  и  жители  любо¬
го  уголка  нашей  страны
будут  иметь  химическое
освещение.
 До  сих  пор  мы  гово¬
рили  о  том,  как  ведут
себя  электроны  внутри
своего  маленького  доми¬
ка—атома.  Ачто  будет,  ес¬
ли  этот  беспокойный  «жи¬
лец»  вдруг  покинет  атом?

Глава  3
УПРАВЛЯЕМЫЙ  ЭЛЕКТРОН
 Испарение  электронов
 Хоть  и  крепко  удерживает  атом  электроны,  а  оторвать
их  все-таки  можно.  Делали  это  люди  еще  в  то  время,  когда
Демокрит  начинал  развивать  первое  учение  об  атомном
строении  вещества.  Натирая  янтарь  шерстяной  тканью,
они,  сами  того  не  зная,  «сдирали»  с  атомов  природной
смолы  электроны,  отчего  поверхность  янтаря  приобретала
положительный  заряд  электричества  и  начинала  притяги¬
вать  легкие  тела  —  пушинки  и  перышки.  Для  тогдашних
модниц  этот  заряженный  кусочек  смолы  служил  своеобраз¬
ной  щеткой.
 В  наши  дни  электроны,  оторванные  от  ядер  и  управляе¬
мые  силовыми  полями,  выполняют  огромную  работу.
 Электронные  «реки»  непрерывно  текут  по  проводам,
давая  свет,  тепло  и  энергию  городам  и  селам,  фабрикам
и  заводам.
 Электроны,  отнятые  от  атомов  с  помощью  световых
лучей,  выполняют  разнообразную  работу  в  чудесном
приборе,  называемом  фотоэлементом.
 Электрическое  поле,  движущее  электроны  по  прово¬
дам,  приводит  в  действие  миллионную  армию  станков

плавит  сталь,  обогревает  помещения.Эти  же  электроны  обес¬
печивают  разговор  без  проводов  и  видение  на  расстояние.
 Управляемый  электрон  обеспечил  сообщение  с  Луной,
он  позволил  послать  туда  первых  посланцев  человека  —
радиоволны  и  принять  их  на  Земле  после  отражения.
 Так  же,  как  молекулы  воды  испаряются  при  нагрева¬
нии,  электроны  «испаряются»  с  поверхности  металла  в  ре¬
зультате  повышения  их  энергии  при  подогревании  металла.
 На  испарение  электронов  с  поверхности  различных
металлов  требуется  разная  энергия.  Вольфрам,  например,
отдает  электроны  при  затрате  4,5  электронвольта.  Если  же
покрыть  поверхность  вольфрама  тонкой  пленкой  цезия,
то  эта  энергия  уменьшается  до  1,36  электронвольта.  Цезий
при  температуре  накала  около  1  000  градусов  может  дать
электронов  во  много  раз  больше,  чем  чистый  вольфрам.
 Возьмем  теперь  простейший  электронный  прибор  —
газосветную  лампу.  Это  стеклянная  трубка,  наполненная
неоном,  аргоном  или  аргоном  и  парами  ртути.  Количество
газа  в  трубке  и  сила  электрического  поля  между  катодом
и  анодом  лампы  подбираются  такими,  чтобы  электроны,
летящие  от  катода  к  аноду,  при  ударе  о  молекулы  газа
вызывали  свечение.  А  это  произойдет  в  том  случае,  когда
сила  удара  летящего  электрона  сможет  перевести  элект¬
рон  в  атоме  с  низшего  энергетического  уровня  на  выс¬
ший.  При  этом  произойдет  освобождение  фотона  —  газ
будет  светиться.  Трубка,  наполненная  неоном,  станет  све¬
титься  красным  цветом,  аргоном  —  фиолетовым,  а  аргоном
с  парами  ртути  —  голубым.
 Если  на  внутреннюю  поверхность  трубки  нанести  соот¬
ветствующий  люминофор,  т.  е.  вещество,  светящееся  под
воздействием  ультрафиолетовых  лучей,  то  сочетанием
цветного  свечения  газа  и  люминофора  можно  создать  любой
цвет  радуги  и  даже  дневной  свет.
 Газосветная  лампа,  несмотря  на  даваемый  ею  яркий  свет,
остается  холодной.  В  ней  потери  на  нагрев  во  много  раз
меньше,  чем  в  лампе  накаливания,  поэтому  и  экономич¬
ность  такой  лампы  «холодного»  света  намного  выше.
 «Бродячие»  электроны
 Когда  атомы  соединяются  в  молекулы,  то  образующаяся
новая  частица,  как  правило,  слабее  проявляет  и  магне¬
тизм,  и  способность  к  дальнейшим  химическим  превраще-
 48

ниям.  В  молекулах  связь  электронов  с  ядрами  атомов
прочнее,  чем  в  отдельных  атомах.  Если  из  таких  молекул
образуется  кристаллическое  тело,  оно  приобретает  ярко
выраженные  свойства  изолятора,  т.  е.  вещества,  не  прово¬
дящего  электрический  ток.
 Иное  наблюдается  в  кристаллах,  состоящих  не  из  моле¬
кул,  а  из  атомов.  При  охлаждении  жидкого  металла  соста¬
вляющие  его  атомы  вследствие  ослабления  теплового  дви¬
жения  сближаются.  Между  ними  сильнее  проявляется
межатомное  притяжение.  А  поскольку  эти  силы  у  оди¬
наковых  атомов  равны,  то  при  соединении  они  образуют
правильные  группы  —  кристаллы,  в  которых  атомы  сбли¬
жаются  настолько,  что  их  внешние  электроны  теряют
связь  с  ядром  своих  атомов,  становятся  достоянием  любого
другого  ядра  и  могут  свободно  перемещаться  в  металле.
 Таково  строение  большинства  металлов,  независимо
от  того,  сколько  электронов  из  внешнего  слоя  освободили
атомы  для  свободного  путешествия  по  межатомному  про¬
странству.
 В  кристалле  металла  атомы  располагаются  в  виде  про¬
странственной  решетки.  Свободные  электроны  переме¬
щаются  между  атомами  подобно  жидкости  с  той  только
разницей,  что  «электронная  жидкость»  налита  не  в  сосуд,
а  в  кристаллическую  решетку,  как  предположили  ученые.
Догадка  логична,  а  вот  как  ее  проверить?  Решение  под¬
сказал  следующий  опыт.
 В  стакан,  подвешенный  на  нитке,  налили  воду.  Закру¬
чивая  нить,  сосуд  с  его  содержимым  заставили  быстро
вращаться.  Когда  затем  быстро  остановили  стакан,  то
вода  в  силу  инерции  не  сразу  прекратила  вращение.  «Если
свободные  электроны,  подобно  воде,  действительно  пере¬
мещаются  между  атомами  под  воздействием  механических
сил,—  подумали  ученые,—  то  это  можно  проверить,  про¬
ведя  аналогичный  эксперимент».
 Они  взяли  металлическое  кольцо  и  придали  ему  быстрое
вращение  по  часовой  стрелке.  Находившаяся  поблизости
от  кольца  магнитная  стрелка  никак  не  реагировала  на
происходящее.  Однако  ее  поведение  моментально  изме¬
нилось,  как  только  вращение  прекратили.  Южный  полюс
ее  сразу  повернулся  к  кольцу,  указывая  на  то,  что  в  нем
появился  электрический  ток.  Значит,  это  по  инерции  про¬
должали  двигаться  свободные  электроны,  потому  что
электрический  ток  есть  упорядоченное  движение  электро-
 4  А.  Ф.  Буянов
 49

нов  по  проводнику.  Чтобы  поддерживать  такое  движение,
необходимо  иметь  специальный  возбудитель,  непрерывно
вызывающий  перемещение  электронов  по  замкнутой  цепи.
Таким  возбудителем,  например,  в  аккумуляторе  является
электрическое  поле,  рождаемое  химической  энергией,
а  в  динамомашине  —  магнитное  поле,  возникающее  под
воздействием  механической  энергии.
 С  открытием  электронных  возбудителей  появилась  воз¬
можность  превращать  механическую  энергию  воды,  ветра
или  пара  в  электрическую  и  использовать  ее  для  производ¬
ства  различных  работ  за  сотни  километров  от  места  полу¬
чения.
 Электроны  и  свойства  металлов
 Свободные  электроны  определяют  многие  свойства
металлов.  Если  их  достаточно  для  того,  чтобы  связать  поло¬
жительные  ионы,  то  металл  пластичен,  когда  же  свободных
электронов  мало,  он  хрупок.
 Если  связь  электронов  с  ионами  в  веществе  слабая,  то
улучшается  теплопроводность  вещества.
 Положите  перед  собой  металлический  и  деревянный
предметы.  Прикоснитесь  к  ним  рукой  и  определите,  какой
из  них  холоднее.  Наощупь  холоднее  покажется  первый,
хотя  температура  обоих  одинакова.  Это  объясняется  тем,
что  тепло  руки,  прикоснувшейся  к  металлу,  быстро  отво¬
дится  свободными  электронами  металла  вглубь.  Кровь
не  успевает  пополнять  потерю  этого  тепла,  и  мы  воспри¬
нимаем  поверхность  металлического  предмета  как  более
холодную.  В  дереве  же  свободных  электронов  почти  нет,
и  поэтому  отвод  тепла  не  происходит  здесь  так  быстро,
как  в  металле.
 При  слабой  связи  электронов  с  ионами  также  увеличи¬
вается  электропроводность,  потому  что  свободно  дви¬
жущиеся  электроны  переносят  электрический  заряд.
 Свойство  проводить  электрический  ток  можно  придать
и  некоторым  неметаллическим  телам,  если  подвергнуть
их  большому  давлению.  Так,  фосфор  под  давлением  в
40  тысяч  атмосфер  проводит  электрический  ток.  Ученые
полагают,  что  при  таких  условиях  в  нем,  как  и  в  металле,
электроны  наружных  слоев  обобщаются.  Снятие  давления
возвращает  фосфору  нормальные  свойства:  электроны
занимают  прежние  места.
 50

Электрическое  сопротивление  можно  представить  себе,
как  «трение»  электронов  при  движении  их  между  атомами
кристаллической  решетки.  Это  свойство  металлов  человек
научился  выгодно  использовать.
 Тепло  электрического  утюга,  плитки,  чайника  и  дру¬
гих  нагревательных  приборов  есть  результат  трения  дви¬
жущихся  электронон  о  неподвижный  «скелет»  кристалли¬
ческой  решетки.  Энергия  электронов,  переданная  при  этом
атомам,  порождает  тепловое  движение  атомов,  обеспечи¬
вая  высокую  температуру  накала  в  специальных  провод¬
 никах  всевозможных  электрических  приборов  или  свече¬
ние  вольфрамовой  нити  в  лампочке.
 Атомы  в  кристаллической  решетке  все  время  совершают
колебания.  Интенсивность  этих  колебаний  зависит  от
 4*  51

температуры  и  от  того,  насколько  правильно  связаны
атомы  в  кристаллической  решетке.
 В  металле  колеблющиеся  атомы  вызывают  сопротивле¬
ние  движению  электронов.  Исследуя  зависимость  электро¬
проводимости  от  правильности  кристаллической  решетки,
ученые  убедились,  что  можно  создавать  сплавы  с  требуе¬
мым  электрическим  сопротивлением.  Так  был  получен
сплав  манганин,  обладающий  одним  и  тем  же  сопротивле¬
нием  при  изменении  температуры  от  нормальной  до  близ¬
кой  к  абсолютному  нулю.
 А  можно  ли  получить  проводник,  совершенно  не  имею¬
щий  сопротивления?
 Советские  ученые  А.  И.  Шальников  и  другие,  прово¬
дившие  исследования  в  области  сверхпроводимости,  отве¬
тили  своими  трудами—да,  можно!
 Исследуя  электропроводность  металлов  при  темпера¬
турах,  близких  к  абсолютному  нулю,  они  обнаружили,
что  олово,  свинец,  ртуть,  алюминий,  цинк  и  некоторые
другие  металлы,  охлажденные  до  температуры  не  намного
выше  абсолютного  нуля,  совершенно  не  оказывают  сопро¬
тивления  электрическому  току.
 В  изоляторе  свободных  электронов  или  совсем  нет,  или
они  имеются  в  очень  малом  количестве.  Вследствие  этого
электропроводность  у  изолятора  отсутствует.  В  полупро¬
водниках  свободных  электронов  больше.  Поэтому  они
пропускают  электрический  ток.  Однако  здесь  он  намного
слабее,  чем  в  проводниках.  В  сверхпроводниках  колеба¬
ния  атомов  кристаллической  решетки  настолько  умень¬
шаются,  что  электроны  совсем  не  встречают  препятствий
при  своем  движении.
 Но  освободить  электроны  от  ядерной  зависимости  —
это  еще  далеко  не  все,  если  мы  намерены  заставить  их
работать  в  различных  электронных  приборах.  Главное
заключается  в  том,  чтобы  управлять  их  движением.
 Лучезарный  электрон
 Герои  фантастических  повестей  иногда  совершают  свои
путешествия  со  сверхсветовой  скоростью.  Аппараты  для
таких  путешествий  создаются  писателями  —  людьми,  для
которых  не  существует  невозможного.  Правда,  конструи¬
руя  такой  аппарат,  писатель  заранее  готовит  себя  к  пуб¬
личному  сечению  на  многолюдных  площадях  —  на  стра-
 52

ницах  того  или  иного  печатного  органа.  В  качестве  экзеку¬
торов  в  таких  случаях  обычно  выступают  ученые.  Их  те¬
зис  лаконичен:  природа  не  допускает  скорости  движения
частиц  выше,  чем  скорость  света.  Однако  к  такой  форму¬
лировке  следует  сделать  существенное  дополнение.  Но  к
этому  вернемся  несколько  позднее,  а  сейчас  расскажем
о  явлении,  открытом  советским  ученым  П.  А.  Черенковым,
свидетельствующем  о  том,  что  электрон  может  обго¬
нять  свет.
 Электрон  был  открыт  еще  в  прошлом  столетии.  Но  все
данные,  собранные  о  нем  на  протяжении  полувека,  ученые
получили  косвенным  путем.  Прежде  электрон,  как  уэллсов¬
ский  человек-невидимка,  мог  быть  обнаружен  лишь  по
«следам»,  которые  он  оставлял  на  фотопластинке  в  камере
Вильсона,  или  по  вспышкам  на  люминесцирующем  экране.
А  вот  он  впервые  засвидетельствовал  реальность  своего
существования,  излучая  электромагнитные  волны,—
электронный  пучок  в  ускорителе  блестел  яркой  полоской
голубовато-белого  цвета.
 Свечение  электронов  в  ускорителе  —  не  единственная
возможность  видеть  эти  частицы.  Советский  ученый
П.  А.  Черенков,  работавший  под  руководством  академика
С.  И.  Вавилова,  в  1934  году  открыл  излучение  электронов,
появляющееся  при  движении  их  в  какой-либо  среде.
 Химически  чистые  жидкости  —  воду,  глицерин,  сер¬
ную  кислоту  —  он  облучал  гамма-лучами.  Отрываемые
от  молекул  жидкости  электроны  обладали  скоростью
движения  большей,  чем  скорость  распространения  света
в  этом  веществе.
 Максимальная  скорость,  существующая  в  природе,  есть
скорость  света,  равная  299  776  километрам  в  секунду.
Округленно  ее  принимают  за  300  тысяч  километров  в
секунду.  С  такой  быстротой  свет  распространяется  в  «пус¬
тоте».  Это  то  существенное  дополнение  к  аргументам  уче¬
ных,  о  которых  мы  говорили  выше.  Черенков  же  изучал
движение  электронов  в  жидкостях,  где  скорость  света
замедляется,  а  у  электронов  она  остается  такой  же,  как
и  в  пустоте.  В  воде  свет  проходит  в  секунду  225  тысяч
километров,  а  электроны  —  почти  300  тысяч  километров.
 Движение  электронов  в  химически  чистых  жидкостях
сопровождается  свечением  в  виде  сияющего  конуса,  ось
которого  совпадает  с  направлением  частиц.  Раструб
конуса  направлен  вперед  от  летящей  частицы.  Это  явле-
 53

ние,  теоретически  обоснованное  в  1937  году  советскими
учеными  И.  Е.  Таммом  и  И.  М.  Франком,  называют  теперь
свечением  Черенкова.
 Открытие  Черенкова  относится  не  только  к  электронам,
но  и  к  другим  электрически  заряженным  частицам,  напри¬
мер  протонам,  мезонам.
 Итак,  заряженная  частица  при  очень  быстром  движении
излучает  свет.  По  пути  своего  движения  она  теряет  часть
энергии  в  виде  лучезарного  следа.  Это  существенно  отли¬
чает  свечение,  открытое  Черенковым,  от  люминесцентного
свечения,  в  котором  светится  среда,  т.  е.  молекулы  или
атомы  под  воздействием  летящих  частиц.  Открытие  совет¬
ского  ученого  легло  в  основу  способов  определения  ско¬
рости,  массы,  знака  заряда  и  даже  направления  полета
быстрых  частиц.
 В  настоящее  время  разработаны  многочисленные  методы
регистрации  заряженных  частиц  специальными  прибо¬
рами  —  счетчиками  Черенкова.  Они  широко  применяются
учеными  всех  стран  при  экспериментах  на  ускорителях,
дающих  частицы  большой  энергии.  В  1955  году,  например,
при  их  помощи  были  открыты  античастицы  —  антипро¬
тоны.
 За  открытие  явления  свечения  электронов,  а  также  за
разработку  теории  этого  явления  советским  ученым
П.  А.  Черенкову,  И.  Е.  Тамму  и  И.  М.  Франку  в  1958  г.
Шведская  Академия  наук  присудила  Нобелевскую  премию
по  физике.
 Электрический  глаз
 Мы  уже  говорили  о  том,  что  в  металлах  много  электро¬
нов,  свободно  движущихся  в  кристаллической  решетке.
Энергия  их  движения  в  некоторых  металлах  столь  велика,
что  для  «испарения»  их  достаточно  воздействия  световых
лучей.  На  этом  основано  устройство  специального  при¬
бора  —  фотоэлемента,  который  прекрасно  «видит»  в  тем¬
ноте  и  в  тумане,  «просматривая»  расстояние  в  сотни  раз
большее,  чем  самый  зоркий  человеческий  глаз.
 Во  многих  случаях  фотоэлемент  заменяет  труд  чело¬
века.  Он  регулирует  температуру  в  термостатах,  фотогра¬
фирует,  считает,  взвешивает  и  выполняет  сотни  других,
самых  разнообразных  работ.
 Фотоэлемент  представляет  собой  маленькую  стеклян¬
ную  колбочку,  на  внутренней  поверхности  которой  на
 54

слой  серебра  нанесена  тончайшая  пленка  цезия,  цирко¬
ния,  калия,  натрия  или  еще  какого-либо  чувствитель¬
ного  к  свету  металла.
 К  двум  проводникам,  выведенным  из  колбочки,  при¬
креплены  металлические  ножки.  Одна  из  них  соединена
со  светочувствительным  металлом  —  фотокатодом,  а  дру¬
гая  —  с  входящим  внутрь  металлическим  колечком  —
анодом.
 Небольшое  расстояние  между  катодом  и  анодом  —
все-таки  огромный  путь  для  ничтожно  малых  электронов.
Если  электрон  мысленно  увеличить  до  размеров  футболь¬
ного  мяча,  изменив  соответственно  расстояние  от  катода
до  анода,  то  пролетаемый  им  путь  будет  примерно  равен
расстоянию  от  Земли  до  Луны.
 Велика  сила  электрического  поля,  толкающего  элек¬
трон.  Футболист,  если  бы  он  обладал  подобной  силой,
одним  ударом  забил  бы  мяч  на  Луну.
 Фотоэлемент  преобразует  свет  в  электрическую  энер¬
гию.  Фотоны,  падая  на  светочувствительный  металл,
повышают  энергию  свободных  электронов,  и  они,  порывая
связь  с  ионами  кристаллической  решетки,  вылетают  из
металла.
 Если  фотоэлемент  в  этот  момент  включен  в  электри¬
ческую  цепь,  то  силовое  поле,  словно  ветер,  несет  оторван¬
ные  электроны  от  катода  к  аноду  —  это  появляется  элек¬
трический  ток.  Но  стоит  только  погасить  источник  света,
как  мгновенно  прерывается  и  поток  электронов.  Они
остаются  в  сфере  притяжения  ионов  кристаллической
решетки,  и  ток  в  цепи  прекращается.
 При  освещении  фотоэлемента  от  катода  к  аноду  еже¬
секундно  проносятся  миллиарды  электронов,  но  электри¬
ческий  ток  они  дают  весьма  слабый.  Его  необходимо  уси¬
лить,  иначе  он  не  в  состоянии  производить  достаточно
ощутимой  работы.
 Усилить  электрический  ток  можно  и  в  самом  фото¬
элементе,  если  наполнить  колбочку  неоном,  аргоном  или
другим  химически  неактивным  газом.  Электроны,  выби¬
тые  фотонами  из  светочувствительного  металла,  на  пути
к  аноду  встретят  молекулы  газа  и  оторвут  от  них  новые
электроны.  Образовавшийся  при  этом  ток  в  некоторых
случаях  все  же  необходимо  еще  усилить,  что  делают  при
помощи  одной  или  нескольких  радиоламп.  Только  тогда  он
в  состоянии  привести  в  действие  электромагнитное  реле  —
 55

прибор,  способный  замыкать,  размыкать  и  переключать
электрические  цепи,  в  которых  протекают  промышлен¬
ные  токи.
 Фотоэлемент,  объединенный  с  усилителем  и  электро¬
магнитным  реле  и  помещенный  в  небольшую  коробочку,
называется  фотореле.  Этот  приборчик  может  выполнять
самую  разнообразную  работу.  При  его  помощи  сортируют
плоды,  проверяют  степень  белизны  ткани,  свежесть  кури¬
ных  яиц  и  т.  д.
 На  производстве  этот  зоркий  глаз  выполняет  сложные
и  ответственные  операции:  контролирует  различные  про¬
цессы,  предупреждает  об  опасности  и  т.  д.  В  лаборато¬
риях  он  производит  точный  анализ,  туристам  в  горах  поз¬
воляет  разговаривать  без  проводов  на  значительном  рас¬
стоянии  друг  от  друга.
 Фотоэлементы  помогли  также  ученым  озвучить  кино.
 Мы  познакомились  с  теми  приборами,  где  электроны
отрываются  фотонами  видимого  света.  Но  есть  металлы,
способные  «испарять»  электроны  под  воздействием  инфра¬
красных  лучей.  На  этом  принципе  основано  устройство
электронного  телескопа.
 Лампа  накаливания  дает  много  инфракрасных  лучей.
Их  легко  отделить  от  остальных  с  помощью  эбонитового
фильтра.  Такие  лучи  дают  возможность  видеть  скрытые
в  темноте  и  в  тумане  предметы.  Пучок  их,  направленный
в  пространство,  отражается  от  встреченного  препятствия.
Часть  лучей  возвращается  обратно  и  воспроизводит  на
фотокатоде  прибора,  называемого  электронно-оптическим
преобразователем,  электронное  изображение  облучаемого
предмета  (препятствия).  Это  изображение  переносится
затем  на  люминесцирующий  экран  и  становится  видимым.
Так  работают  электронные  телескопы,  которые  устанав¬
ливаются  на  кораблях,  в  самолетах,  на  снайперских
ружьях.
 Но  применение  фотоэлементов  далеко  не  исчерпывает¬
ся  описанными  устройствами.
 Нетрудно  представить  себе,  как  много  нового  может
принести  нам  «электрический  глаз»,  способный  воспри¬
нимать  лучи  видимого  света  и  невидимые  ультрафиоле¬
товые  и  инфракрасные  лучи,  когда  уже  сейчас  ученые
умеют  усиливать  ток  фотоэлемента  в  миллиард  раз,
причем  считают,  что  это  далеко  не  предел  возможного  уси¬
ления.
 56

Телевидение
 Основы  электронной  передачи  изображения  на  рассто¬
яние  заложены  профессором  Петроградского  технологи¬
ческого  института  Б.  Л.  Розингом.  Он  использовал  для
этого  электронно-лучевую  трубку,  главной  деталью  кото¬
рой  является  специальный  прожектор,  светящий  мощным
лучом  из  электронов.
 Луч  такого  прожектора  выполняет  в  электронно-луче¬
вой  трубке  роль  электронного  карандаша,  мгновенно
воспроизводящего  на  ее  люминесцентном  экране  действия,
которые  происходят  где-то  далеко.  Рисуя  электричеством,
он  в  точности  воспроизводит  картины  футбольного  матча,
игру  артистов,  перерисовывает  целые  кинофильмы.  Он
способен  нарисовать  на  экране  телевизора  любую  картину,
на  которую  направлен  объектив  передающей  телевизион¬
ной  камеры.  Первая  такая  камера  была  изобретена  у  нас
С.  И.  Катаевым.  Он  совместил  в  ней  элементы  приемной
электронно-лучевой  трубки  со  специальным  фотоэле¬
ментом.
 Мы  сидим  у  экрана,  а  невидимая  рука  рисует  на  нем
электронным  лучом  то  изображение,  которое  передает
станция.  Луч  обегает  весь  экран,  выводя  строчку  за
строчкой  рисунок  передаваемого  изображения.  За  1/25  се¬
кунды  электронный  луч  обежит  весь  экран.  От  воздей¬
ствия  электронов  на  экране  вспыхнут  «огоньки»  раз¬
ной  яркости,  воспроизводящие  передаваемое  изображение.
За  это  мгновение  наше  зрение  не  успеет  уловить  движе¬
ние  луча,  зато  путь  его  по  всему  экрану  воспримет  как
цельную  картину.  Это  физиологическая  особенность
глаза.
 Дальность  телевизионных  передач  ограничена.  Устой¬
чивый  прием  их  может  быть  осуществлен  только  в  преде¬
лах  прямой  видимости  между  передающей  и  приемной
антеннами.  Чем  выше  антенны,  тем  на  более  дальнем  рас¬
стоянии  возможен  прием.  Но  очень  высокие  антенны  стро¬
ить  сложно  и  дорого.
 Советский  ученый  П.  В.  Шмаков  предложил  инте¬
ресный  метод  увеличения  дальности  телевизионных  пе¬
редач.  В  воздух  поднимается  самолет,  оборудованный
приемо-передающей  установкой.  Находясь  на  высоте
нескольких  километров,  он  принимает  телевизионную
передачу  из  одного  пункта  и  передает  в  другой.
 57

Большие  возможности
перед  телевидением  откры¬
лись  при  появлении  радио¬
релейных  линий  связи.  С
помощью  этих  линий  мно¬
гие  города  нашей  страны
обмениваются  телевизион¬
ными  программами.  Наш
зритель  часто  видит  так¬
же  передачи  из  многих
стран  Европы.
 Еще  большие  перспективы  открылись  перед  телевиде¬
нием  с  появлением  искусственных  спутников  Земли.
 В  недалеком  будущем  передачи  телевидения  доступны
будут  во  всех  уголках  нашей  страны.  У  приемников  поя¬
вятся  большие  экраны.  Возможно,  со  временем  экраны
телевизоров  заменятся  большими  люминесцирующими
полотнами,  на  них  во  всей  своей  прелести  зацветут  краски
природы,  а  само  изображение  приобретет  объемность.
И  мы,  находясь  в  любом  месте  страны,  сможем  стать  оче¬
видцами  событий,  происходящих,  допустим,  в  Москве,
и  видеть  на  экране  то,  что  происходит  где-то  далеко¬
далеко  за  непрозрачными  стенами  комнаты.
 Телевидение  откроет  нам  тайны  и  богатства  той  части
поверхности  планеты,  которая  до  сих  пор  еще  скрыта  под
покрывающими  ее  водами.  Оно  позволит  проникнуть
в  расщелины  гор,  в  потухшие  вулканы,  заглянуть  внутрь
твердой  оболочки  Земли.
 Электронный  микроскоп
 Самая  маленькая  частица,  ко¬
торую  можно  увидеть  в  сильней¬
ший  оптический  микроскоп,  долж¬
на  быть  не  меньше  двух  миллион¬
ных  долей  миллиметра.  Все,  что
меньше,  разглядеть  в  него  невоз¬
можно.  Виноват  в  этом  свет:  ча¬
стицы  вещества,  размер  которых
меньше  половины  длины  световых
волн,  не  отражают  эти  волны.
 «Неужели  нам  никогда  не  про¬
никнуть  в  мир  более  мелких  час¬
тиц,  чем  микробы?»—думали  ми-
 58

кробиологи,  которые  хотели  изучить  вирусы.  «Как  узнать
строение  больших  молекул?»—  мечтали  химики,  жаждав¬
шие  увидеть  «атомные  постройки».
 И  опять  выручил  электрон,  управляемый  опытной
рукой  ученых.  Советские  ученые  А.  А.  Лебедев,  В.  Н.  Верц-
нер  и  Н.  Г.  Зандин  создали  так  называемый  электронный
микроскоп,  позволяющий  видеть  частицы  размером  в  сто¬
миллионные  доли  миллиметра.
 Особенность  нового  микроскопа  состоит  в  том,  что
стеклянные  линзы  в  нем  заменены  электронными.  В  опти¬
ческих  микроскопах  световые  лучи  собираются  стеклян¬
ными  линзами,  а  в  электронных  поток  электронов  фокуси¬
руется  при  помощи  электрических  и  магнитных  полей.
 В  оптическом  микроскопе  контрастность  изображения
получается  благодаря  разному  поглощению  отдельными
участками  наблюдаемого  вещества  фотонов  света,  а  в
электронном  —  благодаря  разному  рассеиванию  элект¬
ронов.
 Новый  микроскоп  позволяет  пока  видеть  частицы
в  100  раз  меньшие,  чем  те,  которые  можно  было  наблю¬
дать  раньше.  В  него  рассматривают  вирусы  размером
с  крупную  белковую  молекулу.  Но  это  не  предел.  Можно  *
добиться  увеличения  в  100  тысяч  раз  большего,  чем  дает
оптический  микроскоп.
 Радиоволны
 Камень,  брошенный  в  воду,  приводит  в  колебательное
движение  частицы  воды,  и  мы  видим  возникновение
волны.
 Слово,  произнесенное  человеком,  вызывает  колебания
частиц  воздуха,  которые  мы  воспринимаем  как  звуковые
волны.
 А  если  заставить  колебаться  свободные  электроны
в  металле,  то  образуются  радиоволны.  Они  распространя¬
ются  в  воздухе  со  скоростью  света.
 Радиоволны  обладают  способностью  огибать  поверх¬
ность  земного  шара.  Различают  два  вида  распространения
радиоволн  от  передающей  станции  к  приемной:  земным
лучом  и  лучом,  отраженным  от  ионосферы  —  ионизиро¬
ванных  слоев  атмосферы.  Ионизированные  слои  состоят
главным  образом  из  ионов  кислорода  и  азота,  а  также  из
электронов,  освободившихся  в  результате  ионизации.
 59

Земным  лучом  радиоволны  распространяются  на  близ¬
кие  расстояния.  Луч,  отраженный  от  ионосферы,  может
вернуться  на  Землю  на  значительном  расстоянии  от  пере¬
дающей  радиостанции.  Поэтому  в  результате  многократ¬
ного  отражения  от  Земли  и  от  ионосферы  радиоволны
огибают  поверхность  земного  шара.  "
 Радиоволны,  частота  которых  составляет  от  300  тысяч
до  30  миллионов  колебаний  в  секунду,  отражаются  от
ионосферы.  Радиоволны  с  частотой  более  30  миллионов
колебаний  в  секунду  обычно  пронизывают  ионосферу,
как  и  световые  лучи.  Следовательно,  по  отношению  к  ра¬
диоволнам  до  определенных  частот  земная  атмосфера
ведет  себя  как  неоднородная  среда,  по  отношению  же  к  вол¬
нам  более  высоких  частот  ее  можно  считать  одно¬
родной.
 Не  так  давно  световые  волны  и  радиоволны  рассматри¬
вались  как  два  отдельных  участка  спектра  электромагнит¬
ных  волн.
 В  1922  г.  известный  советский  ученый  А.  А.  Глаголе¬
ва-Аркадьева  искусственным  путем  создала  волны  длиною
от  50  миллиметров  до  0,082  миллиметра.  Так  было  доказа¬
но,  что  диапазон  электромагнитных  волн  простирается  от
радиоволн,  излучаемых  свободными  электронами  метал¬
ла,  до  гамма-лучей  (волн),  излучаемых  атомными  ядрами.
 При  помощи  специальных  антенн  легко  добиться  ост¬
рой  направленности  излучаемого  потока  сантиметровых
и  миллиметровых  радиоволн.  Это  позволяет  успешно
применять  их  в  радиолокации  и  радионавигации,  о  чем
мы  расскажем  позднее.
 Сантиметровые  и  миллиметровые  волны  открывают
широкие  перспективы  для  устранения  существующей
в  настоящее  время  «тесноты»  в  эфире.  В  участке  спектра
таких  электромагнитных  волн  разместится  большое  число
линий  связи  без  взаимных  помех.  На  этих  волнах  работа¬
ют  современные  радиорелейные  линии,  способные  переда¬
вать  одновременно  более  тысячи  телефонных  разговоров
или  несколько  телевизионных  программ.
 Радиорелейная  линия  состоит  из  цепочки  установлен¬
ных  на  расстоянии  50—70  километров  друг  от  друга  при¬
емно-передающих  радиостанций,  каждая  из  которых
снабжена  высокой  мачтой  с  двумя  антеннами  —  для  приема
и  для  передачи  радиоволн.  Приняв  сигнал,  станция  уси¬
ливает  его  и  передает  на  следующий  пункт.  На  конечной
 60

станции  сигнал  используется  по  назначению,  т.  е.  подает¬
ся  либо  на  телефонную  станцию,  либо  на  телецентр.
 В  недалеком  будущем,  сняв  телефонную  трубку,  напри¬
мер,  в  Москве  и  набрав  на  диске  условные  буквы,  вы
сможете  соединиться  по  радио  с  автоматическими  телефон¬
ными  станциями  Новосибирска,  Владивостока  и  любого
другого  города  на  этой  линии,  а  затем,  набрав  номер
абонента,  вести  с  ним  разговор.
 Путешествие  песни
 Когда  передают  оперу  из  Большого  театра,  как  вы
думаете,  кто  раньше  услышит  первые  звуки:  тот,  кто
находится  в  первом  ряду  зала,  или  тот,  кто  сидит  у  радио¬
приемника  в  завывающей  метелями  Арктике?  Оказывает¬
ся,  раньше  всего  звук  достигает  микрофона,  установлен¬
ного  на  сцене.  Дальнейший  путь  он  совершает  по  радио
со  скоростью  около  300  тысяч  километров  в  секунду.
 Дока  звук  «черепашьим  шагом»  по  330  метров  в  секун¬
ду  доползет  до  находящихся  в  зале,  тот  же  звук,  попав¬
ший  в  микрофон,  облетит  уже  вокруг  земного  шара  со
скоростью,  почти  в  миллион  раз  большей.
 Но  как  «усадить»  на  радиоволну  песню,  музыку,  речь?
 Путешествие  песни  начинается  с  того  момента,  когда
звук  привел  в  соответствующие  колебания  частицы  воз¬
духа,  а  те  сообщили  их  мембране  микрофона.  Микрофон...
Но  здесь  уже  произошло  превращение.  Звук  принял  но¬
вый  облик.  Механические  колебания  стали  электриче¬
скими.  Громче  звук  —  сильнее  электрический  ток,  и  на¬
оборот.  Теперь  электроны  несут  «портрет»  звука  по  провод¬
нику  на  фабрику  радиоволн  —  на  радиопередающую
станцию.
 Не  все  «детали»  этого  звукового  «портрета»  одинаково
легки  для  электронов.  Но  «тяжесть»  поровну  распределена
на  «плечи»  каждого  электрона.
 Вот  по  частям  «портрет»  звука  доставлен  на  радиопере¬
дающую  станцию.
 Остается  только  отправить  в  эфир  нашу  песню.
 Но  как  сделать  это?
 Для  перевозки  звукового  портрета  по  эфиру  необходи¬
мы  радиоволны.  Они  рождаются  быстроколеблющимися
электронами.  От  числа  их  колебаний  в  секунду  зависит
длина  волны.
 61

Если  электроны  делают  300  тысяч  колебаний  в  секунду,
то  длина  волны  равна  одному  километру.  Метровой  длине
волны  соответствует  300  миллионов  колебаний  в  секун¬
ду.  Электроны,  производящие  30  миллиардов  колебаний
в  секунду,  обра¬
зуют  волны  дли¬
ною  в  один  санти¬
метр.  Дальше  сле¬
дуют  миллиметро¬
вые  радиоволны.
 Словом,  для
 «перевозки»  звука 	га  П^Ев04КА'  ЗВуКОв
 МОЖНО  изготовить 	Ех\  "
 волны  любой  дли- 	Итак,  оторвалась
 ны. 	\ 	песня  от  антенны  пе¬
 редающей  станции  и
поплыла  над  землей,
заходя  в  антенну
каждого  приемника.
 И  миллионы  лю¬
дей  во  всех  точках
нашей  планеты,  на  земле,  в  воздухе,  на  воде,  открывают
ей  путь  в  чудесный  музыкальный  ящик—радиоприемник.
 Волны  унесли  с  собой  в  пространство  частицу  энергии
родивших  их  электронов.  При  помощи  этой  энергии  они
приводят  в  движение  свободные  электроны  в  антенне  радио¬
приемника,  колебания  которых  в  точности  соответствуют
колебаниям  электронов  в  антенне  радиопередатчика.
Далекий  путь  только  ослабил  энергию  электромагнитных
волн,  но  не  стер  с  них  звукового  узора.
 Поток  электронов  из  антенны  несет  в  радиоприемник
портрет  песни.  И  снова  превращение.  Но  на  этот  раз  элек¬
трического  тока  в  звук.  Энергия  электронов  передалась
в  виде  колебаний  на  бумажный  конус  репродуктора,
задрожал  воздух  и  полились  звуки  песни.
 Управляемые  электроны  осуществляют  сейчас  тысячи
самых  сложных  и  очень  разнообразных  работ.  Они  «озву¬
чивают»  кинокартины,  «ведут»  самолет,  «записывают  музы¬
ку»,  «управляют»  электростанциями,  «разведывают»  пого¬
ду.  Да  разве  перечислить  все  «специальности»  электрона,
которым  его  обучили  люди!
 Управляемые  электроны  обладают  одной  очень  важной
особенностью:  при  любых  условиях  они  не  меняют  вели-
 62

чины  своего  заряда.  Основываясь  на  этом,  специалисты
создали  и  создают  огромное  количество  приборов  и  аппа¬
ратов,  объединенных  весьма  обширной  областью  техни¬
ки  —  радиоэлектроникой.
 Электронные  весы
 Жизнь  выдвигает  иногда  перед  специалистами  столь
трудные  задачи,  что  они  на  первый  взгляд  кажутся  вовсе
неразрешимыми  или  требуют  создания  громоздких  и  очень
сложных  устройств.  Вот  одна  такая  задача:  как  определить
вес  товарного  поезда?
 Вагонные  весы  существуют,  а  поездные?..  Какой  же
они  должны  быть  величины?
 Если  строить  механические  весы,  то  нужно  делать  их
такими  длинными,  чтобы  на  них  смог  разместиться  весь
состав.  Площадка  подобных  весов,  если  бы  ее  удалось
создать,  все  равно  не  обеспечила  бы  необходимой  точности
взвешивания.
 Оказывается,  можно  сравнительно  легко  взвесить
поезд  —  стоит  только  применить  электронную  технику.
 Советские  специалисты  сконструировали  так  называе¬
мые  электронно-тензометрические  весы,  позволяющие  опре¬
делять  вес  состава  во  время  движения.
 Никакой  курьерский  поезд  не  угонится  за  электрона¬
ми,  работающими  на  новых  весах.  Давление  тяжести  гру¬
женого  вагона  передается  на  рельсы,  отчего  они  проги¬
баются  и  происходит  растяжение  укрепленных  на  них
тончайших  проволочек,  представляющих  собой  тензо¬
метрические  датчики.  Растяжение  проволочки  датчика
приводит  к  увеличению  ее  омического  сопротивления.
Соответственно  этому  меняется  величина  тока  в  цепи,
довольно  точно  характеризуя  вес  вагона.  Реле  и  другие
электронные  приборы  суммируют  результаты  изменения
величины  тока  после  каждого  прошедшего  по  рельсам
вагона.  В  результате  на  пульте  появляется  цифра,  указы¬
вающая  вес  поезда.
 На  взвешивание  вагона  такими  весами  затрачивается
примерно  0,2  секунды.  Общий  вес  большого  товарного
состава  определяется  всего  за  несколько  минут,  т.  е.  за
время  прохождения  его  по  рельсу,  на  котором  укреплен
тензометрический  датчик.  Так  быстро  взвешивать  столь
большие  тяжести  до  последнего  времени  не  могли.
 63

Электронно-тензометрические  весы,  установленные  на
аэродромах,  обеспечивают  быстрое  взвешивание  самоле¬
тов,  а  на  подъемном  кране  они  определяют  вес  поднимае¬
мого  им  груза.
 Словом,  с  введением  электронной  техники  весовое  хо¬
зяйство  поднялось  на  новую,  более  совершенную  ступень.
 В  наши  дни,  пожалуй,  не  осталось  такой  отрасли
народного  хозяйства,  где  бы  не  нашла  применения  радио¬
электроника,  где  бы  она  не  способствовала  повышению
производительности  труда  и  совершенствованию  техно¬
логических  процессов.
 Глава  4
 ВЕК  РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
 Электроны—важнейшие  «детали»  приборов  и  машин
 В  электронных  приборах  и  машинах  основной  движу¬
щийся  элемент  —  электроны,  причем  скорость  их  движе¬
ния  достигает  десятков  и  даже  сотен  тысяч  километров
в  секунду.  Работа,  которую  они  могут  выполнять,  чрез¬
вычайно  разнообразна.
 Электронные  приборы  и  машины  способны  управлять
и  одним  станком,  и  целыми  заводами.  Они  с  одинаковым
успехом  подсчитывают  продукцию,  выпускаемую  заводом,
и  производят  сложные  инженерные  расчеты.  Они  позволяют
механизировать  физический  труд  и  даже  некоторые  виды
умственного  труда.  Производительность  труда  поднимает¬
ся  при  этом  на  немыслимую  ранее  высоту.
 В  электровакуумных  приборах  электроны  выполняют
сложные  задачи.  Они  вырабатывают  электромагнитные
 64

волны  длиной  до  одного  миллиметра  с  частотой  колебаний
до  300  миллиардов  в  секунду;  они  обеспечивают  получение
мощности  импульсов  высокочастотных  колебаний,  изме¬
ряемой  десятками  тысяч  киловатт;  они  способны  создавать
также  малые  мощности  электромагнитных  колебаний
высокой  частоты,  достигающие  значений,  измеряемых
миллиардными  долями  милливатта.
 Электрические  токи  высокой  частоты,  с  помощью
которых  получают  ультракороткие  радиоволны,  получили
интересное  применение  и  в  других  областях  техники.  Ими
стали  производить  плавку  металла,  закалку  деталей,
сушку  материалов  и  т.  д.
 Радиоэлектроника  принесла  в  науку  и  технику  новые
методы  исследований.  На  базе  этих  методов  в  настоящее
время  конструируется  и  изготовляется  множество  специ¬
альных  радиоэлектронных  приборов,  позволяющих  изме¬
рять  самые  различные  неэлектрические  величины,  харак¬
теризующие  температуру,  влажность,  давление,  шумы,
деформации  в  сооружениях  и  конструкциях,  время  тече¬
ния  кратковременных  процессов,  щелочность  и  кислот¬
ность  электролитов,  мощность  инфракрасных,  световых
и  ультрафиолетовых  потоков  и  многое  другое.
 Эти  методы  радиоэлектроники  делают  возможным  полу¬
чать  показания  об  измеряемой  величине  по  стрелочным
приборам  (миллиамперметрам  и  вольтметрам)  с  непосред¬
ственным  отсчетом  по  шкале;  позволяют  визуально  наблю¬
дать  за  процессом  при  помощи  электронно-лучевых  трубок,
записывать  результаты  измерений  на  бумагу  (чернильная
и  электрохимическая  запись)  или  на  фотопленку  (фото-
запись),  создавать  системы  управления  устройствами  на
расстоянии  (телемеханика,  телеуправление)  и  автомати¬
ческого  управления  саморегулированием  устройств  по
данным  измерений  (автоматика).
 Радиоэлектроника  породила  новые  направления  в  тех¬
нике:  радиопеленгацию,  радиолокацию,  радиоастрономию,
радиометеорологию,  радиоспектроскопию  и  т.  д.
 Радиолокация  и  радионавигация
 Принцип  радиопередачи  открыл  великий  русский  уче¬
ный  А.  С.  Попов.  Он  же  положил  начало  радиолокации,
обнаружив  способность  электромагнитных  волн  отражать¬
ся  от  встречающихся  на  их  пути  препятствий.
 5  А.  Ф.  Буяно;
 65

Советские  ученые  довели  обе  эти  области  электронной
техники  до  совершенства.
 Особенностью  радиолокационной  станции  является  то,
что  антенна  ее  посылает  волны  не  во  все  стороны,  как
антенна  радиовещательной  станции,  а  узким  направлен¬
ным  пучком,  так  же  как  прожектор  излучает  свет.  При
этом  длина  волны  не  должна  превышать  10  метров,  пото¬
му  что  только  короткие  радиоволны  способны  хорошо  отра¬
жаться.  Более  же  длинные  волны  огибают  предмет,  не
отражаясь  от  него.
 Современные  радиолокационные  станции  усовершен¬
ствованы.  Если  раньше  при  помощи  звукоуловителя  уда¬
валось  обнаружить  самолет,  находящийся  на  расстоянии
10  километров,  через  30  секунд,  то  теперь  радиолокатор
может  сделать  это  за  0,00007  секунды.  Кроме  того,  он  не
только  «видит»  далекие  предметы,  устанавливает  расстоя¬
ния  до  них  и  их  координаты,  но  и  определяет  направление
их  движения.
 Радиолокаторы  кругового  обзора  позволяют  наблюдать
за  воздушной  обстановкой  или  за  местностью  с  получени¬
ем  изображения  на  индикаторе.
 Если  экран  индикатора  самолетной  радиолокационной
станции  кругового  обзора  совместить  с  навигационной
картой,  то  можно  следить  за  курсом  своего,  а  также  коор¬
динатами  и  курсами  других  воздушных  кораблей,  нахо¬
дящихся  в  зоне  обзора.
 Много  общего  имеет  с  радиолокацией  радионавига¬
ция  —  наука  о  применении  радиоэлектроники  для  вождения
морского  и  воздушного  транспорта.  Вместе  с  радиолока¬
цией  она  обеспечивает  правильную  ориентацию  транспор¬
та  и  безопасность  его  движения  в  условиях  плохой  види¬
мости  —  ночью  и  во  время  тумана.  Суда  теперь  не  «ждут
у  моря  погоды»,  а,  оснащенные  радионавигационным  обору¬
дованием,  совершают  регулярные  рейсы  вне  зависимости
от  погоды  и  видимости.
 У  нас  широко  применяются  специальные  радиолокаци¬
онные  станции,  радиопеленгаторы  и  комплексное  оборудо¬
вание  различных  радионавигационных  систем,  которое
включает  в  себя  передающие  радиостанции  —  маяки
и  специальные  радиоприемники  со  счетно  решающими
устройствами  и  индикаторами.
 Капитан  судна,  оборудованного  специальной  радио¬
локационной  установкой,  работающей  в  сантиметровом
 66

или  миллиметровом  диапазоне  радиоволн,  может  вести
его  при  любой  погоде,  отчетливо  различая  на  экране  все,
что  встречается  на  пути  следования.
 Радиолокационные  установки  на  кораблях  помогают
обнаруживать  зону  грозы,  шторма.  Ими  пользуются  при
розыске  судов,  терпящих  бедствие.
 Весьма  важную  роль  в  радионавигации  играют  методы
радиопеленгации,  позволяющие  решать  ряд  навигацион¬
ных  задач.
 Радиопеленгацией  называют  способность  некоторых
типов  радиоантенн  эффективно  обнаруживать  направление
на  передающую  радиостанцию.
 Вращая  антенну  радиопеленгатора,  настроенного  на
радиостанцию-маяк,  и  наблюдая  за  громкостью  принимае¬
мых  сигналов,  можно  судить  о  том,  в  каком  направлении
находится  радиостанция.  Достаточно  определить  направ¬
ления  на  две  радиостанции,  координаты  которых  извест¬
ны,  чтобы  найти  местоположение  своего  корабля,  где
установлен  радиопеленгатор.
 При  помощи  радиопеленгаторов  коорректируют  показа¬
ния  магнитных  компасов,  почти  всегда  отклоняющихся
на  некоторый  угол  от  географического  меридиана.
 Используя  принципы  радиопеленгации,  инженеры  скон¬
струировали  приборы  для  автоматического  пилотирования
самолетов  —  радиокомпасы  и  автопилоты.  Они  без  уча¬
стия  человека  исправляют  направление  полета.
 В  настоящее  время  ни  один  корабль  или  самолет  не
отправляется  в  дальний  путь  без  навигационной  радио¬
электронной  аппаратуры.
 Все  крупные  аэродромы  и  порты  оборудованы  различ¬
ными  радионавигационными  устройствами,  обеспечиваю¬
щими  безопасный  подход  самолета  к  аэродрому,  а  кораб¬
ля  к  порту.
 На  аэродромах  существуют  специальные  радиоло¬
кационные  станции,  которые  позволяют  осуществлять
слепую  посадку  самолетов  в  условиях  плохой  види¬
мости.
 Большинство  аэропортов  имеет  теперь  новейшие  радио¬
локационные  станции,  благодаря  которым  можно  управ¬
лять  посадкой  самолетов.  Зайдя  в  комнату  оператора
такой  станции,  вы  будете  наблюдать  на  экране  изображе¬
ния  всех  самолетов,  находящихся  в  воздухе  в  районе
аэропорта.
 5*  67

В  порту  на  экране  радиолокатора  с  круговым  обзором
дежурный  отчетливо  видит  картину  порта,  его  берега,
маяки,  вехи,  буи,  а  также  движущиеся  и  стоящие  на  рейде
суда.  Это  изображение  передается  по  телевидению  в  эфир.
Сигналы  портового  телецентра  принимают  на  кораблях,
и  капитаны  судов  по  изображениям  на  экранах  своих
телевизоров  прекрасно  ориентируются  в  окружающей
обстановке.
 «Радиоокно»  во  Вселенную
 В  1931  году  весь  мир  облетело  сенсационное  сообщение:
получены  радиосигналы  от  жителей  другой  планеты.
 «Радируют  марсиане!»—  кричали  заголовки  газет.
 —  Ученые  заняты  расшифровкой  радиограмм,  полу¬
ченных  от  разумных  существ.  В  скором  времени  можно
ждать  установления  двусторонней  связи  с  неземными  жите¬
лями,—  писали  журналисты.
 Ученые  в  том  году,  действительно,  зарегистрировали
радиосигналы,  идущие  из  космоса.  Эти  сигналы  достигали
наивысшей  силы  через  каждые  23  часа  56  минут,  т.  е.
в  тот  момент,  когда  Земля  завершала  полный  оборот
вокруг  своей  оси.
 Сообщение  в  прессе  взбудоражило  воображение  чита¬
телей,  и  они  с  нетерпением  стали  ждать  разъяснений
ученых.
 Астрономы  и  физики  были  в  недоумении.  Они  считали,
что  электромагнитные  волны  из  космических  просторов
могут  доходить  до  поверхности  Земли  только  в  виде  свето¬
вых  лучей.  Волны  же,  короче  или  длиннее  световых,  долж¬
ны  либо  поглощаться  атмосферой,  либо  отражаться
ионосферой.  И  вдруг...  таинственные  радиосигналы  на
волне  около  15  метров!
 Каково  же  было  всеобщее  разочарование,  когда  уче¬
ные  вместо  подтверждения  догадки  журналистов  сообщи¬
ли,  что  радиосигналы  идут  от  созвездия  Стрельца,  находя¬
щегося  в  центре  нашей  Галактики,  и  что  они  ни  в  коем
случае  не  представляют  собой  чьей-либо  попытки  устано¬
вить  радиосвязь  с  жителями  Земли.  Это  просто-напросто
радиоизлучения,  рождающиеся  в  результате  каких-то
природных  процессов.
 Как  выяснилось,  в  газообразной  оболочке  земного
шара,  кроме  наблюдаемого  нами  светового  окна,  имеется
 68

еще  одно  небольшое  «окно»,  через  которое  свободно  про¬
ходят  радиоволны  длиной  не  более  30  метров.
 Открытие  этого  «радиоокна»  помогло  в  дальнейшем  со¬
вершить  переворот  в  самой  древней  из  всех  наук  —
астрономии.
 Световое  окно  позволяло  исследовать  лишь  те  небес¬
ные  тела,  которые  излучают  свет.  По  спектру  этого  света
определяли  температуру  звезды  и  устанавливали,  из
какого  вещества  она  состоит.
 Радиоокно  открыло  новые  возможности  для  изучения
Вселенной.  Через  него,  используя  радиоволны,  ученые
стали  наблюдать  за  несветящимися  телами  Вселенной,
изучать  их  форму,  размеры  и  определять  расстояния  до
них.
 Радиоволны  в  пределах  от  1  сантиметра  до  20  метров
охватывают  диапазон  частот,  в  десять  раз  больший  спек¬
тра  световых  волн.  Отсюда  ясно,  что  возможности  исследо¬
вания  небесных  тел  радиоволнами  значительно  шире,  чем
при  помощи  световых  лучей.
 Так  началась  новая  эра  в  астрономии.  Она  ознаменова¬
лась  появлением  новейшей  отрасли  знаний  —  радио¬
астрономии.
 Радиоастрономические  наблюдения,  в  отличие  от  обыч¬
ных  оптических,  можно  проводить  в  любую  погоду  днем
и  ночью.
 В  настоящее  время  систематически  изучаются  радио¬
излучения  Солнца,  Луны,  межзвездного  газа  и  так  назы¬
ваемых  радиозвезд  —  звезд,  испускающих  радиоволны.
 Радиоастрономия  заимствовала  у  радиолокации  хоро¬
шие  антенные  устройства,  чувствительные  радиоприемники
и  другие  приборы.
 Радиотехники  обеспечили  астрономов  специальной  ап¬
паратурой.  Они  сконструировали  весьма  чувствительные
радиоприемники  с  особыми  антеннами  площадью  от  не¬
скольких  сот  до  нескольких  тысяч  квадратных  метров.
Такие  устройства  названы  радиотелескопами.
 С  помощью  оптических  телескопов  изучается  область
Вселенной  радиусом  2-109  световых  лет.  Радиотелескопы
проникают  на  большую  глубину.  Радиус  их  обзора  равен
1010  световым  годам.  А  какой  размер  всей  Вселенной?  Аме¬
риканский  астроном  Эдвин  Хэббл  специально  с  этой  целью
в  течение  нескольких  лет  обследовал  отдельные  участки  не¬
ба,  терпеливо  вычисляя  среднее  количество  содержащей-
 69

с  я  в  них  материи.  Он  определил,  что  Вселенная  в  це¬
лом  содержит  0,000  000  000  000  000  000  000  000  000  000  001
грамма  материи  на  1  куб.  сантиметр  простран¬
ства.  Эта  цифра  позволила  вычислить  радиус  Вселен¬
ной.  Он  равен  35  миллиардам  световых  лет,  т.  е.
35  •  9,4627  •  1012  =  331190  000  000  000  000  000  000  километров.
 Атогйы—генераторы  радиоволн
 Радиоастрономия  раскрыла  одну  из  таких  тайн  Все¬
ленной,  которую  невозможно  было  познать  оптическими
методами:  межзвездное  пространство  заполнено  газом  —
водородом.  За  этим  последовали  новые  открытия.  И  в  пер¬
вую  очередь  установлено  было,  что  атомы  водорода  могут
 Наблюдая  излучение  межзвездного  водорода,  ученые
определяют  теперь  места  скопления  этого  газа  во  Вселен¬
ной,  концентрацию  его  в  том  или  ином  месте,  а  также  пере¬
мещение.
 Водород  —  генератор  дециметровых  радиоволн.  Неда¬
леко  то  время,  когда  атомы  водорода  будут  излучать  вол¬
ны  именно  в  тот  момент,  когда  они  необходимы.  Челове¬
чество  обретет  новый  генератор  высокочастотных  колеба¬
ний  —  атом  водорода.
 Атом  как  генератор  радиоволн  не  нуждается  в  запас¬
ных  частях.  Его  конструкция  представляет  собой  идеал
простоты  и  надежности.  Практически  это  вечный  «прибор».
Длина  волны  у  атомов  разных  химических  элементов  раз¬
лична.  Например,  у  атомов  дейтерия  она  равна  91,5  сан-
 70

тиметра.  Теория  подсказывает,  что  любая  разновидность
атомов  способна  дать  радиоволны  строго  определенной
волны.  А  практически?  Практическое  решение  эта  пробле¬
ма  получила  в  трудах  советских  ученых  Н.  Г.  Басова
и  А.  М.  Прохорова.  Свои  исследования  они  повели  не
с  атомов  водорода,  так  как  эти  атомы  моментально  соеди¬
няются  в  молекулы  водорода.  В  атомарном  состоянии  водо¬
род  существует  лишь  в  межзвездном,  сильно  разреженном
пространстве,  где  ему  очень  трудно  найти  компаньона
для  объединения  в  молекулу.  Свой  выбор  ученые  остано¬
вили  на  легко  доступном  газе  —  аммиаке.  Его  молекулы
способны  излучать  радиволны  длиною  12,7  миллиметра.
 Молекулы-приемники  и  молекулы-передатчики  радиоволн
 Ученые  установили,  что  одни  и  те  же  атомы  и  молеку¬
лы  излучают  и  поглощают  радиоволны  определенной
длины.  Больше  того,  в  одном  и  том  же  веществе  всегда
есть  молекулы-приемники,  поглощающие  радиоволны,  и
молекулы-передатчики,  излучающие  их.  Открыв  это
явление,  ученые  подумали:  а  нельзя  ли  использовать  его
для  получения  радиоволн  и  их  практического  применения?
Перспектива  заманчива,  так  как  радиоволны  обладают
замечательным  качеством  —  они  весьма  стабильны  по
частоте.  Молекулам  каждого  вещества  свойственна  строго
постоянная  частота  излучаемых  электромагнитных  колеба¬
ний,  на  которую  не  влияют  никакие  внешние  факторы.
 Но  беда  в  том,  что  обычно  в  веществе  молекул-прием¬
ников  несколько  больше,  чем  молекул-передатчиков.  И  то,
что  излучают  последние,  жадно  поглощается  первыми.
 Ученые  поступили  довольно  хитро.  Они  решили  изо¬
лировать  молекулы-передатчики  от  «соседок»,  которые
мешают  им  излучать  радиоволны  в  пространство.
 Такой  генератор  радиоволн,  излучаемых  молекулами
аммиака,  уже  существует.  Он  создан  Н.  Г.  Басовым
и  А.  М.  Прохоровым,  сотрудниками  Института  физики
Академии  наук  СССР,  удостоенными  за  свою  работу  зва¬
ния  лауреатов  Ленинской  премии.  Если  до  сих  пор  для
получения  радиоволн  использовались  свободные  электро¬
ны,  то  в  приборе  Басова  и  Прохорова  радиоволны  рож¬
дают  молекулы.  Оказывается,  под  влиянием  света,  тепла
и  электромагнитной  энергии  атомы  и  молекулы  вещества
могут  излучать  не  только  световые,  но  и  радиоволны.
 71

Устройство  такого  прибора  очень  простое.  Он  состоит
из  трех  главных  деталей:  сосуда,  в  который  по  тонкой
трубке  подается  аммиак;  конденсатора,  производящего
отбор  молекул-передатчиков  и  отбрасывающего  в  стороны
молекулы-приемники,  и,  наконец,  металлического  цилин¬
дра,  внутри  которого  отсортированные  конденсатором
молекулы  излучают  радиоволны  длиной  12,7  милли¬
метра.
 Высокая  стабильность  частоты  позволяет  использо¬
вать  молекулярные  генераторы  в  радиолокации,  радио¬
навигации,  радиогеодезии  и  радиоастрономии.
 В  науке,  технике  и  в  промышленности  новые  генерато¬
ры  призваны  сыграть  важную  роль.  Если  полученные  от
них  стабильные  радиоволны  преобразовать  в  короткие
импульсы  тока,  то  они  заставят  идти  обыкновенные  элек¬
трические  часы.  Точность  хода  будет  зависеть  только  от
свойств  молекул,  а  так  как  эти  свойства  не  меняются,  то
и  часы  получатся  наиточнейшие  из  всех  когда-либо  создан¬
ных  человеком.  Они  смогут  быть  эталоном  времени.  Если
поставить  два  таких  прибора  в  разных  местах,  например
в  Москве  и  на  Камчатке,  то  ошибка  в  их  показаниях  будет
достигать  не  более  одной  миллиардной  доли  секунды
за  год.
 Такие  часы  позволят  проверить  некоторые  научные
предположения,  увеличить  точность  радионавигационных
систем,  повысить  устойчивость  частоты  радиовещательных
станций  связи,  создать  ряд  точных  автоматических  систем
управления  и  выполнить  много  других  важнейших  задач.
 Претворив  в  жизнь  идею  молекулярного  генератора,
Басов  и  Прохоров  занялись  созданием  молекулярного
усилителя.  Решение  этой  проблемы  оказалось  несколько
проще.  Ученые  уменьшили  в  своем  приборе  количество
молекул-передатчиков  и  таким  образом  превратили  его
в  усилитель.  Генерация  в  приборе  не  возникает,  а  радио¬
волны,  принятые  антенной,  имея  ту  же  частоту  колебаний,
что  и  молекулы  аммиака,  усиливаются  за  счет  энергии
этих  молекул.  Конструктивное  оформление  молекуляр¬
ных  усилителей,  конечно,  отличается  от  молекулярных
генераторов.  Их  преимуществом  является  способность
усиливать  чрезвычайно  слабые  радиоволны.
 Молекулярные  усилители,  как  заявляют  авторы,  смо¬
гут  в  сотни  раз  повысить  чувствительность  радиотелеско¬
пов  и  позволят  астрономам  в  десятки  раз  расширить  сферу
 72

своих  наблюдений.  А  это  означает,  что  человек  сумеет
проникнуть  в  глубины  Вселенной  на  расстояние  несколь¬
ких  десятков  миллиардов  световых  лет.
 Глава  5
 КРУШЕНИЕ  МОНОПОЛИИ
ЭЛЕКТРОННОЙ  ЛАМПЫ
 Кристаллы  вместо  радиоламп
 На  конгрессе  по  радиоэлектронике,  состоявшемся  не
так  давно  во  Франции,  один  из  делегатов  во  время  своего
доклада  продемонстрировал  сделанное  им  пианино  величи¬
ной  не  больше  портсигара.  Вынув  его  из  кармана  пиджа¬
ка,  изобретатель  попросил  включить  находящийся  в  зале
радиоусилитель  и  стал  играть  на  своем  удивительном
инструменте.
 Это  был  своеобразный  инструмент.  Под  миниатюрными
клавишами  его  расположены  не  электронные  лампы,  как
в  электрическом  пианино,  а  кристаллы.  При  нажатии
клавишей  кристаллы  порождают  токи,  усиливаемые  радио¬
усилителем  и  воспроизводимые  громкоговорителем.
 Концерт  имел  потрясающий  успех  не  потому,  что  из
репродуктора  лились  чарующие  звуки  музыки,  а  потому,
что  оригинальное  пианино  явилось  новым  доказательством
неограниченных  возможностей  материалов,  именуемых
полупроводниками.
 Ныне  почти  на  каждой  крупной  выставке  работ  радио¬
любителей  можно  восторгаться  оригинальными  устрой¬
ствами,  созданными  с  применением  полупроводниковых
приборов.
 На  полупроводниковых  приборах  работают  радиопри¬
емники,  размещающиеся  в  корпусе  ручных  часов.  На  них
собрано  множество  радиолюбительских  карманных  радио¬
передатчиков  для  телеграфной  и  телефонной  связи.  При
помощи  одного  такого  передатчика  московские  радиолюби¬
тели  осуществляли  переговоры  без  проводов,  находясь
друг  от  друга  на  расстоянии  10—15  километров.
 Советские  инженеры  уже  работают  над  созданием  мик¬
рорадиостанций,  в  которых  роль  ламп  станут  выполнять
полупроводниковые  кристаллы,  а  энергию  будут  давать
радиоактивные  элементы.  Такая  радиостанция  вполне
 73

сможет  уместиться  на  ладони  руки.  И  где  бы  вы  ни  находи¬
лись:  дома  или  в  походе,  на  улице  или  у  знакомых,  дос¬
таточно  только  включить  этот  маленький  аппаратик—
и  он  оживет.
 Электронная  лампа!..  Ее  на  протяжении  40  лет  воспе¬
вали  специалисты  всех  отраслей  знаний,  перед  ее  могу¬
ществом  преклонялись  радиолюбители.  И  вдруг  династия
ее  рушится!
 В  момент  расцвета  электровакуумной  промышленности
была  обнаружена  «бомба»  замедленного  действия.  Ее
«заложил»  еще  в  1922  г.  молодой  советский  физик
О.  В.  Лосев,  работавший  тогда  в  Нижегородской  радио¬
лаборатории.  И  хотя  величина  этой  бомбы  не  больше
горошины,  действие  ее  оказалось  потрясающим.
 Кристалл  вместо  радиолампы  —  вот  тот  «взрыв»,  кото¬
рый  привел  к  свержению  господства  электронной  лампы.
В  лампе  электроны  способны  выполнить  работу  лишь  при
высоком  вакууме.  К  тому  же  радиолампы  громоздки
и  нуждаются  в  нескольких  источниках  питания.  С  ними
нужно  бережно  обращаться,  потому  что  они  хрупки.
 Маленький  полупроводниковый  кристалл  с  припаян¬
ными  к  нему  проволочными  усиками  не  боится  сотрясений
и  не  нуждается  в  вакууме,  не  требует  источника  питания
нити  накала,  так  как  нить  эта  вовсе  отсутствует.  Срок
службы  кристалла  в  десятки  раз  больше,  чем  электрон¬
ной  лампы.
 74

Рекордсмены  по  миниатюрности,  экономичности
 и  долголетию
 Десятки  лет  служат  человеку  радиолампы.  Простейшие
из  них  называются  диодами,  поскольку  имеют  два  элек¬
трода,  многоэлектродные  —  триодами  (три  электрода),  те¬
тродами  (четыре),  пентодами  (пять)  и  т.  д.  И  вот  сейчас  на
смену  им  созданы  необычайно  простые  и  во  много  раз
более  долговечные  полупроводниковые  диоды,  триоды
и  тетроды—  полупроводниковые  кристаллические  «лам¬
пы».  Они  монтируются  в  радиоустройстве  пайкой,  подоб¬
но  обычным  сопротивлениям  и  малоемкостным  конденса¬
торам,  а  некоторые  так  же,  как  и  радиолампы,—  при  помо¬
щи  миниатюрных  панелек.
 В  промышленности  все  большее  применение  находит
новый  способ  монтажа  радиоаппаратуры  —  печатный  мон¬
таж.  Вся  схема  радиоприемника  печатается  токопроводя¬
щим  составом  на  панели,  словно  листы  книги  в  типогра¬
фии.  На  токопроводящий  состав  химическим  путем
наносят  тонкий  слой  меди.  В  готовые  гнезда  панели  встав¬
ляют  полупроводниковые  лампы  и  некоторые  детали  —
и  приемник  готов.
 В  настоящее  время  печатным  способом  делают  не  толь¬
ко  монтажные  провода,  но  и  сопротивления,  конденсаторы,
переключатели,  катушки  индуктивности  и  другие  радио-
детали.
 Новый  метод  обеспечивает  высокое  качество  соедине¬
ний  и  контактов,  хорошую  повторяемость  монтажной
схемы,  вследствие  чего  аппаратура  легко  поддается  регули¬
ровке  в  процессе  производства,  делается  более  долговеч¬
ной,  приобретает  большую  надежность  в  работе,  а  вес
и  размеры  ее  сильно  уменьшаются.
 Главным  преимуществом  печатного  монтажа  по  сравне¬
нию  с  обычным  является  возможность  автоматизировать
процесс  производства,  во  много  раз  снизить  трудоемкость
изделий  и  облегчить  труд  рабочих,  а  также  увеличить
выпуск  продукции,  снизив  ее  себестоимость.
 Кристаллические  полупроводниковые  приборы  в  десят¬
ки  раз  долговечнее,  в  сотни  раз  миниатюрнее  и  значитель¬
но  экономичнее  электронных  радиоламп  по  расходу
энергии.  Применение  их  вместе  с  печатными  схемами
открывает  широчайшие  возможности  перед  конструкто¬
рами  радиоаппаратуры.
 75

Создание  миниатюрной  электронной  лампы,  а  также
непрерывное  совершенствование  других  элементов  радио¬
электроники  —  сопротивлений,  конденсаторов,  трансфор¬
маторов  и  т.  п.—  позволили  сконструировать  очень  ком¬
пактную  радиоаппаратуру,  в  каждом  кубическом  деци¬
метре  которой  размещается  до  300  деталей.
 Использование  же  полупроводниковых  ламп  и  соответ¬
ствующих  им  радиодеталей  позволило  перекрыть  этот
рекорд.  Они  дают  возможность  размещать  в  кубическом
дециметре  до  1800  деталей.
 Но  вот  совсем  недавно  появились  новые  рекордсмены
миниатюрности  —  микромодули,  в  кубическом  дециметре
которых  размещается  26  000  деталей,  т.  е.  в  кубическом
сантиметре  —  около  26  деталей!  С  микромодулями  можно
делать  сверхминиатюрные  конструкции,  например  радио¬
приемник  в  футляре  величиною  с  пуговицу  или  радио¬
станцию  —  в  авторучке.
 Если  в  полупроводники  вкрапить  примеси  с  разной
проводимостью,  то  можно  получить  тело,  содержащее
в  своей  структуре  в  определенных  местах  емкости,  сопро¬
тивления  и  индуктивность  с  необходимыми  электрически¬
ми  параметрами.
 Молекулярная  электроника  позволяет  объединить
в  один  элемент  без  проводов  диоды,  триоды,  а  также
сопротивления,  емкости,  индуктивности.
 Микромодули  —  это  блоки  объемом  3—4  кубических
сантиметра,  представляющие  собой  узел  электронной  ап¬
паратуры,  залитый  синтетической  смолой.  Вес  и  размеры
электронной  аппаратуры  по  сравнению  с  обычной  могут
быть  меньше  на  90%.
 Микромодули  удешевляют  конструкцию,  позволяют
полностью  автоматизировать  процесс  производства  радио¬
аппаратуры  и  в  десятки  раз  снижают  потребность  в  элек¬
троматериалах.
 Легко  представить  себе,  как  в  результате  применения
микромодулей  уменьшатся  в  объеме  электронносчетные
машины,  аппаратура  космических  кораблей  и  другие
приборы  радиоэлектроники.
 Современная  радиотехника  нашла  пути  создания  еще
более  миниатюрных  электронных  деталей,  чем  микромоду¬
ли,—  криотроны,  которые  предполагается  применять
в  электронносчетных  машинах.  Криотрон  имеет  размер  не
более  кристаллика  в  фотоэмульсии.  В  связи  с  этим  на
 76

одном  квадратном  сантиметре  их  Можно  разместить
несколько  миллионов,  а  в  кубическом  сантиметре  —
несколько  миллиардов.  При  достижении  столь  фанта¬
стической  концентрации  электронных  деталей  в  объеме
одного  кубического  сантиметра  появляется  возможность
создать  аппарат,  имитирующий  работу  человеческого
мозга,  в  котором  насчитывается  около  десяти  миллиардов
нервных  клеток  —  нейронов,  обеспечивающих  разно¬
образную  психическую  деятельность  человека.  Специали¬
сты  разных  областей  науки  и  техники  уже  работают  над
созданием  искусственного  «мозга».
 Полупроводники  на  службе  техники
 Специалисты-электрики,  изыскивая  в  природе  наи¬
лучшие  проводники  и  изоляторы,  совсем  не  обращали
внимания  на  материалы,  занимающие  промежуточное
место,  т.  е.  на  плохие  проводники  и  недостаточно  хоро¬
шие  изоляторы.  А  такие  материалы,  получившие  назва¬
ние  полупроводников,  оказались  как  раз  обладателями
весьма  ценных  свойств,  использование  которых  ведет
к  настоящему  перевороту  в  технике.
 Вещества  с  кристаллическим  строением  в  зависимости
от  того,  насколько  они  способны  проводить  электрический
ток,  можно  подразделить  на  три  группы:  проводники,
полупроводники  и  изоляторы.
 К  проводникам  электрического  тока  относятся  несколь¬
ко  металлов,  в  том  числе  медь  и  алюминий;  к  изоляторам  —
тоже  немногие  вещества.  Зато  полупроводниками  являют¬
ся  и  отдельные  элементы  (германий,  кремний,  графит,
селен,  теллур,  бор,  мышьяк,  фосфор),  и  их  химические
соединения,  а  также  все  многообразие  неорганического
мира  —  минералы,  руды.
 Уже  сегодня  можно  назвать  около  двадцати  различных
областей  применения  полупроводников  в  народном  хозяй¬
стве  СССР.
 Мечта  всех  энергетиков  —  непосредственное  превраще¬
ние  тепловой  энергии  в  электрическую  —  долгое  время
казалась  фантастической.  Созданные  советскими  учеными
полупроводниковые  термоэлементы  сделали  ее  явью.
 Новые  термоэлементы  позволяют  получать  электри¬
ческую  энергию  без  топок  и  паровых  котлов,  без  турбин
и  генераторов.
 77

Наша  промышленность  уже  выпускает  термоэлементы
нескольких  типов.  Пока  это  еще  не  станции,  дающие  про¬
мышленный  ток,  а  всего  лишь  небольшие  установки.  Но
заложенные  в  них  возможности  заставляют  ожидать,  что
в  дальнейшем  термоэлементы  позволят  осуществить  тепло-
электрификацию  городов  и  сел.
 На  чем  же  основано  их  действие?
 Если  два  полупроводника  соответствующим  образом
спаять  и  затем  нагреть,  то  возникнет  электродвижущая
сила  в  100  раз  большая,  чем  у  металлов,  образующих
широко  известные  термоэлементы.
 Такое  отличие  полупроводников  от  металлов  открывает
новые  качественные  возможности.  С  повышением  темпе¬
ратуры  концентрация  свободных  электронов  в  полупро¬
воднике  сильно  возрастает.  Даже  при  комнатной  темпе¬
ратуре  она  достигает  огромных  размеров,  а  при  более
высокой  температуре  еще  увеличивается,  причем  в  зави¬
симости  от  характера  проводимости  полупроводника  на
концах  его  будут  накапливаться  или  положительные,  или
отрицательные  заряды.  Это  и  есть  полупроводниковый
термоэлемент.
 Полупроводниковые  термоэлементы  можно  соединять
в  батареи  по  20—40  штук  и  таким  путем  получать  напря¬
жения  от  3  до  15  и  более  вольт.
 Для  радиофикации  отдаленных  районов,  где  нет  элек¬
трической  энергии,  отечественная  промышленность  уже
выпускает  специальные  полупроводниковые  термоэлемен¬
ты,  так  называемые  термоэлектрогенераторы.  Это  кероси¬
новая  лампа  со  специальным  абажуром,  в  котором  тепло
от  горящих  газов  перерабатывается  в  электрический  ток.
Двадцатилинейная  керосиновая  лампа,  снабженная  таким
абажуром,  дает  ток,  достаточный  для  питания  энергией
трехваттного  радиоприемника  типа  «Родина».
 Десятки  тысяч  термоэлектрогенераторов  служат  для
освещения  и  одновременно  радиофикации  лагерей  геоло¬
гов,  рыболовецких  промыслов,  квартир  покорителей  цели¬
ны...  Более  мощные  термоэлектрогенераторы  созданы  не
на  керосиновых  лампах,  а  на  керогазах.  Такими  установ¬
ками  обеспечиваются  ремонтнотракторные  станции,  где
от  них  работают  приемо-передающие  радиотелефонные
станции  «Урожай».
 Для  районов,  где  нет  электрической  энергии  и  где,
помимо  радиоприема,  требуются  еще  электрический  свет
 78

и  энергия  для  зарядки  аккумуляторов,  созданы  термо¬
электрогенераторы,  работающие  от  железной  печи,  отап¬
ливаемой  дровами  или  углем.  Такой  термоэлектрогене¬
 ратор  может  дать  энергию  в  сотни  ватт.  Теоретически
возможно  создать  термоэлектрогенераторы  мощностью
в  десятки  киловатт.
 Как  мы  видим,  отрезок  пути  от  электроэнергии,  выраба¬
тываемой  керосиновыми  лампами,  до  электрического  тока,
получаемого  от  печи,  уже  пройден.  На  очереди  решение
более  крупной  проблемы  —  непосредственное  превраще¬
ние  в  промышленный  электрический  ток  тепла  подземной
газификации  углей,  ядерных  реакторов,  котельных  агре¬
гатов,  домен  и  других  установок,  где  оно  сейчас  теряется.
 Солнечные  батареи
 Солнце  освещает  и  «отапливает»  нашу  планету.  Энер¬
гия  его  лучей  огромна.  Специалисты  подсчитали,  что
мощность  этого  потока  —  почти  500  биллионов  лошади¬
ных  сил  —  в  несколько  миллионов  раз  больше  тепереш¬
ней  потребности  в  энергии  всего  человечества.  Если  бы
можно  было  использовать  хотя  бы  один  процент  солнеч¬
ного  тепла,  получаемого  в  год  пустыней  Сахарой,  то  мы
имели  бы  энергию  в  десять  раз  большую  той,  которую
расходует  ежегодно  все  человечество.
 Каждый  гектар  земной  поверхности  получает  от  Солн¬
ца  такое  количество  энергии,  что  оно  могло  бы  привести
в  действие  машину  мощностью  в  10  тысяч  киловатт.
 79

Подсчитано,  что  мощность  солнечных  лучей,  падающих
на  территорию  приблизительно  в  4000  квадратных  мет¬
ров,  равна  1000  лошадиных  сил.  Однако  до  сего  времени
нет  установок,  позволяющих  хотя  бы  частично  использо¬
вать  эту  энергию.  Только  сейчас  начинают  появляться
более  или  менее  экономичные  солнечные  машины.  При
их  помощи  можно  нагревать  воду,  готовить  пищу,  пла¬
вить  металл  и  даже...  вырабатывать  холод!
 Полупроводниковые  материалы  открывают  новые  пер¬
спективы  преобразования  световой  и  тепловой  энергии
солнца  в  электрическую.
 Намечается  несколько  путей  использования  полупро¬
водниковых  материалов  для  этих  целей.
 Отечественная  промышленность  уже  освоила  так  назы¬
ваемые  термоэлектрогенераторы,  представляющие  собой
батареи  последовательно  соединенных  полупроводниковых
термоэлементов.  Коэффициент  полезного  действия  такого
термоэлектрогенератора  достигает  10%.
 Другой  вид  полупроводниковых  преобразователей
световой  и  тепловой  энергии  в  электрическую  изготовлен
из  полупроводникового  материала  кремния.
 Кремниевый  фотоэлемент  создан  учеными  в  1953  г.
Он  может  превращать  в  электрический  ток  11%  солнечной
энергии.  При  освещении  поверхности  солнечного  эле¬
мента  на  его  токоотводах  возникает  электродвижущая
сила,  равная  0,5  вольта.
 Глава  6
ЭЛЕКТРОННЫЙ  МОЗГ
 «Разумные»  машины
 Современная  техника  позволяет  создавать  машины,
выполняющие  в  чрезвычайно  короткий  срок  сложнейшие
математические  расчетьг,  производящие  математические
операции  над  физическими  величинами,  переводящие  тек¬
сты  с  одного  языка  на  другой,  а  также  машины,  способные
играть  с  человеком  в  шахматы.
 Сложно  держать  курс  океанского  корабля  во  время
шторма,  когда  этому  мешают  порывы  ветра  и  волны.  Одна¬
ко  имеющееся  на  нем  автоматическое  устройство  —гиро-
 80

скоп  —  великолепно  справляется  с  этой  трудной  задачей.
Будучи  установлен  строго  на  север,  он,  благодаря  огром¬
ной  чувствительности,  немедленно  реагирует  на  каждое
отклонение  к  востоку  или  западу,  о  чем  электрическими
сигналами  сообщает  двигателю,  который  тотчас  же  повора¬
чивает  руль  в  нужном  направлении,  восстанавливая  пра¬
вильный  курс  корабля.
 Возьмем  еще  автопилот.  В  нем  имеется  гироскоп,  весь¬
ма  чутко  реагирующий  на  крен  и  на  любое  уклонение
самолета  от  заданного  направления.  Он  передает  элек¬
трические  сигналы  о  нарушениях  специальному  устрой¬
ству,  где  эти  сигналы  усиливаются  и  превращаются  в  меха¬
ническое  движение,  воздействующее  на  соответствующий
руль.
 Гироскоп  таким  образом  разгружает  и  капитана  суд¬
на,  и  летчика  от  физической  и  умственной  работы.
 Созданные  сейчас  электронносчетные  машины  —  наи¬
высшая  ступень  механизации  умственного  труда.  Они
способны  значительно  повысить  производительность  и
физического  труда.  С  их  помощью  человек  управляет
агрегатами  машин  на  расстоянии,  и  они  выполняют  самые
сложные,  трудные  и  опасные  работы.
 Эти  машины  могут  регулировать  технологические  про¬
цессы  и  даже  управлять  целыми  комбинатами.
 Многие  физические  задачи  не  могли  быть  решены
раньше  математическими  методами  ввиду  огромного  коли¬
чества  вычислений.  Теперь  такие  задачи  решают  с  помо¬
щью  математических  машин.
 Если  с  овладением  атомной  энергии  человек  обрел  меха¬
нические  могучие  «мускулы»,  то  внедрение  электронно¬
счетных  машин  делает  его  обладателем  феноменального
«мозга».
 Молниеносный  счет
 Лучший  математик  способен  при  помощи  карандаша
произвести  в  секунду  не  более  одного  арифметического
действия  с  трех-  и  четырехзначными  числами.  А  современ¬
ная  электронносчетная  машина  осуществляет  за  то  же
время  десятки  тысяч  подобных  действий.
 Как  же  она  это  делает?
 Десятичная  система,  имеющая  цифры  0,  1,  2,  3,  4,  5,
6,  7,  8,  9,  укоренилась  в  практике  счета,  надо  полагать,
 6  А  Ф.  Буянов
 81

благодаря  тому,  что  некогда  десять  пальцев  наших  рук
были  первой  счетной  «машиной»  человека.  Элементы  сов¬
ременной  счетной  машины  тоже  имеют  «пальцы».  Их  два.
Включением  или  выключением  пальцы  сигнализируют  «да»
или  «нет»,  иными  словами,  подтверждают  или  получение
сигнала  (1),  или  отсутствие  его  (0).  Наличие  в  счетной
машине  большого  количества  таких  элементов  дает  ей
возможность  оперировать  крупными  цифрами.
 В  электронных  приборах  и  машинах  основным  движу
щимся  элементом  являются  электроны,  причем  скорость  их
движения  огромна.
 Основные  элементы  современной  электронносчетной
машины  —  полупроводниковые  приборы.  Проводя  или  не
проводя  электрический  ток,  такой  прибор  «изображает»
соответственно  цифры  1  или  0,  которыми  можно  выразить
очень  многое.
 При  помощи  комбинаций  двух  цифр  0  и  1  в  так  называ¬
емой  двоичной  системе  можно  изобразить  любое  число.
Единйца  изображается  символом  1,  двойка  —  символом  10,
тройка  —  11,  четверка  —  100,  пятерка  —  101,  шестер¬
ка  —  110,  семерка  —  111,  восьмерка  —  1000,  девят¬
ка  —  1001,  а  нуль  —  символом  0.
 Чтобы  научиться  читать  числа,  записанные  в  двоич¬
ной  системе,  надо  иметь  в  виду,  что,  подобно  тому,  как
в  числах  десятичной  системы  справа  налево  располагают¬
ся  единицы,  за  ними  десятки,  сотни,  тысячи  и  т.  д.,  так
и  в  числах  двоичной  системы  на  первом  месте  справа  сто¬
ит  цифра,  означающая  число  единиц,  на  втором  —  число
двоек,  на  третьем  —  четверок,  на  пятом  —  восьмерок
и  т.  д.  Таким  образом,  если  в  десятичной  системе  каждая
цифра,  расположенная  левее  предыдущей,  в  десять  раз
больше  ее  по  величине,  то  в  двоичной  она  только  в  два
раза  больше  предыдущей.
 Задание  для  машины  готовится  в  виде  кода,  при  помо¬
щи  которого  математические  выражения  переводятся  из
десятичной  системы  в  двоичную.
 Кодирование  производят  или  нанесением  на  бумажную
ленту  перфорации  —  отверстий,  чередующихся  с  пробе¬
лами,  или  намагничиванием  магнитофонной  ленты,  где
намагниченные  и  ненамагниченные  места  обозначают
соответственно  1  и  0.
 Вычисления  на  современной  электронносчетной  маши¬
не  ведутся  с  числами  от  одной  миллиардной  доли  единицы
 82

до  одного  миллиарда.  При  этом  каждое  число  может  быть
девятизначным.
 Магнитные  органы  машины  быстро  прочитывают  коди¬
рованную  задачу,  переводя  ее  в  электрические  импульсы.
Машина  записывает  их  в  запоминающем  устройстве  и  по
ходу  действия  выполняет  с  ними  требуемые  .операции.
 В  том,  что  электронносчетная  машина  производит
арифметические  действия,  нет  ничего  таинственного.  Ведь
она  суммирует  электрические  импульсы  так  же,  как  счет¬
ные  машины  с  шестернями  суммируют  элементарные  дви¬
жения  зубцов.  Но  разве  шестеренка  в  механическом  счет¬
ном  аппарате  угонится  за  электроном,  летящим  почти
со  скоростью  света  в  электронносчетном  устройстве?
 Широк  диапазон  математических  задач,  быстро  и  точно
решаемых  электронносчетными  машинами.  Это  системы
алгебраических  уравнений,  имеющих  большое  значение
в  геодезии,  астрономии,  в  строительной  механике  при
обработке  результатов  наблюдений.  Это  системы  дифферен¬
циальных  уравнений,  весьма  распространенных  в  инженер¬
ной  практике,  в  теоретической  физике,  в  теплотехнике,
метеорологии.  На  этих  машинах  решают  интегральные
уравнения  и  вычисляют  корни  алгебраических  уравнений
высшего  порядка.  Все  это  имеет  огромное  значение  при
выполнении  многочисленных  теоретических  и  практи¬
ческих  работ.
 Логические  задания,  даваемые  машине,  сводятся
к  простейшим  операциям,  таким,  как  сравнение  чисел,
определение  знака  числа  и  т.  д.
 Если  вместо  арифметических  действий  требуется  иссле¬
довать  какой-либо  процесс,  то  с  учетом  его  физической
сущности  формулируют  задачу  в  виде  алгебраических
формул,  дифференциальных  и  интегральных  уравнений  или
других  математических  соотношений.  Применив  хорошо
разработанные  методы  численного  анализа,  можно  почти
всегда  свести  такую  задачу  к  определенной  последова¬
тельности  арифметических  и  логических  действий.  В  свою
очередь  арифметические  действия  —  умножение  и  деле¬
ние  —  легко  сводятся  к  двум  более  простым  действиям  —
сложению  и  вычитанию.  Таким  образом,  даже  самые  слож¬
ные  процессы  исследуются  на  счетной  машине  посредством
простейших  арифметических  задач.
 Внешне,  например,  кажется,  что  нет  ничего  общего
между  качкой  корабля  на  волнах  и  движением  небесных
 6*  83

Светил  под  действием  сил  тяготения  Солнца.  Тем  не  менее,
если  выразить  эти  процессы  математическими  формулами
и  уравнениями,  то  их  нельзя  будет  отличить  друг  от  дру¬
га:  они  почти  одинаковы.
 Пульсации  гигантских  звезд  и  колебания  земной  коры
при  землетрясениях  описываются  одинаковыми  математи¬
ческими  выражениями.  Давая  задание  счетной  машине,
эти  математические  формулы  и  выражения  переводят
в  арифметические  действия,  и  машина  успешно  справляет¬
ся  с  ними.
 БЭСМ
 В  Советском  Союзе  под  руководством  Героя  Социали¬
стического  Труда  академика  С.  А.  Лебедева  создана  и  уже
в  течение  нескольких  лет  работает  одна  из  самых  быстро¬
действующих  электронносчетных  машин  в  Европе—  БЭСМ.
Физики  решают  при  ее  помощи  задачи,  связанные  с  изу¬
чением  ядерных  излучений,  метеорологи  предсказывают
погоду,  математики  высчитывают  специальные  таблицы.
Словом,  ее  используют  ученые  самых  различных  специаль¬
ностей.
 Если  работу  этой  машины,  проделанную  за  сравнитель¬
но  короткий  срок,  перевести  в  труд  вычислителей,  то
последним  пришлось  бы  выдать  заработную  плату  в  сум¬
ме  нескольких  десятков  миллионов  рублей,  поскольку
машина  заменяет  десятки  тысяч  человек.
 В  одну  секунду  БЭСМ  совершает  десять  тысяч  арифме¬
тических  действий.  Значит,  за  несколько  часов  она  способ¬
на  выполнить  их  столько,  сколько  опытный  счетовод  не
в  состоянии  сделать  на  арифмометре  за  всю  свою  жизнь.
 Астрономам,  составляющим  Международный  астроно¬
мический  календарь,  потребовалось  подсчитать  орбиты
движения  700  малых  планет  солнечной  системы  с  учетом
воздействия  на  них  Юпитера  и  Сатурна.  Обычно  такая
работа  выполнялась  большим  вычислительным  бюро  в  тече¬
ние  многих  месяцев.  Астрономы  обратились  к  помощи
БЭСМ  и  через  несколько  дней  получили  точно  высчитан¬
ные  координаты  планет  через  каждые  40  дней  на  протяже¬
нии  десяти  лет.
 Географам  при  составлении  карт  требовалось  решить
по  данным  геодезической  съемки  местности  задачи
с  800  уравнениями.  Предстояло  выполнить  до  240  миллио-
 84

нов  арифметических  действий.  Счетная  машина  справи¬
лась  с  этим  меньше  чем  за  20  часов.
 Строители  каналов  пробовали  составить  таблицы  для
определения  допустимой  крутизны  берегов.  Выявление
наивыгоднейших  контуров  обещало  дать  большую  эконо¬
мию  в  гидротехническом  строительстве.  Для  этой  цели
выделили  15  человек,  которые  производили  вычисления
на  протяжении  нескольких  месяцев.  Но  им  так  и  не  уда¬
лось  из-за  сложности  расчетов  решить  задачу  хотя  бы
для  одного  варианта.  Когда  же  в  работу  включили  элек¬
тронносчетную  машину,  то  она  за  три  часа  выдала  десять
вариантов  расчетов  для  разных  грунтов.
 На  БЭСМ  можно  очень  быстро  выбрать  наилучшее
решение  той  или  иной  задачи,  а  это,  в  свою  очередь,  поз¬
воляет  принять,  допустим,  самую  выгодную  механиче¬
скую  конструкцию  моста,  наиболее  совершенную  форму
крыла  самолета,  сопла  реактивного  двигателя,  лопаток,
турбин  и  т.  и.
 Радиотехники,  решая  на  электронносчетной  машине
уравнения,  объясняющие  распространение  электромагнит¬
ной  энергии  в  пространстве,  проектируют  антенны  и  вол¬
новоды.  Инженеры,  решая  на  ней  дифференциальные
уравнения,  описывают  движение  тела  и  его  обтекаемость
в  воздушном  потоке,  что  позволяет  исследовать  полеты
снарядов  и  ракет  со  сверхзвуковыми  скоростями,  а  так¬
же  движение  искусственных  спутников  Земли.
 Что  же  представляет  собой  эта  замечательная  машина?
 Советская  электронносчетная  машина  состоит  из  уже
знакомых  нам  трех  главных  частей:  счетного  и  запомина¬
ющего  устройства  и  устройства  управления,  предназначен¬
ного  для  осуществления  автоматической  работы  машины.
 Счетное  устройство  действует  подобно  арифмометру,
но,  поскольку  вместо  колесных  механизмов  в  нем  «рабо¬
тают»  электроны,  скорость  подсчета  необычайно  велика.
Сложение  двух  девятизначных  цифр  машина  производит
за  три  миллионные  доли  секунды,  а  умножение  их  —  за
192  миллионные  доли  секунды.
 Результаты  вычислений,  выдаваемых  машиной,  запи¬
сываются  на  магнитной  ленте  в  виде  импульсов  кода.
Специальное  устройство  преобразует  этот  код  в  цифры
и  печатает  их  таблицами.  Скорость  печатания  —  200  чисел
в  секунду.  Обслуживают  БЭСМ  в  смену  два  инженера
и  один  техник.
 85

Советские  специалисты  создали  несколько  типов  элек¬
тронносчетных  машин.
 На  универсальной  машине  «Стрела»  решаются  слож¬
ные  научные  и  инженерные  задачи.  Машина  «Урал»  пред¬
назначена  для  математических  и  логических  задач,  маши¬
на  «Погода»—  специального  назначения,  она  выпущена
для  метеорологов.  Машина  «Кристалл»  осуществляет
рентгеноструктурный  анализ  кристаллов.
 В  Институте  математики  Академии  наук  УССР  разра¬
ботана  универсальная  электронная  вычислительная  маши¬
на  «Киев».  Она  предназначена  для  решения  сложных
математических  задач  и  может  быть  использована  для
управления  производственными  процессами  на  метал¬
лургических,  химических  и  нефтеперерабатывающих  пред¬
приятиях.  Эта  машина  позволяет,  например,  за  несколько
минут  установить  и  затем  поддерживать  наивыгоднейший
режим  работы  домны  в  зависимости  от  качества  загружае¬
мых  в  печь  руды,  кокса,  агломерата,  а  также  сигнализиро¬
вать  о  готовности  выплавляемого  чугуна.
 Коллектив  специалистов  Московского  государственного
университета  и  Московского  энергетического  института
создали  электронную  вычислительную  машину  «Сетунь».
В  машине  «Сетунь»  применена  троичная  система  счисления.
В  ней  фигурируют  не  два,  а  три  знака  +1,  0  и  —  1.  Для
их  выражения  используются  положительный  и  отрица¬
тельный  импульсы.
 Троичная  система  позволяет  повысить  скорость  рабо¬
ты  машины  примерно  в  два  раза  по  сравнению  с  двоичной
и  в  полтора  раза  уменьшить  количество  ее  деталей.  Потре¬
бляемая  «Сетунью»  мощность  в  три  раза  меньше,  а  произ¬
водительность  в  10—15  раз  выше,  чем  у  машины  «Урал-1»
того  же  класса.  Так,  скорость  вычисления  у  «Сетуни»
в  среднем  4000  операций  в  секунду,  а  у  «Урала-1»—  око¬
ло  100.
 Наша  промышленность  производит  19  типов  вычисли¬
тельных  машин,  а  чтобы  полнее  удовлетворить  нужды
народного  хозяйства,  надо  изготовлять  56.
 Разработаны  проекты  электронных  машин-чтецов  для
слепых.  Фотоэлемент  последовательно,  букву  за  буквой
считывает  в  них  текст  книги,  газеты  или  журналы.  Маши¬
на  тут  же  переводит  виденное  в  звуковые  сигналы,  кото¬
рые  слепые  воспринимают  органами  слуха.  Если  же
человек  потерял  не  только  зрение,  но  и  слух,  то  звуковые
 86

сигналы  превращаются  магнитными  вибраторами  в  коле¬
бания,  ощущаемые  пальцами.
 Так  электронная  машина  позволяет  видеть  при  помо¬
щи  слуха  и  слышать  при  помощи  пальцев.
 Нет  ничего  невозможного  и  в  создании  «зрячей»  маши¬
ны.  Такая  машина  способна  читать  вслух  книги,  газеты,
журналы,  автоматически  приспосабливаясь  к  любому
шрифту.
 Механизация  умственного  труда
 Электронносчетная  машина  —  великое  достижение  че¬
ловеческого  разума.  Она  одна  выполняет  труд  тысяч  мате¬
матиков,  конструкторов,  инженеров  и  научных  работни¬
ков,  производя  при  этом  такие  сложные  математические
расчеты,  которые  без  нее  были  бы  неразрешимы.
 Электронносчетные  машины  позволяют  очень  быстро
проверять  новые  научные  гипотезы  и  тем  самым  выявлять
их  ценность.
 При  помощи  электронносчетной  машины  вычислялись
данные,  необходимые  для  запуска  наших  искусственных
спутников  Земли,  для  определения  их  траектории.  Эти
машины  использовались  и  для  решения  ряда  других
вопросов,  связанных  с  запуском  и  движением  первых
в  мире  искусственных  спутников  Земли.
 8?

Они  дают  возможность  физикам  изучать  движение
нейтронов  в  ядерном  реакторе.
 Электронносчетная  машина  совершает  математические
вычисления  намного  быстрее  и  точнее  человека.  Она  в  со¬
 стоянии  делать  даже  логические  выводы,  как  бы  думая
и  запоминая.  Но  все,  на  что  она  способна,—  это  только
выполнять  задание  человека.
 Создана,  например,  машина  —  искусственный  шахма¬
тист.  Она  может  играть  в  шахматы  с  человеком,  отвечая
на  каждый  его  ход.
 Нетрудно  догадаться,  что  «начинка»  такого  автомата
представляет  собой  электронносчетную  машину,  в  запоми¬
нающем  устройстве  которой  имеются  ответы  на  определен¬
ные  шахматные  ходы  противника.  Эти  ответы  разработа¬
ны  крупнейшими  мастерами  шахматной  игры.
 При  игре  в  шахматы  на  электронносчетной  машине
каждая  фигура  оценивается  очками:  король  —  200  очков;
ферзь  —  9;  ладья  —  5;  слон  —  3;  конь  —  3;  пешка  —  ^оч¬
ко  и  т.  д.  Очками  же  обозначают  и  такие  позиционные  фак¬
торы,  как  открытая  линия  или  сдвоенные  пешки.
 Когда  игрок  делает  ход,  машина  отвечает  на  него  тем
наивыгоднейшим  маневром  фигур,  который  был  преду¬
смотрен  мастером.  Таким  образом,  она  всегда  выбирает
 88

вариант,  дающий  через  определенное  число  ходов  при
любых  ответах  противника  наилучшее  соотношение  очков.
 Конечно,  когда  с  машиной  играет  слабый  шахматист,
то  она  в  состоянии  выиграть  у  него  партию.  Да  это  и  понят¬
но:  ведь  по  сути  дела  он  играет  с  мастером  шахматной
игры.  «Разумная»  машина  возвращает  то,  что  вложил
в  нее  человеческий  ум.  Она  не  может  и  никогда  не  сможет
даже  при  дальнейшем  совершенствовании  ее  создать  какую-
либо  новую  теорию  и  не  в  состоянии  указать  человеку,  как
сконструировать  аппарат  для  проверки  этой  теории.
 Машина  —  только  плод,  рожденный  деятельностью
человеческого  мозга,  орудие  умственного  труда.  Но,  как
всякое  орудие,  созданное  человеком,  она  имеет  безгранич¬
ные  перспективы  развития.  В  процессе  совершенствова¬
ния  электронносчетные  машины  будут  выполнять  все
более  и  более  сложные  задания.  Однако  ее  равнозначность
с  человеческим  мозгом  абсолютно  немыслима.  Мозг  —
живой  орган.  Он  непрерывно  развивается,  а  машина  —
мертвое  тело,  наделенное  человеком  способностью  реаги¬
ровать  на  те  или  иные  действия,  но  неспособное  к  диалек¬
тическому  мышлению.
 Мозг  человека  —  это  творец,  в  том  числе  и  самих  элект¬
ронносчетных  машин,  а  машина  —  механический  исполни¬
тель  заданий  этого  творца.
 Вычислительные  работы  —  это  лишь  одна  из  областей
умственного  труда  человека,  которые  механизируют  элек¬
тронносчетные  машины.  Другими  такими  областями,
выполняемыми  теперь  машинами,  являются:  механизиро¬
ванное  составление  расписаний  на  железных  дорогах
и  воздушном  транспорте,  планирование  производства,
выполнение  статистических  расчетов  и  даже  автоматиче¬
ские  переводы  с  одного  языка  на  другой.
 Машина  со  знанием  иностранных  языков
 Если  бы  несколько  десятков  лет  назад  кто-нибудь  из
литераторов  написал  о  том,  что  герой  его  научно-фантасти¬
ческого  романа  изобрел  машину,  переводящую  с  одного
языка  на  другой,  то  большинство  читателей  приняло  бы
это  сообщение  по  крайней  мере  за  околонаучные  до¬
мыслы.
 Даже  сейчас,  когда  такая  машина  реально  существует,
нелегко  представить  себе,  как  это  человек  мог  додумать-
 89

ся  до  подобного  чуда.  Ио  невероятность  только  кажущая¬
ся.  Новое  часто  ошеломляет  только  при  первом  знакомстве
с  ним.
 Сотрудники  одного  из  институтов  Академии  наук
СССР  успешно  осуществили  опыты  по  автоматическому
переводу  текста  с  одного  языка  на  другой.  Для  этого  они
использовали  быстродействующую  электронносчетную
машину.
 В  запоминающем  устройстве  машины  хранится  опреде¬
ленный  запас  слов,  расположенных  в  алфавитном  порядке.
Каждая  буква  записана  в  форме  чисел  двоичной  системы.
В  словарном  фонде  содержатся  основные  корни  слов  на
языке  оригинала  и  на  языке  перевода.  Каждая  буква  их
также  записана  в  форме  чисел  двоичной  системы.  Вводи¬
мый  текст  тоже  закодирован  числами.
 Машина  «заглядывает»  в  свой  словарь  и  отыскивает  там
нужное  слово  путем  последовательного  вычитания  числа
(искомого  слова)  из  чисел  (слов),  хранящихся  в  словарном
фонде.  Если  результат  вычитания  окажется  равным  нулю,
поиски  заканчиваются.  Слово  перевода  найдено,  и  оно
тут  же  записывается  машиной  в  запоминающем  устрой¬
стве.  Запись  осуществляется  в  том  виде  и  порядке,  кото¬
рый  предусмотрен  программой,  то  есть  с  учетом  граммати¬
ческих  особенностей  языка.
 Когда  машина  выполнит  требования  программы,  спе¬
циальное  устройство  печатает  слова  буквами.
 Метод  машинного  перевода  описан  нами  упрощенно.
Принцип  его  прост,  осуществление,  конечно,  значительно
сложнее.
 Переводная  машина  может  быть  специализирована  на
«знание»  десятков  разных  иностранных  языков.
 В  недалеком  будущем,  надо  полагать,  машины-перевод¬
чики  станут  производить  работу  прямо  с  листа  журнала,
газеты  или  книги.  Считывание  текста  со  страниц  осуще¬
ствят  фотообъективы  с  системой  фотоэлементов.  И  тут  же
буква  за  буквой  слова  текста  будут  преобразовываться
в  цифровые  значения.  Все  остальные  действия  перевода,
очевидно,  останутся  прежними.
 Намечается  создание  и  таких  машин-переводчиков,
которые  смогут  работать  под  диктовку.  В  них  особый  аппа¬
рат  с  микрофоном  запишет  речь,  разобьет  ее  на  отдельные
звуки,  а  звуки  преобразует  затем  в  цифры  или  знаки  кода.
Последующая  работа  —  уже  обычное  дело  для  машины.
 90

На  Всемирной  выставке  в  Брюсселе  в  1958  г.  в  амери¬
канском  павильоне  демонстрировалась  электронносчетная
машина  под  названием  «Книга  истории».  Она  отвечала  на
вопросы  посетителей  по  наиболее  выдающимся  историче¬
ским  событиям  за  период  времени  с  4  века  до  нашей  эры  по
1958  г.  Посетитель  записывал  на  специальной  карточке
свой  вопрос  и  указывал,  на  каком  языке  он  желает
получить  ответ.  Вопрос  тут  же  кодировался  оператором.
И  через  одну,  самое  большее  две,  минуты  машина  выда¬
вала  ответ  на  одном  из  известных  ей  языков.  В  «память»
машины  «Книга  истории»  заложены  были  энциклопеди¬
ческие  сведения,  и,  когда  в  машину  поступал  вопрос,  она
находила  в  своей  «памяти»  интересовавший  посетителя
факт  и  тут  же  отвечала  на  вопрос.  Подобная  машина
демонстрировалась  также  в  1959  г.  на  Американской
выставке  в  Москве.
 Миллионы  печатных  работ  сосредоточены  в  библиоте¬
ках.  Ежегодно  печатаются  сотни  книг  и  статей.  Специали¬
сты  не  успевают  следить  за  прогрессом  науки  и  техники,
так  как  они  практически  не  имеют  возможности  просмо¬
треть  и  проанализировать  огромное  количество  разбросан¬
ных  в  различных  книгах,  журналах  и  отчетах  нужных
им  сведений,  особенно  из  смежных  областей  знания.  У  нас
ведутся  работы  над  машиной  типа  ЭИМ  (эксперименталь¬
ная  информационная  машина),  которая  будет  знакомить
читателей  с  наиболее  интересными  техническими  новин¬
ками.
 Такая  машина-библиограф  обладает  колоссальной  по
емкости  «памятью».  Она  способна  запомнить  множество
научных  сведений  и  данных  по  самым  различным  отраслям
знаний.  Запас  концентрируемых  в  ней  сведений  может  неп¬
рерывно  пополняться  по  мере  поступления  новой  литера¬
туры.
 В  настоящее  время  электронносчетная  машина  обрела
много  специальностей.  Она,  как  говорят,  может  быть
и  швец,  и  жнец,  и  на  дуде  игрец.
 В  зарубежной  печати  появилось  сообщение,  что  созда¬
на  электронная  «муза»  —  машина,  сочиняющая  стихи.
В  ее  словарном  фонде  числами  записано  свыше  миллиона
слов,  которые  классифицированы  по  темам.  Программа,
заданная  ей,  предусматривает  правила  стихосложения.
 Одна  из  песенок,  созданных  электронной  машиной,
сейчас  весьма  популярна  в  США.  Она  называется:  «Берта,
 91

нажми  кнопку».  Ее  часто  передают  по  американскому
радио.
 Конечно,  это  совсем  не  значит,  что  машина  в  будущем
заменит  поэтов,  но  этот  факт  показывает,  какие  широкие
возможности  таят  в  себе  электронносчетные  машины.
 Механические  рефлексы
 Природа  —  изумительный  конструктор  живых  орга¬
низмов.  Создав  наисовершеннейший  и  универсальнейший
механизм  —  нервную  систему,—  она  основала  его  работу
на  принципе  двоичной  системы.
 Всеобъемлющая  деятельность  человеческого  мозга
представляет  собой  результат  комбинированного  действия
примерно  14  миллиардов  нервных  клеток  —  нейронов,
связанных  между  собой  бесчисленным  количеством  нерв¬
ных  волокон.
 Нейроны  или  пропускают  сигналы,  идущие  из  внешней
и  внутренней  среды,  или  тормозят  их  прохождение.  Здесь
действует  принцип  включения  и  выключения.
 Всякое  живое  существо  находится  в  постоянном  вза¬
имодействии  с  окружающей  средой.  Способность  реаги¬
ровать  на  изменения  во  внешней  среде  полезными  для  себя
действиями  —  важнейшее  свойство  всего  живого.  Без
приспособления  к  меняющимся  условиям  среды  организм
не  мог  бы  существовать.
 Воздействие  внешней  среды  и  есть  раздражение.  Непо¬
средственный  ответ  организма  на  такое  раздражение
называется  рефлексом.
 У  простейших  животных  рефлексы  имеют  непроиз¬
вольный,  автоматический  характер.  Крошечные  инфузории
торопливо  движутся  в  капельке  воды  взад  и  вперед,  не
обнаруживая  как  будто  никакой  зависимости  от  окружаю¬
щего  мира.  Но  стоит  только  положить  в  каплю  крупинку
соли,  как  они  немедленно  удалятся  от  нее.  Возле  зеленой
водоросли  они,  наоборот,  собираются.  Причиной  такого
поведения  инфузорий  является  раздражение  их  солью  йли
кислородом,  выделяемым  водорослью.  Соль  вредна,  а  кис¬
лород  необходим  для  жизни.  Различные  раздражения
вызывают  соответствующую  реакцию.
 Великий  русский  физиолог  И.  П.  Павлов  разделил  все
рефлексы  на  врожденные  и  приобретенные.  Врожденными,
или  безусловными,  рефлексами  обладают  и  простейшие  жи-
 92

вотные,  а  способность  вырабатывать  условные  рефлексы  раз¬
вита  только  у  высших  организмов.  Условные  рефлексы
приобретаются  при  взаимодействии  организма  с  внешней
средой.  Они  могут  пропадать,  когда  исчезает  вызвавшее
их  раздражение.
 Исследуя  механизм  условных  рефлексов,  Павлов  уста¬
новил,  что  если  в  течение  некоторого  времени  совмещать
с  едой  действие  света,  звука  или  других  раздражителей,
то  они  в  конце  концов  даже  без  пищи  будут  вызывать
слюноотделение,  т.  е.  появится  условный  рефлекс.
 С  изобретением  электронносчетных  машин  люди  полу¬
чили  возможность  воссоздавать  выработку  условных  реф¬
лексов  у  искусственных  животных.  В  литературе  описано
несколько  электронных  приборов-«черепах»,  способных
воспринимать  различные  сигналы:  осязательные  (при
столкновении  с  препятствиями),  звуковые  и  световые.
Соприкосновение  с  препятствием  «черепаха»  «ощущает»
вследствие  замыкания  электрических  контактов,  звук
она  улавливает  при  помощи  микрофона,  а  свет  фото¬
элементом.
 Если  во  время'  ряда  опытов  черепаха  наталкивается
на  препятствие  и  в  этот  момент  раздается  звуковой  сигнал,
например  свисток,  то  у  нее  вырабатывается  условный  реф¬
лекс,  и  в  дальнейшем,  реагируя  только  на  свисток,  она
обходит  препятствие,  даже  не  столкнувшись  с  ним.  Дело
здесь  в  том,  что  случаи  совпадения  сигналов  фиксируются
в  запоминающем  устройстве,  и  у  черепахи  вырабатывает¬
ся  способность  реагировать  только  на  один  звук  без  замы¬
кания  электрических  контактов.
 Английская  фирма  «Беркли»,  производящая  элек¬
тронносчетные  машины,  выпустила  забавную  игрушку  —
мышь  в  лабиринте,  устройство  которой  основано  на
принципе  механических  рефлексов.  Это  открытая  алюми¬
ниевая  коробка,  перегороженная  на  25  клеток.  В  одну
из  клеток  лабиринта  помещена  металлическая  мышь
с  головой,  хвостом  и  даже  с  усиками.  Внутри  ее  находится
магнит.
 Если  в  наиболее  отдаленную  от  мыши  клетку  лабирин¬
та  положить  кусочек  железа  —«сала»—  и  включить  элек¬
тронную  машину,  то  мышь  начинает  двигаться.  При  этом
она  не  сразу  попадает  в  дверь  соседней  клетки,  а  только
после  того,  как  не  раз  бесполезно  ткнется  носом  в  стенки.
Так,  в  поисках  дороги  к  «салу»  она  проходит  через  все
 93

клетки  и  наконец  минуты  через  две  доходит  до  него.  Маши¬
ну  выключают,  а  мышь  снова  пересаживают  в  начальную
клетку.
 В  следующий  раз  она  уже  не  бьется  о  стенки  клеток
лабиринта.  У  нее  выработался  рефлекс,  и  она  кратчайшим
путем  идет  к  «салу»,  находя  его  в  восемь  раз  быстрее,  чем
прежде.  Объясняется  это  тем,  что  при  поисках  наилучшего
пути  во  внутреннем  устройстве  машины  сохраняются
лишь  те  электромагнитные  связи,  которым  соответствует
путь  мыши  к  входу  в  соседнюю  клетку.  Все  остальные,
как  ненужные,  «стираются».  Вот  почему  на  вторичные
поиски  «сала»  уходит  значительно  меньше  времени.
 Аналогичная  мышь  да  и  другие  «животные»  сконструи¬
рованы  также  и  советскими  специалистами.
 Иностранные  фирмы  строят  автоматы,  подражающие
движениям  людей.  Фирма  «Дженерал  электрик  компани»
сделала  робота,  управляемого  на  расстоянии.  Вес  его
пять  тонн.  Перемещается  он  на  колесах.  Робот  приводится
в  движение  двадцатью  четырьмя  маленькими  электро¬
двигателями,  из  них  девять  расположены  в  руке  и  обеспе¬
чивают  имитацию  движений  рук  человека:  открывают
и  закрывают  двери,  поворачивают  ручки  и  даже  могут
поднимать  монеты  с  пола.  Гидравлический  насос  с  элек¬
трическим  управлением  дозволяет  роботу  создавать  толка¬
ющее  усилие  в  четыре  тонны.
 Механический  слуга  предназначен  для  работы  возле
ядерного  реактора,  а  управляют  им  из  помещения,  защи¬
щенного  от  вредного  действия  излучения.
 Ученым  давно  известно,  что  любое  движение  живого
организма  сопровождается  возникновением  и  изменением
биоэлектрических  токов  в  соответствующих  мышцах.
Изучение  этих  биотоков  оказывает  значительную  помощь
как  в  физиологических  исследованиях,  так  и  в  вопросах
диагностики  различных  заболеваний.
 Успехи  технических  наук  и,  в  частности,  автоматики
и  радиоэлектроники  открыли  возможность  использовать
биоэлектрические  сигналы  для  целей  управления  различ¬
ными  техническими,  а  также  лечебными  устройствами  и
аппаратами.  Возьмем  к  примеру  биоточный  манипулятор  —
устройство,  управляемое  биотоками  мышц.  Он  оформлен
в  виде  макета  человеческой  кисти  и  предназначен  для
отведения  биотоков  с  тех  мышц,  которые  используются
для  управления.
 94

Мощность  биотоков  чрезвычайно  мала,  поэтому  задача
состоит  в  том,  чтобы  их  усилить.  Но  это  еще  не  главное.
Нужно  «дать  знать»  манипулятору,  какая  команда  соот¬
ветствует  тому  или  другому  напряжению  управляющей
мышцы.  Для  этого  необходимо  биоток  не  только  усилить,
но  и  «обработать»  соответствующим  образом,  что  осущест¬
вляется  специальным  электронным  узлом  биоэлектричес¬
кой  системы  управления.
 В  лаборатории  электромоделирования  Академии  наук
СССР  в  Москве  сконструирован  электронный  диагност.
Он  определяет  то  или  иное  заболевание  человека  по  сочета¬
ниям  признаков,  хранящихся  в  электронной  памяти
машины.  Машина  диагностирует  96  заболеваний.  На
пульте  управления  все  их  симптомы  пронумерованы.  На¬
жатием  кнопок  врач  дает  машине  задание  определить
наиболее  характерные  признаки  болезни.  Она  молниенос¬
но  перебирает  в  электронной  памяти  тысячи  вариантов,
выбирая  наиболее  точный  диагноз,  и  на  экране  вспыхивает
название  заболевания.
 Электронный  диагност  демонстрируется  в  павильоне
Академии  наук  СССР  на  ВДНХ.
 В  павильоне  «Электротехника»  на  ВДНХ  представле¬
ны  электронносчетные  устройства,  позволяющие  следить
на  экране  за  движущимися  аппаратами.  Допустим,  где-то
далеко  летит  самолет.  По  этой  цели  выпущен  радиоуправ¬
ляемый  снаряд.  Электронносчетная  машина  обеспечивает
быстрое  и  безошибочное  наведение  на  цель  радиоуправ¬
ляемых  снарядов.
 Применяются  вычислительные  машины  и  в  авиации.
 Скорости  самолетов  все  возрастают.  Это  требует  от
летчиков,  управляющих  ими,  очень  быстрой  реакции  на
все  происходящее,  а  это  быстро  утомляет  человека.  По¬
этому  вопрос  автоматического  вождения  самолетов  с  по¬
мощью  быстродействующих  вычислительных  машин  стал
весьма  актуальным.  В  настоящее  время  разрабатываются
электронносчетные  машины,  способные  по  заданной  про¬
грамме  поднимать  самолет  в  воздух,  вести  его  по  заданному
курсу,  осуществлять  посадку.  Вычислительные  машины
непрерывно  поддерживают  связь  с  радиомаяками.
 С  помощью  электронносчетной  машины  изучаются  про¬
блемы,  связанные  с  управлением  полета  ракет  и  автомати¬
зацией  производственных  процессов,  а  также  исследуется
вопрос  о  создании  атомных  двигателей.
 95

Прежний  президент  Академии  наук  СССР  академик
А.  Н.  Несмеянов,  называя  космическую  ракету  чудом
современной  автоматики,  отметил,  что  полет  ее  к  Луне
протекал  «по  программе,  рассчитанной  с  помощью  быстро¬
действующих  электронных  машин».  Если  бы  расчеты  ве¬
лись  вычислителями,  то  траектория  полета  космической
ракеты  на  участке  от  Земли  до  Луны  была  бы  получена
уже,  пожалуй,  после  того,  как  ракета  совершила  бы
оборот  вокруг  Солнца.
 «Саморазвивающиеся»  машины
 Электронные  приборы  и  машины  способны  управлять
и  одним  станком,  и  целыми  заводами.  Они  с  одинаковым
успехом  подсчитывают  продукцию,  выпускаемую  заводом,
и  производят  сложные  инженерные  расчеты.  Они  поз¬
воляют  механизировать  физический  труд  и  даже  не¬
которые  виды  умственного  труда.  Производительность
труда  поднимается  при  этом  на  немыслимую  ранее
высоту.
 Управление  на  расстоянии  заводами  и  предприятиями,
которое  можно  осуществить  с  помощью  этих  машин,—ог¬
ромное  достижение  человеческого  гения.  Станки  и  маши¬
ны,  работающие  с  очень  большими  скоростями  в  различ¬
ных  отраслях  производства;  сложные  процессы,  осущест¬
вляемые  на  некоторых  предприятиях  химической  промыш¬
ленности  и  в  энергетике;  летательные  аппараты,  соверша¬
ющие  движение  со  сверхзвуковой  скоростью;  непрерывно
увеличивающаяся  скорость  и  точность  регулировки,  ре¬
гистрации  и  обработки  показаний  измерительных  и  регист¬
рирующих  приборов  —  все  это  и  многое  другое  в  совре¬
менной  технике  достигло  такого  развития,  когда  пробле¬
ма  создания  новых  средств  управления  выдвинулась  на
повестку  дня.
 Ярким  примером  управляющих  машин  служит  разра¬
ботанная  советскими  конструкторами  и  впервые  в  мировой
практике  испытанная  нр  одной  из  пригородных  железно¬
дорожных  веток  под  Москвой  электронная  машина  для
управления  движением  поезда  («автомашинист»).  Эта
машина  учитывает  профиль  пути,  выбирает  необходимую
тяговую  характеристику  и  «командует»  локомотивом,
обеспечивая  приход  поезда  в  намеченный  пункт  в  задан¬
ное  время.
 96

Испытаны  й  скоро  будут  введены  в  действие  «автомаши¬
нисты»  на  поездах  московского  метрополитена.
 В  ближайшие  годы  весь  Ефремовский  завод  синтетиче¬
ского  каучука  будет  работать  на  автоматическом  управле¬
нии.  Здесь  уже  установлена  электронная  машина  «Марс-
300».  Она  контролирует  300  точек:  замеряет  температуру,
следит  за  вакуумом  и  выполняет  другие  обязанности.  Все
операции  по  определению  режима  работы  печей  выполня¬
ются  ею  за  полминуты.  Раньше  на  этих  операциях  было
занято  36  человек.
 В  годы  семилетки  электронные  машины  начнут  работу
и  на  других  предприятиях.
 Одной  из  важнейших  областей  эффективного  примене¬
ния  электронной  вычислительной  техники,  в  которой  ведет
работу  Академия  наук  Союза  ССР,  является  планирова¬
ние  и  статистика  народного  хозяйства.  Здесь  таятся
наиболее  обширные  резервы  экономии  в  народном
хозяйстве.
 Электронносчетные  машины  наделяются  сейчас  челове¬
ком  способностью  к  «саморазвитию».
 На  Киевской  электростанции  №  1  впервые  в  мировой
практике  установлена  самонастраивающаяся  система  ре¬
гулирования  режима  работы  парового  котла.  Самонастра¬
ивающаяся  система  с  помощью  специальных  элементов
логического  действия  и  счетнорешающего  устройства
непрерывно  отыскивает  и  поддерживает  наивыгоднейшие
условия  работы  котла  в  зависимости  от  фактических  его
нагрузок.  Это  обеспечивает  минимальный  расход  топлива
на  тонну  вырабатываемого  пара.
 В  зарубежной  практике  известен  следующий  факт.
Для  обслуживания  домны  выделили  опытных  специали¬
стов.  При  их  непосредственном  участии  вырабатывался
наилучший  режим  агрегата.  Одновременно  в  качестве
«ученика»  к  домне  приставили  электронносчетную  машину.
Она  сравнивала  новые  данные  с  имевшимися  ранее  и,
«анализируя»  результат  по  программному  заданию,  выби¬
рала  наиболее  рациональную  последовательность  и  про¬
должительность  операций.  Через  месяц  контроль  за  рабо¬
той  домны  стало  осуществлять  только  электронносчетная
машина.  Научившись  у  людей  ведению  наивыгодней¬
шего  режима,  она  стала  как  бы  «саморазвиваться»,
повышать  свою  квалификацию  путем  отбора  самых  лучших
параметров  процесса.
 7  А  Ф.  Буянов
 97

Работниками  завода  «Азовсталь»  в  содружестве  с  ря¬
дом  научно-исследовательских,  проектных,  учебных  ин¬
ститутов  и  конструкторских  бюро  разработана  генераль¬
ная  схема  комплексной  автоматизации  доменного  процес¬
са,  которую  решено  осуществить  на  строящейся  доменной
печи  с  применением  универсальной  счетнорешающей  ма¬
шины.  Подобных  устройств  пока  нет  в  мировой  практике.
 «Саморазвивающиеся»  машины  —  уже  не  новость  в  сов¬
ременной  технике.  А  вот  управление  на  расстоянии  заво¬
дами  и  предприятиями,  которое  можно  осуществить  при
помощи  этих  машин,—  совершенно  новая  проблема.  Одна¬
ко  пути  решения  ее  уже  известны.
 Нетрудно  представить  себе  предприятие  недалекого
будущего,  когда  электронносчетные  устройства  будут  спе¬
циализированы  и  расставлены  на  соответствующих  участ¬
ках  производства.  Вот  машины,  управляющие  химически¬
ми  и  энергетическими  процессами,  «докладывают»  о  рабо¬
те  на  своих  участках  главной  управляющей  машине,  рас¬
положенной  на  центральном  пункте  телеуправления  всеми
предприятиями  района.  На  электростанциях  и  подстанци¬
ях  автоматические  операторы  пускают  и  останавливают
агрегаты,  включают  и  отключают  линии  передач,  регули¬
руют  напряжение,  распределяют  мощности  между  стан¬
циями  и  агрегатами.
 Новейшие  счетнорешающие  устройства,  обладая  огром¬
ной  скоростью  вычислений,  смогут  поддерживать  систему
в  заданном  наиболее  выгодном  режиме  и  автоматически
обеспечивать  бесперебойную  работу  предприятий.
 Глава  7
 СОКРОВИЩА  АТОМНЫХ  НЕДР
 Масса—энергия
 Первобытный  человек  мог  рассчитывать  только  на
силу  своих  мышц.  В  среднем  за  день  тяжелой  работы  его
мускулатура  редко  могла  выработать  более  0,5  киловатт-
часа  энергии.  Этого  едва  хватало  на  то,  чтобы  поддержи¬
вать  жизнь  на  самом  низком  уровне.
 Когда  люди  научились  пользоваться  огнем,  энерго¬
вооруженность  человека  повысилась,  так  как  ему  стала
 98

служить  уже  химическая  энергия  горения.  Пользуясь
этой  энергией,  он  согревал  жилище,  готовил  пищу,  а  по¬
том  научился  выплавлять  металл,  двигать  машины,  паро¬
возы,  пароходы,  самолеты.
 Человек  преобразовывает  энергию  топлива  в  элек¬
трический  ток,  заставляет  выполнять  его  тысячи  самых
различных  дел.  Электрический  ток  работает  сейчас
и  в  электровозе,  мчащемся  с  тысячетонным  грузом,
и  в  гальванической  ванне,  где  передвигаются  не  вагоны,
а  атомы.  Но  и  химическая  энергия  топлива,  и  электри¬
чество  —  это  только  часть  той  энергии,  которая  заклю¬
чена  в  электронной  оболочке  атома.
 До  сих  пор  мы  использовали  лишь  миллионные  доли
содержащейся  в  веществе  энергии.
 При  сжигании  одного  грамма  угля  мы  получаем  тепло¬
вую  энергию,  равную  примерно  восьми  калориям.  Но
внутриатомная  энергия,  заключенная  в  грамме  любого
вещества,  в  2500  миллионов  раз  больше.
 Количество  энергии,  выделяемое  при  ядерных  реакци¬
ях  вещества,  т.  е.  при  освобождении  внутриатомной  энер¬
гии,  измеряется  миллионами  киловатт-часов.  А  ведь
с  помощью  одного  киловатт-часа  электроэнергии  можно
изготовить  2  пары  обуви  или  10  метров  ткани,  выпечь
88  килограммов  хлеба  или  сварить  и  расфасовать  42  кило¬
грамма  сахара,  добыть  70  килограммов  угля  или  выпла¬
вить  7  килограммов  чугуна.  Каждый  киловатт-час  элек¬
трической  энергии  заменяет  часовой  труд  14  рабочих.
Около  2000  киловатт-часов  требуется  на  изготовление
автомобиля  и  не  более  5000  —  на  изготовление  трак¬
тора.
 В  XVIII  веке,  когда  зародились  паровые  двигатели,
о  возможности  использования  электрической  энергии
могли  думать  лишь  фантасты.  Однако  фантазия  скоро  стала
реальностью.
 Еще  четьерть  века  назад  фантастической  казалась
и  возможность  использования  атомной  энергии,  но  в  наши
дни  она  также  стала  реальной.
 Мы  привыкли  к  тому,  что  энергию  вырабатывают  огром¬
ные  теплосиловые  установки,  и  до  сих  пор  еще  трудно
представить,  как  это  в  микроскопически  малых  объемах
вещества  может  скрываться  огромнейшее  количество
энергии.  Кусочек  урановой  руды  величиною  со  спичечную
коробку  заключает  в  себе  такое  количество  энергии,  какое
 7*  99

можно  получить  от  сжигания  трех  миллионов  кубических
метров  горючего  газа  или  1250  тонн  нефти.
 При  горении  часть  энергии  выделяется  в  виде  лучи¬
стой  энергии,  а  остальная  —  в  виде  энергии  движущих¬
ся  частиц.
 Чем  больше  средняя  скорость  движения  частиц,  тем
сильнее  мы  ощущаем  тепло.  Молекулы  воздуха  движутся
в  нашей  комнате  со  средней  скоростью  450  метров  в  секун¬
ду.  Это  движение  частиц  воздуха  по¬
рождает  приятное  тепло.  Но  вот  мы
вышли  из  комнаты  на  сорокаградусный
мороз.  Как  вы  думаете,  какова  скорость
движения  частиц  воздуха  на  морозе?
Она  примерно  на  40—45  метров  в  се¬
кунду  меньше,  чем  в  комнате.  Если  же
на  улице  стоит  тропическая  жара,  то
там  скорость  движения  частиц  возду¬
ха  соответственно
несколько  больше.
 Иные  скорости
имеют  частицы  при
разрушении  атом¬
ных  ядер.  Эти  ско¬
рости  в  тысячи  и  де¬
сятки  тысяч  раз
больше,  чем  у  мо¬
лекул  воздуха.  Так,
электроны,  прото¬
ны,  нейтроны,  а  так¬
же  сложные  атом¬
ные  ядра  и  их  оскол¬
ки  способны  проле¬
тать  в  секунду  расстояния,  измеряемые  не  метрами,
а  многими  километрами.  В  теле  некоторых  звезд  ядерные
частицы  движутся  со  скоростью  150  тысяч  километров
в  секунду.  Такой  скорости  соответствует  температура
в  100  миллионов  градусов.
 Химия  кончается  там,  где  температура  повышается  до
величин,  при  которых  разрушаются  молекулы.  За  этими
пределами  наступает  область  ядерной  физики  —  физики
ничтожно  малых  частиц  и  исполинских  сил  природы.
 На  этом  участке  нашего  восхождения  на  Олимп  науки
мы  сделаем  кратковременную  остановку  и  вспомним  о  ве-
 100

дичайшем  физике  нашего  века  Альберте  Эйнштейне,
который  в  1905  году  обосновал  свою  теорию  относитель¬
ности,  касающуюся  пространства,  времени  и  строения
Вселенной  в  целом.
 Уравнение  Е  —  тС2,  выведенное  Эйнштейном,  дало
ответ  на  многие  вопросы  физики,  до  того  считавшиеся  или
неясными,  или  неразрешимыми.  Оно  объясняет,  почему
радиоактивные  вещества  вроде  радия  или  урана  могут
выделять  частицы,  обладающие  огромными  скоростями,
и  почему  этот  процесс  может  длиться  миллионы  лет.  Оно
объясняет,  почему  все  звезды  не  переставая  излучают
свет  и  тепло  миллиарды  лет  подряд,  и  говорит  об  огром¬
ных  запасах  энергии,  хранящихся  в  ядрах  атомов.
 Согласно  этому  закону  взаимосвязи  массы  и  энер¬
гии,  энергия,  содержащаяся  в  любой  частице  веще¬
ства,  равна  массе  этой  частицы,  умноженной  на  квадрат
скорости  света.  Это  удивительное  соотношение  становится
еще  более  ясным,  если  абстрактные  величины  заменить
в  нем  конкретными:  например,  одному  килограмму  угля
соответствует  25  миллиардов  киловатт-часов  электроэнер¬
гии.  Чтобы  яснее  представить  себе  это,  напомним,  что
семилетним  планом  у  нас  предусмотрено  довести  выра¬
ботку  электрической  энергии  до  500—520  миллиардов
киловатт-часов.  Это  ли  не  фантазия!
 Всякому  изменению  массы  тела  соответствует  измене¬
ние  энергии  этого  тела.  Например,  изменению  массы  на
1  грамм  соответствует  изменение  энергии,  равное  пример¬
но  25  миллионам  киловатт-часов.
 Между  массой  и  энергией  существует  строго  определен¬
ная  зависимость.  Образование  атомных  ядер  из  протонов
и  нейтронов  сопровождается  некоторым  уменьшением
массы,  т.  е.  масса  вновь  образовавшегося  ядра  меньше
массы  затраченных  на  его  образование  частиц.  Уменьше¬
ние  массы  ядра  в  результате  ядерной  реакции  следует  рас¬
сматривать  как  массу,  теряемую  вследствие  повышения
кинетической  энергии  частиц,  а  также  уносимую  излуче¬
нием  (фотонами).
 Кинетическая  энергия  обусловливает  повышение  тем¬
пературы  только  окружающей  среды,  в  то  время  как  излу¬
чение  в  виде  электромагнитных  волн  уходит  в  мировое
пространство.  Так  в  беспредельные  глубины  Вселенной
проникает  энергия  ядерных  реакций,  рождаемая  в  недрах
звезд.
 101

Ядра  атомов  —  это  склады  концентрированной  энер¬
гии,  подобно  тому,  как  топливо  является  концентратом
химической  энергии.  Но  зажечь  топливо  и  освободить
заключенную  в  нем  химическую  энергию  легко.  А  вот  как
освободить  энергию  атомных  ядер?
 Ядерная  энергия
 Обычное  топливо  давно  служит  людям  источником  теп¬
ла.  Но  лишь  сравнительно  недавно  энергию,  заключенную
в  топливе,  научились  превращать  в  механическую  и  элек¬
трическую.
 Ядерное  топливо  —  металл  уран  и  его  окислы  —  тоже
более  столетия  использовалось  человеком  как  сырье
в  производстве  красок.  Однако  совсем  недавно  было  обна¬
ружено,  что  тот  самый  уран,  добавление  солей  которого
в  стекло  окрашивает  его  в  красивый  золотистый  цвет,
является  источником  атомной  энергии.
 Радий  продолжительное  время  был  фокусом,  на  кото¬
ром  ученые,  занятые  разгадкой  тайн  атомных  недр,  кон¬
центрировали  свое  внимание.  Извергающийся  из  него  фон¬
тан  энергии  свидетельствовал  о  многом:  о  сложном  строе¬
нии  атомного  ядра,  о  неисчерпаемых  ресурсах  энергии
в  нем  и  о  возможностях  использования  этой  энергии.
Последнее  само  собой  разумелось,  поскольку  явления,
возможные  в  природе,  после  открытия  их  не  могли  оста¬
ваться  недоступными  человеку.
 А  время  шло.  Наука  обогащалась  новыми  работами  и  от¬
крытиями.  В  1934  г.  итальянский  физик  Энрико  Ферми
и  его  соратники  обнаружили,  что  при  бомбардировке
урана  нейтронами  образуются  радиоактивные  элементы.
Исследователи  приняли  их  за  элементы  более  тяжелые,
чем  уран,  и  назвали  трансурановыми,  т.  е.  элементами,
лежащими  в  таблице  Менделеева  за  пределами  92-й
клетки.
 Соблазн  увидеть  и  осязать  небывалые  элементы,  изу¬
чить  их  свойства,  найти  возможность  соединить  их  с  дру¬
гими  был  очень  велик.  Каждому  ученому  хотелось  перво¬
му  иметь  дело  с  неземными  «жителями»  таблицы  Менде¬
леева.
 Но  добыть  трансурановые  элементы  тогда  никому  так
и  не  удалось.  Однако  результаты,  к  которым  привели
искания,  оказались  совершенно  неожиданными.
 102

На  исходе  1938  г.  двое  немецких  ученых,  0.  Ган
и  Ф.  Штрассман,  совершили  рывок  в  будущее.
 Слава  пришла  в  их  скромную  лабораторию,  где  иссле¬
дователи,  повторяя  опыты  Ферми,  сделали  потрясающее
открытие.  Они  установили,  что  облученный  нейтронами
кусок  урана  стал  содержать  элементы,  стоящие  в  середине
периодической  системы  Менделеева.  Это  было  удивительно
и  непонятно!
 Ученые  разных  стран  занялись  проверкой  опытов  Гана
и  Штрассмана.  Почти  одновременно  первыми  правильно
объяснили  это  явление  замечательный  французский  физик
Фредерик  Жолио-Кюри  и  немецкий  физик  Лиза  Мейтнер.
Они  установили,  что  при  попадании  в  ядро  урана  нейтро¬
на  это  ядро  разваливается  (делится)  на  два  меньших  ядра.
Массы  этих  ядер  как  раз  и  соответствуют  массам  ядер  тех
элементов,  которые  были  обнаружены  в  куске  урана,
облученном  нейтронами  Ганом  и  Штрассманом.
 Началось  победоносное  шествие  науки  по  пути  овладе¬
ния  атомной  энергией.
 В  мае  1940  г.  на  сессии  Академии  наук  СССР  академик
В.  Г.  Хлопин  сообщил  о  работе,  проделанной  ленинград¬
скими  учеными  Н.  Г.  Флеровым  и  К.  А.  Петржаком.
Тщательными  опытами  наши  ученые  доказали,  что  ядра
атомов  урана  могут  самопроизвольно  распадаться.  Опыты
проводились  ими  в  помещении,  находящемся  глубоко  под
землей.  Этим  исключалась  всякая  возможность  влияния
на  исследуемый  уран  космических  лучей,  в  составе  кото¬
рых  имеются  нейтроны,  способные  расщепить  его.
 Было  установлено,  что  процесс  деления  ядра  сопро¬
вождается  выделением  огромного  количества  энергии.
Когда  подсчитали  энергию,  которую  можно  получить  при
расщеплении  одного  килограмма  урана,  то  оказалось,  что
она  равна  такому  количеству  энергии,  которое  получается
при  сжигании  2  500000  килограммов  самого  лучшего  угля.
 Игра  стоит  свеч!  И  с  еще  большим  упорством  занялись
ученые  процессом  деления  урана.
 Величайшая  трагедия  современности
 Когда-нибудь  в  просторных  и  светлых  залах  музея
экскурсовод  остановит  группу  посетителей  у  маленькой
витрины.  «Взгляните,—  скажет  он,—  здесь  хранится  до¬
кумент,  обличающий  американских  империалистов  в  чу-
 103

довищном  злодеяний  —  применении  атомной  энергий  длй
уничтожения  людей».
 И  люди,  которые  тогда  не  будут  знать  ни  войн,  ни
страха  перед  ними,  люди,  использующие  атомную  энергию
для  получения  света  и  тепла,  для  приведения  в  действие
станков  и  транспорта,  прочтут  сквозь  стекло  витрины:
 «16  часов  тому  назад  американский  самолет  бросил  на
важную  японскую  военную  базу  Хиросима  бомбу,  которая
обладает  разрушительной  силой  большей,  чем  20  000  тонн
взрывчатого  вещества.
 6  августа  1945  года
Президент  США  Г.  Трумэн».
 В  США,  в  стране,  далекой  от  военных  действий,  на
основе  достижений  своих  и  иностранных  ученых  широким
фронтом  велись  работы  по  овладению  атомной  энергией.
 Там  еще  задолго  до  окончания  мировой  войны  амери¬
канские  империалисты  и  монополии  стали  вынашивать
планы  завоевания  мирового  господства.  Они  создали  круп¬
ную  организацию,  к  работе  которой  были  привлечены
знаменитый  итальянский  ученый  Энрико  Ферми,  Нильс
Бор  —  датский  ученый,  бежавший  с  помощью  англичан
из  своей  страны,  оккупированной  немцами,  Джемс  Чед¬
вик  —  английский  физик,  открывший  в  1932  г.  нейтрон,
Лиза  Мейтнер  —  ассистентка  профессора  Гана,  бежавшая
из  фашистской  Германии,  и  многие  другие.
 Правительство  США  заключило  контракты  с  лаборато¬
риями,  институтами  и  частными  фирмами.  Золотым  дож¬
дем  поливались  ростки  будущих  атомных  бомб,  привед¬
ших  к  страшной  трагедии  японский  народ.
 Укоры  и  проклятия  сыплются  и  в  наши  дни  в  адрес  тех,
кто  впервые  использовал  величайшее  открытие  человече¬
ского  гения  в  качестве  оружия  для  массового  уничтожения
людей,  для  разрушения  больших  городов  —  центров  про¬
мышленности,  культуры  и  науки.
 Беспомощно  перо  писателя  для  того,  чтобы  воссоздать
картину  этой  трагедии:  так  она  огромна,  тяжела  и  жестока.
 Вот  скупые  строки,  свидетельствующие  о  свершив¬
шемся.
 В  Хиросиме,  крупном  японском  городе,  раскинувшем¬
ся  в  многорукавной  дельте  рекиОта,  утро  6  августа  1945  г.
было  ясным.  На  рассвете  прозвучал  сигнал  воздушной
 104

тревоги,  но  в  7  часов  30  минут  уже  был  дан  отбой.  Спустя
минут  45  после  отбоя  над  городом  появились  три  самоле¬
та.  Они  почему-то  ни  у  кого  не  вызвали  беспокойства.
Полагали,  что  самолеты  летят  мимо.  И  вдруг  один  из  них
сбросил  атомную  бомбу.  Бомба  взорвалась  на  высоте  немно¬
гим  больше  600  метров  над  деловой  частью  Хиросимы.
 В  результате  взрыва  погибли  десятки  тысяч  японцев.
Еще  столько  же  были  ранены.  Две  трети  зданий  в  районе
поражения  разрушились  либо  мгновенно,  либо  в  скором
времени  оказались  охваченными  огнем.
 Еще  не  успели  развеяться  клубы  дыма,  еще  не  рассея¬
лись  облака  пыли,  вздымавшиеся  над  руинами  Хиросимы,
как  новый  атомный  взрыв  «смахнул»  с  лица  земли  еще
один  крупный  промышленный  город  Японии  —  Нагасаки,
уничтожив  большую  часть  его  населения.
 9  августа  рано  утром  здесь  был  подан  сигнал  воздуш¬
ной  тревоги;  в  8  часов  30  минут  последовал  отбой.  А
в  11  часов  один  из  двух  американских  самолетов  «Бо¬
инг-29»  сбросил  атомную  бомбу.  Бомба  разорвалась  на
высоте  выше  полукилометра  от  поверхности  земли,  причем
сила  взрыва  была  примерно  такой  же,  что  и  в  Хиросиме.
 В  результате  взрыва  этой  бомбы  также  погибли  десят¬
ки  тысяч  человек.
 Этот  варварский  акт,  совершенно  не  вызывавшийся
военной  необходимостью,  по  замыслу  его  исполнителей
преследовал  две  цели:  проверить  на  практике  разруши¬
тельное  действие  атомной  бомбы  и  положить  начало  той
политике  «с  позиции  силы»,  которую  стали  проводить
правящие  американские  круги  по  отношению  к  другим
странам.
 Американские  генералы  стремились  внушить  простым
людям  мысль  о  неизбежности  атомной  войны  и  величайших
преимуществах  США  в  такой  войне.  Позднее  они  пытались
терроризировать  народы  «сверхатомной»,  так  называемой
водородной,  бомбой,  расписывая  на  все  лады  ее  страшную
разрушительную  силу.  Не  учли  они  только  одного:  в  на¬
шей  стране,  стоящей  на  страже  мира,  тогда,  уже  многое
было  сделано  в  области  овладения  атомной  энергией.
 Кончилась  кровопролитная  война.  Советский  народ
перековал  мечи  на  орала  и  стал  залечивать  раны,  нанесенные
войной.  Но  одна  самая  глубокая  рана  очень  долго  не  зажи¬
вала.  Трудно  было  отыскать  в  стране  семью,  где  бы  все
члены  ее  садились  за  общий  стол,  как  до  войны.  То  же
 105

случилось  и  в  семье  советских  физиков-атомщиков.  Поре¬
дели  их  ряды.  Разрушены  многие  лаборатории.
 За  несколько  лет  до  войны  им  уже  удалось  добраться
до  центра  атома.  Но  разразилась  война,  сея  кругом  смерть.
 Харьков  и  Киев  сразу  же  оказались  в  сфере  военных
действий.  И  все  работы,  проводимые  там,  все  исследования
по  ядерной  физике  прекратились.
 Оставались  Москва  и  Ленинград.  Ученые  страны,  кото¬
рая  давно  прославилась  на  весь  мир  великими  достиже¬
ниями,  в  необычайно  трудных  условиях  военного  времени
развернули  работы  по  овладению  тайнами  атома  и  стали
быстро  набирать  такие  темпы,  какие  до  сих  пор  кажутся
невероятными  зарубежным  ученым.
 И  тот,  кто  смотрел  на  атомную  энергию  как  на  золотое
яйцо,  снесенное  наукой  для  монополистов  США,  жестоко
ошибся.  У  нас  вскоре  появился  и  мирный  атом,  и  атом,
призванный  на  военную  службу.
 Ящик  Пандоры
 Для  капиталистов  атомная  энергия  —  это  ящик  Пан¬
доры.  В  нем  заключены  бедствия  для  промышленников.
Стоит  только  открыть  этот  ящик,  т.  е.  открыть  пути  при¬
менения  атомной  энергии  не  для  военных,  а  для  граждан¬
ских  целей,  как  это  сразу  нарушит  их  устои.
 «Предположим,—  заявили  как-то  американские  сена¬
торы,—что  кто-либо  объявит  об  изготовлении  локомотива
с  атомным  двигателем,  который  за  время  пробега  между
Нью-Йорком  и  Вашингтоном  поглощал  бы  всего  лишь  на
несколько  долларов  атомной  энергии.  В  результате  акции
всех  железнодорожных  и  угольных  компаний  обесцени¬
лись  бы.  Страховые  компании,  связанные  с  капиталовло¬
жениями  железных  дорог,  обанкротились  бы,  и  все  это
привело  бы  к  общему  финансовому  хаосу».
 Военные  предприятия,  связанные  с  использованием
атомной  энергии,  приносят  империалистам  только  при¬
были  и  к  тому  же  немалые.
 Отдельные  работники  американской  Комиссии  по
атомной  энергии  утверждали,  что  разработка  атомного
оружия  является,  по  сути  дела,  кратчайшим  путем  к  ис¬
пользованию  атомной  энергии  в  мирных  целях.
 С  технической  же  точки  зрения,  создавать,  например,
атомный  двигатель  для  подводной  лодки,  как  это  сделано

в  США,  до  того,  как
на  суше  построена
промышленная  энер¬
гетическая  стан¬
ция,  —  это  значит
ставить  повозку  впе¬
реди  лошади.
 Американский
ученый  Р.  Лепп  в
своей  книге  «Новая
сила»  писал,что  атом¬
ную  энергию  в  гла¬
зах  многих  амери¬
канцев  символизиру¬
ет  бомба.  Но  думать
так  —  все  равно,  что
думать  о  нефти,  как
о  веществе,  которое
может  вызывать  толь¬
ко  пожары  и  взрывы,
забывая  о  том,  что  она  употребляется  нами  для  самых
различных  целей,  обеспечивая  нас  энергией  и  служа
сырьем  для  производства  смазочных  материалов,  лекарств
и  многих  других  веществ.
 Самое  страшное  для  жителей  земного  шара  —  это
атомная  война.  В  недрах  атома  заключены  добро  и  зло.
Это  и  излечение  тяжелых  недугов,  и  ужасы  Хиросимы.
Это  и  светлое  будущее  человечества,  и  возможный  безжиз¬
ненный  послеатомный  хаос.
 Надо  демобилизовать  атом!
 Надо  всюду  раскрыть  двери  для  мирного  атома!
 Глава  8
ЧУДО  XX  ВЕКА
 Первая  в  мире
 Среди  чудес,  содеянных  человеком  в  текущем  столетии,
славится  атомная  электростанция.  Это  созданное  разу¬
мом  и  построенное  руками  советских  людей  сооружение
считает  обязательным  для  себя  посетить  каждый  полити¬
ческий  и  научный  деятель,  приехавший  в  СССР.
 107

Сегодня  и  мы  с  вами  совершим  сюда  экскурсию.
 ...  Машина  вырывается  из  суеты  московских  улиц  на
просторное  загородное  шоссе.  По  бокам  мелькают  дома
пригородных  селений.  Провожая  нас,  кланяются  стоящие
вдоль  дороги  березки  и  ели.  Прошло  немного  времени,
шофер  притормозил  автомобиль  и  сделал  поворот.  Прое¬
хав  несколько  улиц  нового  города,  мы  оказались  око¬
ло  большого  промышленного  здания.  О  том,  что  оно  про¬
мышленное,  свидетельствует  по  крайней  мере  высокая
труба.
 Как-то  необычно  для  электростанции  выглядит  все  во¬
круг.  На  площадке  нет  ни  топливного  склада,  ни  эстака¬
ды,  ни  градирни.  Безжизненна  и  труба.  Если  вы  пом¬
ните,  ее  сестры  на  электростанциях  извергают  всегда
клубы  дыма.
 Осматриваемся  вокруг.  Атомная  электростанция  разме¬
щена  в  трех  зданиях.
 Главное  из  них  имеет  простую  и  строгую  архитектуру.
Вид  его  хорошо  знаком  сейчас  всем  по  фотографиям,  не
раз  публиковавшимся  в  печати.  В  этом  здании  располо¬
жено  «сердце»  атомной  электростанции  —  ядерный  реак¬
тор.  В  нем  происходит  освобождение  атомной  энергии.  Эта
энергия,  получаемая  в  виде  тепла,  используется  для  пре¬
вращения  воды  в  пар,  а  пар,  как  и  на  обычной  тепловой
станции,  вращает  турбину  с  электрогенератором,  выра¬
батывающим  электрический  ток.
 Паровая  турбина  и  электрогенератор  установлены  во
втором  здании  станции.  Там  же  смонтировано  и  другое
оборудование,  связанное  с  работой  турбогенератора,  а  так¬
же  электрические  распределительные  устройства.
 Третье  здание  оборудовано  вентиляционными  установ¬
ками,  предназначенными  для  отвода  воздуха,  загрязнен¬
ного  радиоактивными  веществами.  Этот  воздух  выбрасы¬
вается  через  ту  самую  высокую  трубу,  которую  легко  при¬
нять  за  дымовую  фабрично-заводскую  трубу.
 Зайдем  в  главное  здание.  Здесь,  конечно,  нас  в  первую
очередь  будет  интересовать  ядерный  реактор  —  аппарат,
в  котором  совершается  чудо  XX  века  —  освобождение
энергии  из  недр  атомов.
 Зал,  где  мы  находимся,  имеет  на  полу  большую  плиту,
сложенную  из  толстых  чугунных  секторов.  Под  тяжелой
плитой  —  реактор.  И  хотя  его  не  видно,  мы  приступим
к  знакомству  с  ним.
 108

Аппарат,  в  котором  «горит»  метали
 Топливом  в  реакторе  служит  металлический  уран.
«Сжигание»  этого  топлива,  да  и  сам  котел,  в  котором  про¬
исходит  сжигание,  необычны.  В  топке  огня  нет.  Тепло
из  уранового  топлива  выделяется  при  беспламенной
реакции.
 Обычное  топливо  забрасывают  в  топку  дарового  котла
тепловой  электростанции,  можно  сказать,  непрерывно.
А  ядерное  топливо  лишь  изредка,  и  то  частично  заменяет¬
ся  в  реакторе  —  один  раз  в  несколько  месяцев.  В  графи¬
товые  гнезда  реактора  загружают  некоторое  количество
стержней,  содержащих  уран,  обогащенный  радиоактивным
изотопом  —  уран-235.
 Незримо  «горит»  атомное  топливо,  разбрызгивая  во
все  стороны  нейтроны.  Каждый  атом  урана,  дробясь  под
ударом  нейтрона,  выбрасывает  2—3  новых  нейтрона.
Нейтроны-снаряды  стремительно  накапливаются,  произ¬
водя  один  за  другим  мириады  микровзрывов  в  атомах.
Если  не  усмирить  этот  бунт  материи,  то  неминуем  атомный
взрыв.
 И  снова  гений  человека  подчиняет  своей  воле  стихий¬
ные  силы  природы.
 Открытие  того,  что  при  делении  ядра  урана  из  расщеп¬
ленного  ядра  вылетает  несколько  нейтронов,  столь  же
знаменательно,  как  и  открытие  самого  деления  урана.  Без
избытка  нейтронов  цепная  ядерная  реакция  оказалась
бы  невозможной.  Она  была  бы  однократным  событием,
которое  хотя  и  высвобождает  энергию,  но  требует  для
своего  продолжения  какого-то  постоянного  воздействия
извне,  например  бомбардировки  нейтронами,  получаемы¬
ми  от  постороннего  источника.
 Для  непрерывного  производства  атомной  энергии  необ¬
ходимо  много  нейтронов.  Их  дает  цепная  реакция,  кото¬
рая  осуществляется  в  ядерном  реакторе.  В  самом  деле,
если  первый  нейтрон  вызвал  деление  одного  ядра  урана,
то  освободившиеся  2—3  новых  нейтрона  попадут  в  другие
ядра  и  вызовут  их  деление.  Снова  освободятся  нейтроны,
но  число  их  будет  уже  значительно  больше,  и  так  далее.
Такой  лавинный  процесс  и  называют  цепной  ядерной
реакцией.
 Но  цепная  ядерная  реакция  может  протекать  по-разно¬
му.  Если  число  нейтронов  в  каждом  новом  поколении  боль-
 109

ше,  чем  в  предыдущем,  т.  е.  если  число  нейтронов  непре¬
рывно  нарастает,  то  такая  реакция  называется  развиваю¬
щейся.  Примером  такой  реакции  может  служить  реакция,
происходящая  в  атомной  бомбе.  Атомная  бомба  потому
и  дает  такой  колоссальный  взрыв,  что  число  нейтронов
в  ней  при  взрыве  стремительно  нарастает  —  от  несколь¬
ких  десятков  до  многих  тысяч  миллиардов,  причем  этот
процесс  развивается  в  считанные  доли  секунды.
 Но  если  число  нейтронов  в  каждом  новом  поколении
равно  числу  нейтронов  в  предыдущем  поколении,  то  цеп¬
ная  реакция  называется  стационарной,  т.  е.  поддержива¬
ющейся  на  одном  уровне,  а  если  количество  нейтронов
в  каждом  новом  поколении  убывает,  то  ядерная  реакция
называется  затухающей.
 В  ядерном  реакторе  осуществляются  все  три  режима
цепной  реакции.  Когда  реактор  пускают,  т.  е.  когда  он,
как  говорят,  «выходит  на  мощность»,—  число  нейтронов
в  нем  непрерывно  нарастает,  правда,  не  так  стремительно,
как  в  атомной  бомбе,  а  постепенно.  Осколки  деления  раз¬
летаются  в  разные  стороны  с  огромной  скоростью,  посте¬
пенно  разменивают  свою  энергию  между  теми  ядрами  ура¬
на,  с  которыми  они  сталкиваются.  Уран  нагревается.
 Как  только  нагрев  урана,  определяемый  числом  деле¬
ний  его  ядер  в  единицу  времени,  достигает  определенного
значения,  цепную  ядерную  реакцию  переводят  в  стацио¬
нарный  режим.  В  этом  случае  реактор  работает  на  опре¬
деленном  уровне  мощности.
 Если  же  нужно  реактор  остановить,  то  цепную  реакцию
переводят  в  режим  затухания.
 Управлять  цепной  реакцией  очень  просто.  Раз  поведе¬
ние  цепной  реакции  зависит  от  числа  нейтронов,  то  ответ
на  вопрос  о  методе  управления  цепной  реакцией  напраши¬
вается  сам.  Нужно  ввести  в  зону  цепной  реакции  вещест¬
во,  хорошо  поглощающее  нейтроны.  Больше  поглотите¬
ля  —  реакция  затухает  или  совсем  останавливается,  мало
поглотителя  —  реакция  развивается.  Если  поглотителя
столько,  что  каждого  поколения  нейтронов  хватает  толь¬
ко  на  то,  чтобы  вызвать  число  делений  ядер,  равное
числу  делений  в  предыдущий  момент,  то  реакция  стацио¬
нарна.
 В  качестве  такого  поглотителя  используют  стержни  из
бора  или  кадмия:  эти  материалы  жадно  поглощают  ней¬
троны.
 110

Мы  раньше  упомянули  о  том,  что  в  реакторе  первой
в  мире  атомной  электростанции  топливом  служит  уран,
обогащенный  изотопом  уран-235.
 Это  приходится  делать  для  того,  чтобы  цепная  реакция
могла  быть  осуществлена.  Ядра  урана-235  в  отличие  от
ядер  урана-238  делятся  наиболее  охотно  и  дают  новые
нейтроны.  Но  не  все  новые  нейтроны  идут  на  продолжение
цепной  реакции.  Часть  их  вылетает  наружу  и  безвозврат¬
но  теряется,  часть  поглощается  ураном  без  деления  (как
говорят  физики,  непроизводительно  поглощается),  часть
поглощается  в  конструкционных  материалах  и  т.  д.  Эти
потери  нейтронов  довольно  велики.  Таким  образом,  при¬
мерно  из  2,5  нейтронов,  вылетающих  при  каждом  делении,
если  будет  мало  жадно  поглощающих  ядер  урана-235
(которые  дают  новые  нейтроны),  может  остаться  в  среднем
меньше  одного  нейтрона,  поглощаемого  в  уране-235.
Следовательно,  реакция  не  будет  самоподдерживающейся*
Поэтому  и  нужно  увеличить  количество  ядер  урана-235
Чем  больше  их,  тем  больше  нейтронов.
 Но  ядра  урана-235  хорошо  поглощают  только  медлен¬
ные  нейтроны,  А  при  делении  ядер  освобождаются  только
быстрые  нейтроны.  Значит,  нейтроны  нужно  замедлить.
 Замедляют  нейтроны  при  помощи  графита  и  других
веществ.  Урановые  стержни  помещают  в  отверстия  в  гра¬
фите,  где  между  быстро  летящими  нейтронами  и  атома¬
ми  углерода  происходят  столкновения.  От  этого  ско¬
рость  нейтронов  замедляется.  Атомы  урана-235  легко
захватывают  их  и,  расщепляясь,  снова  дают  несколько
быстрых  нейтронов,  которые  опять  замедляются'графитом.
Так  поддерживается  цепная  реакция.
 Всего  в  реактор  загружено  128  стержней,  каждый  из
них  представляет  собой  цилиндр  семиметровой  длины.
Нижняя  часть  этого  цилиндра  на  высоту  1,7  метра  загру¬
жена  ураном,  обогащенным  ураном-235.
 ,  Внутри  стержней  проходят  стальные  тонкостенные  труб¬
ки,  по  которым  во  время  работы  реактора  циркулирует
вода,  переносящая  тепло  от  расщепляющегося  *  урана
к  теплообменникам.  Вода  поступает  через  головку  стержня,
проходит  вниз,  омывает  уран  и,  отняв  у  него  тепло,  под¬
нимается  вверх,  уходит  в  коллектор,  а  оттуда  к  тепло¬
обменникам.
 В  противоположном  реактору  конце  зала  вдоль  стены
висят  запасные  стержни.  Их  всего  несколько  десятков,
 111

однако  такого  запаса  достаточно  на  полгода  работы  станции.
Это  и  есть  склад  топлива  атомной  электростанции.
 Кстати  заметим,  что  после  загрузки  атомного  котла
урановым  топливом  он  может  работать  очень  долго.  При
этом  ежедневный  расход  топлива  на  атомной  электростан¬
ции  мощностью  5000  киловатт  измеряется  не  тоннами,
а  десятками  граммов.  Он  не  превышает  30  граммов  в  сут¬
ки.  Чтобы  такую  же  мощность  получить  на  ТЭЦ,  необхо¬
димо  сжечь  в  топках  паровых  котлов  100—120  тонн  угля.
При  необходимости  же  выработать  5000  киловатт  на  ГЭС
требуется  сбросить  через  лопатки  гидротурбины  при¬
мерно  14  миллионов  кубометров  воды  при  разности  уров¬
ней  около  трех  метров.
 Представляя  себе  невидимо  бушующие  реакции  в  стерж¬
нях,  находящихся  в  реакторе,  вы  с  некоторым  недоуме¬
нием  смотрите  на  мирно  висящие  в  зале  стержни.  Почему,
хочется  вам  спросить,  там  уран  «пылает»,  а  здесь  он  даже
не  «тлеет»?
 Разница  в  поведении  одного  и  того  же  топлива  в  раз¬
ных  местах  зависит  главным  образом  от  следующего.
 В  стержнях,  висящих  в  зале,  атомы  урана-235  изредка
расщепляются,  но  так  как  образующиеся  нейтроны  летят
быстро,  то  они  в  большей  своей  части  вылетают  из  стерж¬
ня,  не  производя  последующего  разрушения  других  атом¬
ных  ядер  урана-235.  Нейтронов  для  развития  «горения»
не  хватает.
 Совсем  иное  дело  в  реакторе,  где  стержни  окружены
слоем  графита.  Стоит  только  появиться  нейтронам  после
разрушения  первого  ядра  атома  урана-235,  как  они,
замедлив  движение  в  графитовой  массе,  поглощаются
другими  атомными  ядрами  и  приводят  их  к  расщеплению.
 Рой  нейтронов,  мечущихся  в  реакторе,  невидим,  но  его
можно  ощутить  с  помощью  приборов,  созданных  чело¬
веком.  Такие  приборы  —  ионизационные  камеры  —  зорко
следят  за  ходом  процесса  и  в  случае  недопустимого  откло¬
нения  дают  команду  автоматам,  которые  вводят  в  действие
регулирующие  стержни.
 На  атомной  электростанции  перевод  тепловой  энергии
в  электрическую  осуществляется  двумя  циклами:  пер¬
вый  —  циркуляцией  воды  в  кольцевой  системе  между
реактором  и  теплообменником,  второй  —  циркуляцией
воды  и  пара  в  кольцевой  системе,  охватывающей  тепло¬
обменник,  паровую  турбину  и  конденсатор.

К  каждому  рабочему  стержню  в  реакторе  от  коллектора
подводится  дистиллированная  вода.  Эта  вода  подается
в  них  специальным  насосом  под  давлением  100  атмосфер.
Омывая  сильно  нагретый  уран,  она  уносит  от  него  тепло
к  теплообменникам.  При  выходе  из  реактора  вода  имеет
температуру  290  градусов.  Не  удивляйтесь,  что  при  столь
высокой  температуре  вода  не  испаряется:  под  давлением
100  атмосфер  она  закипает  лишь  при  309  градусах,  следо¬
вательно,  уходя  от  реактора,  она  не  достигает  точки  кипе¬
ния  и  не  превращается  в  пар.
 В  теплообменниках  перегретая  вода  через  трубчатые
поверхности  нагревает  воду  второго  контура.  Отдав  прине¬
сенное  тепло,  она  превращает  ее  в  пар.  Этот  пар  приводит
в  действие  турбину,  вращающую  электрогенератор,  кото¬
рый,  в  свою  очередь,  вырабатывает  электрический  ток.
Отработанный  пар  проходит  через  конденсатор  турбины
и  в  виде  воды  возвращается  по  трубопроводу  обратно
к  теплообменникам,  где  снова  превращается  в  пар.  Так
непрерывно  осуществляется  циркуляция  воды  и  пара
в  паросиловой  системе  атомной  электростанции.
 В  безопасности  около  опасного
 Работа  на  атомной  электростанции,  казалось  бы,  сопря¬
жена  с  опасностью  для  здоровья  обслуживающего  персо¬
нала,  так  как  из  зоны  ядерных  реакций  испускаются
мощные  потоки  излучений.  Однако  современная  техника
позволила  обезопасить  труд  персонала.
 Реактор  заключен  в  многослойную  «одежду»  из  мате¬
риалов,  поглощающих  все  виды  излучений.  Чтобы  обеспе¬
чить  полную  безопасность  для  персонала,  он  окружен
метровым  слоем  воды  и,  помимо  этого,  трехметровым  слоем
бетона.  Верхняя  часть  реактора,  выходящая  в  зал,  защи¬
щена  слоем  графита  и  чугунными  плитами  общей  толщи¬
ной  около  2,5  метра.
 Если  же  приходится  открывать  реактор  для  замены
стержней  с  «выгоревшим»  ураном,  то  вводится  в  действие
приспособление,  управляемое  из  соседнего  помещения.
Наблюдение  за  операцией  выемки  и  загрузки  стержней
осуществляется  через  толстые  стекла,  в  состав  которых
входит  свинец,  задерживающий  излучение.
 Извлеченные  отработавшие  стержни  с  помощью  управ¬
ляемого  на  расстоянии  крана  перевозят  по  подвесному
 8  А  Ф.  Буяцор
 из

пути  к  месту,  где  под  полом  для  них  устроен  водяной
«склад».  Стержни  опускают  в  воду,  и  там  они  выдержива¬
ются  для  спада  радиоактивности.  После  того  как  актив¬
ность  стержней  значительно  уменьшится,  их  можно  отправ¬
лять  на  переработку  для  извлечения  оставшегося  урана.
 Выбрасывать  стержни  нерационально:  оставшийся  уран
еще  можно  пустить  в  работу.
 При  работе  реактора  управление  ядерными  реакциями
в  нем,  наблюдение  за  работой  насосов,  контроль  за  расхо¬
дом  воды,  проходящей  через  стержни,  проверка  темпера¬
туры  воды  и  выполнение  других  контрольных  обязанно¬
стей  осуществляются  из  помещения  центрального  пульта.
Здесь  дежурят  два  инженера.  Один  ведет  наблюдение  за
физическими  процессами,  а  другой  управляет  теплоэнерге¬
тической  частью  станции.
 Дежурный  инженер  атомной  электростанции  имеет
перед  собой  приборную  доску  во  всю  длину  помещения,
на  которой  смонтированы  приборы,  следящие  за  работой
каждого  стержня  в  отдельности  и  любого  аппарата  на
станции.
 Дежурный  инженер,  не  выходя  из  зала  центрального
пульта  управления,  может  «заглянуть»  внутрь  любого
рабочего  стержня  и  определить  температуру  циркулирую¬
щей  в  нем  воды.  Не  теряя  времени  на  анализ,  он  сразу  же
узнает  степень  радиоактивности  воды  и  т.  д.
 Множество  точнейших  приборов  и  автоматов  непрерыв¬
но  следит  за  работающей  аппаратурой  станции.
 Во  всех  помещениях,  где  имеется  опасность  радиоактив¬
ного  заражения  персонала,  стоят  ионизационные  камеры,

немедленно  сигнализирующие  звонком  и  красным  сигналом
о  появившемся  излучении  в  воздухе.
 Помимо  этого,  каждый  работник  станции  носит  в  кар¬
мане  халата  небольшой  приборчик,  заряженный  фото¬
пленкой.  Проявив  эту  пленку  через  определенное  время,
можно  определить,  какому  облучению  подвергся  ее  обла¬
датель.  В  распоряжении  обслуживающего  персонала  есть
и  другие  карманные  сигнализаторы  опасности.
 Главный  реакторный  зал  тщательно  вентилируется,
и  воздух  из  него  выбрасывается  в  атмосферу  через  трубу,
о  которой  мы  уже  говорили.
 Вода,  циркулирующая  через  реактор,  приобретает
радиоактивность.  Поэтому  на  всем  ее  пути  трубопроводы,
насосы  и  теплообменники  защищены,  чтобы  обезопасить
работу  персонала.
 Пар,  идущий  к  турбине,  и  горячая  вода,  возвращаю¬
щаяся  от  конденсаторов  турбины  к  теплообменникам,
нерадиоактивны.  Паровая  турбина  выделена  в  отдельное
здание,  и  обслуживание  ее  абсолютно  безопасно.
 Помимо  выработки  тока  промышленного  назначения,
на  атомной  электростанции  выполняются  научно-исследо¬
вательские  и  опытные  работы,  выявляются  наилучшие
условия  и  режим  для  некоторых  вновь  строящихся  атомных
электростанций.
 Атомная  электростанция  —  это  необычный,  я  бы  даже
сказал,  совершенно  невиданный  ранее  тип  промышленной
электростанции.  Перед  тем  как  покинуть  ее,  заглянем
в  книгу  отзывов,  в  которой  посетители  оставили  свои
записи.
 Несколько  тысяч  советских  и  иностранных  гостей
посетило  атомную  электростанцию  Академии  наук  СССР.
 Приведем  две  записи,  хорошо  выражающие  мысли,
чувства  и  надежды  прогрессивных  людей  всего  земного
шара.
 «Я  рад,  что  посетил  эту  станцию,  и  очарован  ею,—
пишет  премьер-министр  республики  Индии  Джавахар-
лал  Неру.—  Это  дало  нам  возможность  увидеть  будущее,
которое  уже  раскрывается».
 «Империализм,—  пишет  в  книге  отзывов  президент
Демократической  Республики  Вьетнам  Хо  Ши  Мин,—
использует  силу  атома,  чтобы  уничтожать  людей.  Совет¬
ское  правительство  использует  силу  атомов  на  счастье
людей  всего  мира.  Мир  во  всем  мире  наверняка  победит».
 8*  115

Да,  теперь  уже  ни  у  кого  не  вызывает  сомнений:  совет¬
ская  промышленная  атомная  электростанция  есть  реаль¬
ное  воплощение  атомного  века,  позволяющее  видеть
будущее  человечества.
 В  истории  мало  примеров,  когда  по  научному  открытию
давали  название  веку.  А  нашему  веку  дано  имя  века  атом¬
ной  энергии.  Мы  очевидцы  величайшего  события  в  жизни
человечества,  и,  конечно,  никому  в  голову  не  придет  запи¬
сать  американский  атом-убийцу  на  первый  листок  кален¬
даря  нового  века.  На  этом  листке  будет  красоваться  атом-
труженик.
 Ядерные  реакторы
 С  пуском  первой  в  мире  атомной  электростанции  роди¬
лась  совершенно  новая  отрасль  энергетики  —  ядерная
энергетика.  Эта  отрасль  непрерывно  растет  и  развивается.
 Советские  инженеры,  накопив  опыт  по  проектированию,
строительству  и  эксплуатации  атомной  электростанции,
перешли  к  созданию  гораздо  более  мощных  атомных  элек¬
тростанций.  В  текущем  семилетии  в  СССР  будет  построен
ряд  мощных  атомных  электростанций.
 Программа  советской  ядерной  энергетики  —  это  толь¬
ко  грандиозный  научный  поиск,  который  поможет  выбрать
самые  выгодные  пути  для  создания  будущих  мощных
атомных  электростанций.
 Революционные,  качественно  своеобразные  сдвиги,  ко¬
торые  вносят  в  энергетику  атомные  электростанции,  мож¬
но  проиллюстрировать  следующим  примером.
 Если  для  угольной  электростанции  мощностью  в  600  ты¬
сяч  киловатт  требуется  на  год  не  менее  250  тысяч  ваго¬
нов  угля,  то  для  атомной  электростанции  такой  же  мощ¬
ности  достаточно  в  год  несколько  вагонов  атомного
топлива*
 У  одного  и  того  же  органического  топлива,  например
угля,  далеко  не  одинаковый  состав.  Это  сказывается  на
процессе  горения  и,  в  свою  очередь,  требует  создания  раз¬
ного  рода  топок.  Состав  природного  ядерного  топлива  —
урана  —  также  непостоянен.  Но  главное  заключается
еще  не  в  этом.
 В  природном  уране  содержится  около  0,71%  хорошего
ядерного  горючего  урана-235,  остальные  99,29%  падают
на  долю  плохого  ядерного  горючего  —  урана-238.
 116

Но  есть  возможность  плохо  делящийся  уран-238  пере¬
вести  в  хорошо  делящееся  ядерное  топливо  —  плуто¬
ний-239.  Как  это  сделать,  мы  расскажем  ниже.
 Реакторостроение  —  молодая  отрасль  народного  хо¬
зяйства.  2  декабря  1942  г.  итальянский  физик  Энрико
Ферми  впервые  осуществил  в  США  самоподдерживающую-
ся  цепную  ядерную  реакцию.  Этот  день  можно  считать
и  днем  рождения  первого  ядерного  реактора.  Много  ли
времени  прошло  с  тех  пор?  А  сейчас  семья  реакторов  силь¬
но  разрослась.  В  их  эволюционном  развитии  можно  про¬
следить  «борьбу  за  существование».  Только  в  данном  слу¬
чае  не  природа  руководит  эволюцией,  а  человек.  Останут¬
ся  существовать  только  те  типы  реакторов,  которые  ока¬
жутся  наиболее  жизненноспособными,  т.  е.  наиболее  на¬
дежные,  безопасные  и  экономичные.
 Конструкции  реакторов  можно  свести  к  двум  основным
классам:  гомогенные  (однородные)  и  гетерогенные  (разно¬
родные).
 В  гомогенных  реакторах  расщепляемый  материал,  допу¬
стим  соль  урана,  равномерно  распределен  или  растворен
в  замедлителе,  например  в  воде.  В  гетерогенных  —
расщепляющиеся  материалы  и  замедлитель  распределены
неравномерно.  Например,  реактор  первой  в  мире  атомной
электростанции  является  гетерогенным.
 Отвод  тепла  от  ядерного  реактора  осуществляют
либо  газообразными  теплоносителями  —  гелием,  угле¬
кислым  газом,  либо  жидкими  —  водой,  тяжелой  во¬
дой,  органическими  жидкостями,  например  дифенилом
(используемым  в  производстве  красителей),  или  расплав¬
ленными  солями  и,  наконец,  металлами.  Из  металлов  при¬
меняют  ртуть,  свинец,  натрий,  калий,  висмут  и  другие.
 Реакторы,  накапливающие  ядерное  топливо
 При  использовании  атомной  энергии  мы,  безусловно,
встретимся  еще  со  многими  неожиданностями,  которые
уже  сейчас  меняют,  а  в  дальнейшем  в  корне  могут  изме¬
нить  наши  представления  о  двигателях,  об  энергетических
станциях  и  так  далее.  Даже  в  самом  производстве  атомной
энергии  есть  поразительные  факты.
 Вот  вам  для  примера  один  из  них?
 Всем  известно,  что  на  любой  обычной  силовой  установ¬
ке  энергия  вырабатывается  за  счет  безвозвратной  потери
 117

топлива.  Й  никто  не  мыслит  такого  положения,  когда
топливо  сжигается,  за  счет  этого  получается  энергия,
а  помимо  энергии  образуется  топливо,  да  еще  в  большем,
чем  было  сожжено,  количестве.
 Вы,  вероятно,  удивитесь,  если  я  скажу,  что  при  сжи¬
гании  атомного  топлива  можно  получать,  помимо  энергии,
еще  и  атомное  горючее  в  количестве,  примерно  в  полтора
раза  большем,  чем  было  сожжено.  А  ведь  это  факт!
 Представьте  себе,  что  вы  сжигаете  в  печи  полено  дров,
а  когда  выгребаете  оставшуюся  от  этого  полена  золу,
то  в  ней  обнаруживаете  чуть  ли  не  два  новых  полена!
Непосвященному  это  кажется  фантастикой.
 Однако  такой  процесс  происходит  в  ядерном  реакторе
с  расширенным  воспроизводством.  Цепная  реакция  в  таких
реакторах  осуществляется  на  быстрых  нейтронах.  Замед¬
лителя  в  таком  реакторе  нет.
 В  обычных  реакторах  каждый  стержень  является
и  веществом,  питающим  реакцию  нейтронами,  и  веще¬
ством,  реагирующим  с  нейтронами.
 В  реакторе  с  расширенным  воспроизводством  функции
разделены,  а  именно  стержни  для  питания  реакции  ней¬
тронами  изготовляются  из  обогащенного  урана  или  из
плутония.  Остальная  реагирующая  масса  представляет
собой  природный  или  обедненный  уран.  Обедненный  уран
получается  в  виде  отходов  установок  для  обогащения
урана.  Если  в  природном  уране  содержится  —0,71%
урана-235,  то  в  обедненном  уране  его  только  —0,4%.
 В  этом  уране  и  происходит  образование  нового  ядер-
ного  горючего  —  плутония.  Задержимся  с  минуту  на
процессе  образования  плутония.
 Нейтроны,  освободившиеся  в  процессе  деления  урана,
могут  покинуть  реактор,  а  также  поглотиться  ядрами
атомов  урана  или  конструкционными  материалами.
 Вероятность  этих  процессов  зависит  от  энергии  ней¬
тронов  и  от  материалов,  используемых  в  реакторе.  Чем
меньше  энергия  нейтрона,  тем  с  большей  охотой  он  погло¬
щается  ядром  урана-235,  причем  ядро  этом  случае  делится.
Способность  поглощать  медленные  нейтроны  у  урана-235
настолько  велика,  что  на  долю  другого  изотопа,  урана-238,
остается  совсем  мало  нейтронов.  А  это  поглощение  как
раз  очень  полезно.
 Что  же  происходит  с  ядром  атома  урана-238,  когда
в  него  проникает  нейтрон?  Заряд  ядра  от  этого  не  увели-
 118

чивается,  меняется  лишь  масса,  т.  е.  образуется  изотоп,
уран-239,  который  неустойчив.  Внутри  ядра  урана-239
примерно  через  23  минуты  один  нейтрон  превращается
в  протон,  что  сопровождается  излучением  электрона
и  одновременно  образованием  нового  химического  эле¬
мента  —  нептуния-239.  Нептуний  тоже  радиоактивен.
Внутри  его  ядра  в  течение  56  часов  один  нейтрон  пре¬
вращается  в  протон,  что  также  сопровождается  излучением
электрона  с  одновременным  образованием  теперь  уже
94-го  элемента  таблицы  Менделеева  —  плутония-239.  Этот
изотоп  плутония  и  является  ядерным  горючим.  Чем  боль¬
ше  ядер  атомов  этого  изотопа  образуется  на  каждое  раз¬
делившееся  ядро  атома  урана,  тем  это  выгоднее.  Если
на  одно  разделившееся  ядро  атома  урана  образуется
больше  одного  ядра  атома  плутония,  то  такой  реактор
называется  реактором  с  расширенным  воспроизводством.
 Для  того  чтобы  осуществить  процесс  расширенного
воспроизводства  ядерного  горючего,  нужно  создать  усло¬
вия,  при  которых  количество  захватов  нейтронов  в  ядрах
урана-235  уменьшится,  а  количество  захватов  нейтронов
в  ядрах  урана-238  увеличится.  Тогда  и  число  образо¬
вавшихся  ядер  плутония  возрастет,  так  как  уран-238
делится  плохо,  а  охотнее  захватывает  нейтроны,  превра¬
щаясь  в  плутоний.
 Такие  условия  создаются,  если  увеличить  энергию
нейтронов  в  реакторе.  А  для  этого  нужно  убрать  замед¬
литель.  Под  действием  быстрых  нейтронов  уран-235  делит¬
ся  уже  хуже,  и  число  нейтронов,  достающихся  на  долю
урана-238,  значительно  возрастает.  Так  осуществляется
процесс  расширенного  воспроизводства.
 Значит,  «сжигая»,  допустим,  один  килограмм  урана-235,
можно  получить  тепло,  достаточное  для  суточной  работы
электростанции  мощностью  100  тысяч  киловатт  да,  кроме
того,  еще  примерно  один  килограмм  плутония  за  счет
превращения  урана-238  в  плутоний-239.
 Группа  советских  физиков  создала  теорию  реакторов
на  быстрых  нейтронах.  Ими  построены  опытные  реак¬
торы  такого  типа.  Эти  реакторы  гарантируют  полное
использование  природного  урана.  Возглавляется  эта
группа  А.  И.  Лейпунским.  В  1949  г.  А.  И.  Лейпунский
рассчитал,  что  в  таких  реакторах  может  быть  осущест¬
влен  процесс  расширенного  воспроизводства  ядерного
горючего.

Под  руководством  А.  И.  Лейпунского,  О.  Д.  Казач-
ковского,  И.  И.  Бондаренко  и  Л.  Н.  Усачева  были  тео¬
ретически  разработаны  вопросы  физики  реакторов  на
быстрых  нейтронах,  проведены  многочисленные  экспе¬
рименты,  разработаны  основы  теории  и  начаты  практи¬
ческие  работы  по  созданию  реакторов,  являющихся  про¬
тотипом  и  для  будущих  мощных  атомных  электростанций.
За  научные  достижения  в  этой  области  этим  ученым  при¬
суждена  Ленинская  премия.
 Реактор  в  бассейне
 Посредине  центрального  зала  павильона  «Атомная
энергия  в  мирных  целях»  на  Выставке  достижений  народ¬
ного  хозяйства  в  Москве  выкопан  глубокий  колодец.
Он  почти  до  верха  затоплен  водой.  Края  колодца  огоро¬
жены,  чтобы  предостеречь  посетителя  от  нечаянной  воз¬
можности  принять  нежелательную  для  него  ванну.
 Глубоко  под  водой  —  голубовато-зеленоватое  сияние.
Кажется,  что  со  дна  колодца  на  вас  неподвижно  устави¬
лось  какое-то  стоокое  чудовище,  будто  оно  смотрит  из
глубин  моря.
 Это  реактор.  Он  опущен  под  воду  на  глубину  4,6  метра.
Активная  зона  его  состоит  из  кассет,  содержащих  урано¬
вые  стержни.  Промежутки  между  стержнями  заполняет
вода,  налитая  в  бассейн  реактора.
 Вода,  в  которую  потоплен  реактор,  тщательно  очищена
от  минеральных  примесей.  Ее  роль  —  отнимать  тепло
от  работающего  реактора,  замедлять  нейтроны  и  защи¬
щать  обслуживающий  персонал  от  вредных  излучений.
 В  процессе  работы  реактора  из  урановых  стержней
исходит  мощное  излучение.  Частично  энергия  этого  излу¬
чения  превращается  в  воде  в  видимый  свет.  Этому  свече¬
нию  присвоено  имя  Черенкова.
 Реактор  бассейнового  типа,  как  и  многие  другие,
служит  главным  образом  для  проведения  исследователь¬
ских  работ.  На  нем  получают  потоки  нейтронов,  которые
требуются  для  опытов.  На  нем  выполняют  учебные  работы
студенты  и  работники  разных  профессий  —  инженеры-
механики,  инженеры-химики,  инженеры-электрики,  инже¬
неры-судостроители  и  другие  специалисты.
 Пожалуй,  нет  ни  одной  отрасли  использования  атом¬
ной  энергии,  которая  прямо  или  косвенно  не  зависела
 120

бы  от  постановки  работ  на  исследовательских  реакторах.
На  них  получают  радиоактивные  изотопы,  производят
радиационную  обработку  и  испытание  материалов.  На
них  ведут  работы  по  испытанию  тепловыделяющих  эле¬
ментов  для  строящихся  и  проектируемых  атомных  элек¬
тростанций,  а  также  для  транспортных  атомных  уста¬
новок.  С  их  помощью  осуществляют  биологические,  меди¬
цинские  и  многие  другие  исследования.
 За  создание  комплекса  исследовательских  реакторов
научным  работникам  С.  М.  Фейнбергу,  В.  В.  Гончарову,
Г.  А.  Столярову,  Т.  Н.  Зубареву,  П.  И.  Христенко,
В.  Ф.  Козлову  и  О.  И.  Любимцеву  присуждена  Ленин¬
ская  премия.
 Ядерные  излучения—в  электрический  ток
 Электричество  имеет  неоценимое  свойство  —  универ¬
сальность.  Поверните  выключатель,  и  ток,  текущий  по
проводам,  заставит  светиться  лампочку.  Нажмите  кнопку,
и  электричество  в  звонке  превратится  в  звуковую  энер¬
гию.  Электричество  легко  переводится  в  любую  форму
энергии.
 Электричество  обладает  и  другими  ценными  свойствами:
оно  мгновенно  передается  на  большие  расстояния,  оно
может  выполнять  тяжелые  и  легкие,  простые  и  сложные
работы.  Электричество  —  самый  удобный  вид  энергии.
Поэтому  вполне  понятно  стремление  инженеров  перевести
атомную  энергию  непосредственно  в  электрическую.
Решение  этой  проблемы  может  идти  несколькими  пу¬
тями.
 Для  непосредственного  превращения  ядерных  излу¬
чений  в  электрический  ток  создано  несколько  типов  бата¬
рей,  работа  которых  основана  на  различных  принципах,
а  именно:  батареи  на  принципе  прямой  зарядки;  батареи
на  принципе  разности  потенциалов  на  контактах  между
разными  материалами;  батареи  на  принципе  термопар
и  батареи  на  принципе  полупроводников.
 Принцип  прямой  зарядки  может  быть  использован
только  для  превращения  энергии  заряженных  частиц.
Этот  метод  легко  может  давать  напряжения  в  несколько
тысяч  вольт  и  выше.  Недостаток  его  главным  образом
в  том,  что  при  наличии  большого  внутреннего  сопротивле¬
ния  получаются  небольшие  токи.
 121

Ё  батареях  прямой  зарядки  Напряжение  создаемся
в  результате  того,  что  электроны  от  излучателя  покидают
один  электрод  и  собираются  на  другом.  Это  —  самозаря-
жающиеся  конденсаторы.  Катод  такой  батареи,  находясь
в  вакуумном  баллоне,  содержит  излучатель  электронов.
 Прилетающие  с  катода
ч  ^  электроны  накапливают
на  стенках  баллона  отри¬
цательные  заряды,  а  ка¬
тод  заряжается  положи¬
тельно.  На  такой  батарее
получают  напряжение
около  365  000  вольт.  Мощ¬
ность  ее  равна  0,2  мил¬
ливатта.
 Одна  из  подобных  ба¬
тарей  создана  в  Цен¬
тральной  научно-иссле¬
довательской  лаборато¬
рии  Гостехнадзора  СССР.
Ее  положительный  электрод  изготовлен  из  радиоак¬
тивного  .  стронция.  Излучаемые  таким  электродом
электроны  попадают  на  магниевый  цилиндр  —  отрица¬
тельный  электрод.  Между  электродами  находится  изоля¬
тор  в  виде  тонкой  пленки  из  полиэтилена.  Биологическая
защита  от  вредного  для  организма  радиоактивного  излу¬
чения  выполнена  из  слоя  свинца.  Батарея  дает  напря¬
жение  в  300  вольт  при  токе  в  одну  десятимиллиардную
ампера.  Она  предназначается  для  зарядки  индивидуаль¬
ных  малогабаритных  ионизационных  камер  лаборатор¬
ного  дозиметра.  Срок  работы  батареи—примерно  10  лет
при  использовании  таллия  и  60  лет  при  применении
стронция.
 Второй  способ  основан  на  использовании  полупровод¬
ников,  таких,  как  германий  и  кремний.  Батареи  подоб¬
ного  типа  названы  атомными.
 В  полупроводниковых  батареях  энергия  излучения
радиоактивных  изотопов  непосредственно  превращается
в  электрический  ток.  В  полупроводнике  ток  значительно
усиливается.  Например,  каждый  электрон,  проникающий
в  кремний,  освобождает  там  в  среднем  около  200  000  но¬
вых  электронов.  Соответственно  увеличивается  и  выход¬
ной  ток.  В  такого  типа  атомных  батареях  используют
 122

в  качестве  бета-излучателя  стронций-90.  Батареи  соста¬
вляют  из  отдельных  элементов.
 Мощность  атомных  батарей  уже  поднята  настолько,
что  они  могут  обеспечить  питанием,  например,  некоторые
приборы  и  аппаратуру  связи.  Такие  батареи  могут  обес¬
печить  током  карманные  радиоприемники  и  радиопере¬
датчики.  Они  находят  применение  в  электронных  схемах,
где  нужны  стабильные  источники  напряжения  с  продол¬
жительным  сроком  службы.
 Третий  способ  основан  на  свойстве  некоторых  соеди¬
нений  урана  испускать  электроны  при  высокой  темпера¬
туре.  Таким  свойством  обладают,  например,  карбиды
урана.  Но  ведь  уран  является  ядерным  топливом  и  при
работе  в  реакторе  сильно  нагревается.  Следовательно,
нетрудно  себе  представить  ядерный  реактор,  от  которого
прямо  идут  электрические  провода.  Такой  реактор  назы¬
вается  электрогенерирующим.  В  нем  так  же,  как  и  в  обыч¬
ном  реакторе,  ядерное  топливо  из  карбида  урана  распо¬
ложено  в  каналах  замедлителя  нейтронов.  Но  карбид
урана  находится  в  капсулах  и  изолирован  от  стенок  кап¬
сулы.
 Когда  реактор  работает,  карбид  урана  нагревается
и  начинает  испускать  электроны.  Электроны  собираются
на  стенках  капсулы,  в  результате  чего  возникает  раз¬
ность  потенциалов  между  карбидом  урана  и  стенкой
капсулы,  и  если  они  соединены  электрической  цепью,  то
в  цепи  проходит  электрический  ток.
 Казалось  бы,  все  просто.  Однако  это  не  так.  Множе¬
ство  трудностей  имеется  на  пути  этого  перспективного
метода  непосредственного  превращения  атомной  энергии
в  электрическую.  Сейчас  над  преодолением  всех  этих,
трудностей  работают  пытливые  ученые,  и  надо  надеяться,
что  электрогенерирующий  реактор  будет  создан.  Слиш¬
ком  уж  заманчива  поставленная  цель  —  нет  ни  парогене¬
раторов,  нет  турбины,  генератора  тока,  трубопроводов
и  прочего  дорогостоящего  и  тяжелого  оборудования!
Из  реактора—провода...  Отпадет  необходимость  в  раз¬
личных  промежуточных  ступенях  преобразования  атом¬
ной  энергии  в  электрическую:  парогенераторах,  конту¬
рах  с  теплоносителем,  турбине,  насосах  и  т.  д.  Все  это
в  целом  значительно  удешевит  атомную  электростан¬
цию  и  сделает  ее  более  простой.  Заманчиво,  не  прав¬
да  ли?
 123

Глава  9
АТОМОХОДЫ
 Полярный  атомоход
 В  Советском  Союзе  создан  ледокол  с  атомным  двига¬
телем.  Это  первое  и  крупнейшее  в  мире  ледокольное
судно  нового  типа.  Оно  в  два  раза  мощнее  новейшего
американского  ледокола  «Глетчер»,  считавшегося  самым
сильным  из  всех  ледоколов.
 Советский  атомоход,  носящий  имя  великого  Ленина,
заложен  был  на  верфях  Адмиралтейского  судостроитель¬
ного  завода  в  городе  Ленинграде  26  августа  1956  г.
В  декабре  следующего  года  он  был  спущен  на  воду  для
достройки  на  плаву.  А  в  1959  г.  произведены  были  его
ходовые  испытания,  после  которых  он  был  сдан  в  эксплуа¬
тацию  морякам  Арктического  флота.
 В  постройке  ледокола  «Ленин»  принимало  участие
около  500  предприятий  страны.
 Средствами  обычной  техники  невозможно  создать  ледо¬
кол,  подобный  атомоходу  «Ленин».  Это  в  полном  смысле
слова  детище  атомного  века,  творение  инженеров-специа-
листов  атомной  техники.
 Советские  судостроители  остановились  на  строитель¬
стве  атомного  ледокола  потому,  что  такое  судно  крайне
необходимо  для  дальнейшего  развития  наших  заполяр¬
ных  районов,  расположенных  вдоль  Северного  Морского
пути.
 Полярный  атомоход  проводит  суда  в  таких  тяжелых
льдах,  где  не  может  пройти  сильнейший  современный
обычный  ледокол.  При  этом  он  непрерывным  ходом  про¬
двигается  в  сплошных  льдах  толщиною  более  двух  метров
со  скоростью  около  4  километров  в  час.
 Атомный  ледокол  может  плавать  больше  года  на  одной
заправке  ядерных  «дров»,  как  шутят  члены  экипажа  ледо¬
кола  «Ленин».
 У  ледокола,  оборудованного  двигателями,  работаю¬
щими  на  угле  или  нефти,  примерно  треть  полезной  емко¬
сти  судна  занята  топливом,  требующимся  для  рейса.
Суточный  расход  угля  на  нем  превышает  сто  тонн.
 Ледокол  «Ленин»  заправлен  горючим  прямо  в  ядер-
ные  реакторы.  За  счет  экономии  на  помещении  для  склада
 124

топлива  его  водоизмещение  доведено  до  16  тысяч  тонн.
Одновременно  значительно  усилена  прочность  корпуса.
 Сердцем  корабля  служат  три  атомных  реактора,  теп¬
ловая  мощность  каждого  из  них  в  20  раз  больше,  чем
на  первой  нашей  атомной  электростанции.  Реакторы
питают  энергией  три  гребных  винта,  пятьсот  различных
судовых  двигателей  и  тысячи  приборов.  Теплом  и  светом
от  реакторов  обеспечиваются  900  помещений  и  отсеков
корабля.
 Турбоэлектрическая  установка  ледокола  имеет  общую
мощность  44  тысячи  лошадиных  сил.
 Реакторы  надежно  закрыты  защитным  слоем  металла,
бетона  и  других  материалов,  поглощающих  вредные  для
здоровья  человека  радиоактивные  излучения.  Управле¬
ние  их  работой  автоматизировано.  Приборы  автоматики
и  телемеханики  находятся  на  главном  пульте  управле¬
ния,  откуда  дежурный  инженер  наблюдает  за  работой
реакторов  и  управляет  силовой  установкой.
 Автоматические  устройства  и  навигационные  приборы
упрощают  и  облегчают  управление  движением  корабля.
Вахтенный,  например,  может  изменить  скорость  движе¬
ния  ледокола  без  помощи  машиниста.  Для  этого  на  капи¬
танском  мостике  есть  автоматическое  устройство.  Автома¬
ты  на  ледоколе  регулируют  работу  всех  важных  меха¬
низмов.
 Максимальная  скорость  движения  атомохода  18  узлов,
т.  е.  примерно  32  километра  в  час.
 С  вводом  в  действие  атомного  ледокола  изменилась
вся  тактика  ледового  плавания.  Неограниченно  увели¬
чился  район  плавания.  Будут  освоены  для  судоходства
высокоширотные  трассы,  расширится  фронт  научных
исследований.
 Судостроители  позаботились  о  том,  чтобы  члены
команды  ледокола  не  испытывали  неудобств  в  плавании.
Когда  в  Арктике  или  Антарктиде  полярная  ночь,  в  поме¬
щениях  корабля  горят  лампы  дневного  света.  При  любой
погоде  в  каютах  равномерная  температура  и  влажность:
это  обеспечивается  установкой  искусственного  климата.
Все  жилые  и  служебные  помещения  на  ледоколе  сде¬
ланы  так,  чтобы  обеспечить  команде  наилучшие  условия
для  плодотворного  труда  и  максимальные  удобства  для
сна  и  культурного  отдыха.  На  ледоколе  имеются  салоны,
кинозалы,  клуб,  кают-компания,  библиотека-читальня
 125

и  врачебные  кабинеты,  оборудованные  новейшей  меди¬
цинской  аппаратурой.
 Атомоход  будет  подолгу  находиться  вдали  от  берегов,
поэтому  членам  экипажа  обеспечены  максимальные
удобства.  В  их  распоряжении  есть  бани,  прачечные,
автоматическая  телефонная  станция.
 В  кормовой  части  ледокола  оборудована  взлетно-поса¬
дочная  площадка  и  ангар  для  двух  вертолетов,  с  помощью
которых  производится  ледовая  разведка  и  поддерживается
связь  с  судами  каравана  и  с  полярными  станциями.
 Новый  ледокол  оснащен  радиолокационными  и  нави¬
гационными  приборами,  позволяющими  ему  курсировать
при  любой  погоде  независимо  от  видимости.
 Конечно,  творческая  фантазия  судостроителей  не
останавливается  на  первенце  атомного  флота  —  ледоколе.
Ведь  использование  атомной  энергии  на  водном  транс¬
порте  —  весьма  перспективное  дело.  Две  трети  поверх¬
ности  земного  шара  занимает  вода.  Тысячи  судов  бороз¬
дят  океаны  и  моря,  десятки,  сотни  тысяч  тонн  топлива
везут  они  с  собой.  Высококалорийное  ядерное  топливо
так  и  просится  для  использования  на  морском  транспорте,
поэтому  не  случайно,  что  атомному  судостроению  при¬
дается  весьма  большое  внимание  во  всех  странах  мира.
 Нет  сомнения  —  пройдет  немного  лет  и  моря  и  океаны
земли  будет  бороздить  множество  атомных  судов.  И  самые
быстрые,  самые  мощные  будут  плавать  под  флагом  страны
Советов,  страны,  первой  применившей  атомную  энергию
на  морском  транспорте.
 Воздушные  н  звездные  атомоходы
 До  последнего  времени  в  авиационных  двигателях
использовалась  химическая  энергия  топлива.  Несмотря
на  то  что  эта  энергия  позволяет  летать  со  сверхзвуковыми
скоростями,  конструкторы  стремятся  использовать  на
самолетах  атомную  энергию.  Их  желание  легко  объяс¬
нимо.
 При  расщеплении  килограмма  урана-235  выделяется
столько  же  тепла,  сколько  получается  его  при  сжигании
2000  тонн  бензина.  Если  использовать  даже  пятую  часть
этой  энергии,  то  и  ее  хватит  на  совершение  беспосадоч¬
ного  полета  вокруг  земного  шара  на  самолете  с  атомным
двигателем.
 126

Как  будет  выглядеть  атомный  самолет?  Какова  будет
его  форма?  Пока  об  этом  еще  рано  судить.  Может  быть,
он  будет  в  виде  летающего  крыла,  а  может  быть  будет
выглядеть  как  обычный  самолет  с  далеко  выдвинутым
 вперед  фюзеляжем,  в  начале  которого  будет  распола¬
гаться  ядерный  реактор,  служащий  источником  тепла
для  атомного  двигателя.
 Очень  сложным  вопросом  при  создании  атомного  само¬
лета  является  биологическая  защита.  Какие  бы  усовер¬
шенствованные  защитные  материалы  не  применялись  для
биологической  защиты  любого  реактора,  никогда,  повто¬
ряем,  никогда  вес  защиты  реактора  не  будет  меньше,  чем
несколько  десятков  тонн.  Значит,  этот  вес  будет  лежать
на  атомном  самолете  мертвым  грузом,  резко  уменьшая
полезную  грузоподъемность  самолета.  Каков  же  выход?
 Выход  может  быть  в  использовании  так  называемой
теневой  защиты.  Что  это  такое?  Дело  в  том,  что  в  атомном
самолете  совсем  нет  необходимости  полностью  окружать
атомный  двигатель  защитой.  Ведь  атомный  самолет  летит
высоко  в  небе,  где  никого  нет.  Поэтому  нужно  поставить
защитную  стенку  только  между  атомным  двигателем
и  помещением  для  экипажа  самолета  и  пассажиров.  Дру¬
гими  словами,  люди,  приборы  и  оборудование  будут
находиться  как  бы  в  тени  излучения,  образованного
защитной  стенкой.  В  таком  случае  вес  защиты  резко
уменьшается.
 Однако  это  еще  не  все.  Ведь  излучение  может  рассеи¬
ваться  воздухом,  а  часть  излучения  может  как  бы  огибать
защитную  стенку.  Чтобы  этого  не  случилось,  нужно  уве¬
личить  расстояние  между  реактором  и  пассажирской
кабиной.  Вот  поэтому  на  большинстве  рисунков  буду-
 127

Щше  аФомные  самолеты  имеют  очень  длинный  фюзеляя<
с  далеко  вынесенным  вперед  или  назад  атомным  двига¬
телем.
 При  установке  на  самолете  ядерного  реактора  воздуш¬
ный  корабль  может  совершать  беспосадочные  полеты
вокруг  земного  шара,  расходуя  при  этом  очень  малое
количество  атомного  топлива.
 Полный  вес  такого  самолета  при  взлете  будет  примерно
такой  же,  как  и  при  посадке,  в  то  время  как  у  обычного
самолета  он  вдвое  больше  посадочного  веса  из-за  громад¬
ного  запаса  топлива.
 Применение  атомной  энергии  на  самолетах  только
еще  намечается.  Нет  никакого  сомнения  в  том,  что  новый
вид  энергии  позволит  намного  перекрыть  достигнутые
сейчас  скорости  и  высоты.
 Немного  о  космических  путешествиях.  Мы  с  вами
являемся  свидетелями  изумительных  достижений  в  обла¬
сти  космонавтики.  Впервые  человек  преодолел  земное
притяжение  и  оторвался  от  Земли.  Героический  подвиг
первого  космонавта  Юрия  Гагарина  будет  жить  в  веках.
Впервые  человек,  советский  человек,  побывал  в  Космосе.
Изумительны  и  грандиозны  успехи  советского  ражето-
строения.  Но  как  бы  ни  были  огромны  наши  достижения
в  настоящее  время,  еще  большими  они  будут  тогда,  когда
на  смену  органическому  топливу  в  ракетной  технике
придет  атомное  топливо.  Космические  путешествия  людей
на  другие  планеты  нашей  солнечной  системы  и  на  далекие
звезды  с  возвращением  на  Землю  возможны  только  при
использовании  ядерных  двигателей.
 Трудности  создания  атомных  двигателей  для  косми¬
ческих  ракет  огромны.  Пока  таких  двигателей  нет.  Но
они  непременно  будут  созданы.
 Будущие  космонавты,  допустим  из  «Общества  меж¬
планетных  туристов»,  пролетая  мимо  Земли,  с  улыбкой
вспомнят:  как  это  раньше  люди  безвыездно  жили  на  своей
планете,  довольствуясь  поездками  к  морю,  восхожде¬
ниями  на  горы...?  То  ли  дело  сейчас,—  скажут  они.—
Отпуск  мы  проводим  по  желанию  на  Марсе,  на  Сатурне
или  на  другой  планете,  ну,  хотя  бы  в  созвездии  Андро¬
меды.
 Между  населенными  пунктами  в  солнечной  системе
будут  курсировать  межпланетные  поезда  с  остановками
на  Луне,  Юпитере,  Венере.  Пушкин  ехал  в  Крым  два
 128

месяца.  Космонавт  Два,  Герман  Степанович  Титов,  за
одни  только  сутки  пролетел  расстояние  в  700  тысяч  кило¬
метров!
 Нам,  а  не  далеким  нашим  потомкам,  суждено  прово¬
жать  межпланетных  исследователей  в  первый  путь  на
 соседние  планеты.  И  не  исключена
возможность,  что  в  их  числе  ока¬
жется  кто-либо  из  читателей  этой
книги.
 —  Однако  какая  польза  от
того,  что  мы  познаем  Вселенную?—
заметит  кто-либо  из  скептиков
(а  такие  еще  есть).
 Ученые  насчитывают  в  одной  только  нашей  Галактике
свыше  миллиарда  планет.  Если  это  так,  то,  живя  постоян¬
но  на  Земле,  мы  можем  оказаться  в  положении  жителей
острова,  которые,  не  умея  плавать  и  передвигаться  по
воде,  лишь  издали  наблюдают  виднеющийся  вдалеке
берег  неведомой  земли.  Над  поверхностью  этой  земли
иногда  поднимается  дым.  Что  это?  Возможно,  гроза
зажгла  дерево,  а  может  быть,  там  живут  люди  и  готовят
пищу,  или  они  сигнализируют  нам  на  остров  о  своем  суще¬
ствовании?
 Так  и  мы,  находясь  на  одном  из  островов  Вселенной,
получаем  порой  «сигналы»  из  Космоса  в  виде  радиоизлу¬
чений.  Может  быть  среди  этих  «сигналов»  есть  и  «радио¬
граммы»  от  соседей,  населяющих  другие  планеты?  Пока
этого  нельзя  сказать  наверняка.  Разведка  в  Космосе  раз¬
решит  загадку.
 9  А.  Ф.  Буянов
 129

Вслед  за  первыми  путешественниками,  отваживши¬
мися  плыть  по  необозримому  космическому  океану  в
утлой  «лодке»,  жители  Земли  станут  совершать  захва¬
тывающие  путешествия  на  соседние  планеты  на  огромных
звездных  кораблях.
 И  дело  не  в  том,  чтобы  быстро  облететь  все  населенные
и  ненаселенные  неизвестные  нам  миры.  Их  нужно  изу¬
чить  и  освоить.
 Потребуется  создать  целую  флотилию  космических
кораблей,  необходимо  будет  установить  регулярные  рейсы
между  планетами.  Смельчаки  отправятся  на]  заселение
и  освоение  новых  планет  в  Космосе.
 Уже  сейчас  ученые  говорят  о  ракетах,  способных
летать  не  на  химическом  и  не  на  ядерном  горючем,  а  на
энергии  фотонов  или  протонов.
 При  столкновении  разнозаряженных  атомных  частиц
вещество  переходит  в  излучение.  Так,  при  столкновении
электрона  с  позитроном  образуются  фотоны.  Если  в  дви¬
гателе  будущего  космического  корабля  осуществить  слия¬
ние  двух  потоков  таких  противоположно  заряженных  час¬
тиц,  то  возникнет  необычайной  силы  фотонная  струя,  кото¬
рая  почти  со  скоростью  света  понесет  корабль  к  звезд¬
ным  мирам.
 Такой  звездный  корабль  существует  пока  в  фантасти¬
ческих  проектах,  но  принцип  действия  его  совсем  не  фан¬
тастичен.
 Атомная  энергия  откроет  путь  к  планетам  солнечной
системы  и  к  звездам.
 Расстояния,  которые  придется  преодолевать,  в  мил¬
лионы  раз  длиннее  привычных  нам  путей  на  Земле9
Но  ведь  и  энергия,  которая  будет  служить  космонав¬
там,  в  миллионы  раз  мощнее  энергии  топлива,  дви¬
жущего  земные  корабли.  Владея  ею,  мы  отправимся
в  путь  на  искусственной  «планете»,  чувствуя  себя,  как
на  Земле.
 Будущее  человечества  формируется  не  теми,  кто  про¬
поведует  небесное  житие  в  раю  после  смерти,  а  теми,
кто  готовится  лететь  в  «небеса»  при  жизни.  Это  будущее
принадлежит  не  тем,  кто  стремится  покорить  весь  мир
и  прячет  богатства  науки  в  скорлупу  атомной  и  водород¬
ной  бомб.
 Будущее  за  теми,  кто,  развивая  науку,  ставит  ее  на
службу  прогрессу  и  счастью  людей!
 130

Глава  10
 АТОМЫ-РАЗВЕДЧИКИ
 «Горячие»  лаборатории
 В  ядерном  реакторе  можно  сделать  радиоактивными
почти  все  элементы  таблицы  Менделеева.  Таким  образом,
перед  специалистами  открылась  возможность  применения
в  лабораториях  и  на  производствах  искусственных  радио¬
активных  элементов  с  любым  видом  излучения,  почти
с  любой  энергией  и  продолжительностью  жизни.
 В  активной  зоне  работающего  реактора  каждый  ква¬
дратный  сантиметр  поверхности  пронизывает  ежесекундно
десятки  тысяч  миллиардов  нейтронов  и  гамма-лучей.
Эти  потоки  частиц  возникают  в  реакторе  в  результате
расщепления  ядер  атомов  урана.  В  активной  зоне  реак¬
тора  имеются  специальные  каналы,  куда  загружается
вещество,  которое  требуется  сделать  радиоактивным.  По
истечении  определенного  времени  его  вынимают,  а  так
как  работа  с  радиоактивными  веществами  вредна  и  опасна
для  жизни,  то  все  операции,  связанные  с  их  загрузкой,
выгрузкой,  транспортировкой  и  обработкой,  механизи¬
рованы  и  управляются  человеком  издалека.
 Для  этого  при  реакторах,  в  которых  получают  радио¬
активные  изотопы,  построены  специальные  «горячие»
лаборатории.  Радиоактивные  вещества,  поскольку  они
«пышут»  радиоактивным  «жаром»  и  производят  ожоги,
назвали  «горячи- 	* 	%  *
 лттт'л  Птг,юяа  и  на- 	'  1  »
 9*

тысячелетий  предохраняли  его  от  разных  опасностей,
грозящих  жизни.  В  наши  дни  на  земном  шаре  появилась
новая  опасность  для  человека,  смертельная  опасность  —
это  радиоактивные  излучения  и  вещества.
 Природа  обидела  нас  тем,  что  не  наделила  человече¬
ский  организм  органом  чувств,  способным  предостере¬
гать  от  грозящей  опасности  в  виде  радиоактивных  лучей.
Ведь  не  поскупилась  же  она  в  этом  отношении  для  мура¬
вьев,  улиток,  морских  анемонов,  немедленно  реагирую¬
щих  на  радиоактивные  излучения  бегством  из  опасной
зоны!  А  мы,  ничего  не  заметив,  можем  взять  в  руки  абсо¬
лютно  безобидный  на  вид  кусочек  радиоактивного  метал¬
ла,  не  подозревая  того,  что  он  может  принести  нам  мучи¬
тельную  смерть.
 По  виду  и  запаху  мы  не  в  состоянии  отличить  воздух,
зараженный  радиоактивной  пылью,  от  обычного  воздуха.
А  ведь  он  тоже  несет  смерть.
 Биологическая  вредность  излучения  заставляет  пря¬
тать  радиоактивные  вещества  в  толстостенные  сосуды,
отгораживаться  от  радиоактивных  излучений  мощными
бетонными  стенами  и  изобретать  все  новые  и  новые  при¬
боры,  обнаруживающие  смертоносные  лучи  и  частицы
в  воздухе.  Творчество  и  изобретательность  людей,  рабо¬
тающих  на  этом  поприще,  прекрасно  иллюстрируется
устройствами,  приборами  и  аппаратами  в  «горячих»
и  «холодных»  лабораториях.
 Специальное  приспособление  позволяет  извлекать  из
каналов  реактора  готовый  радиоактивный  продукт  и  за¬
гружать  его  в  свинцовый  сосуд  —  контейнер.
 Транспорт  доставляет  «горячий»  материал  в  коридор
металловедческой  лаборатории.  Здесь  работа  с  радио¬
активными  веществами  осуществляется  в  камерах,  отде¬
ленных  от  оператора  и  от  других  помещений  толстым
защитным  слоем  чугуна  и  бетона.
 В  горячей  лаборатории  есть  механическая  мастерская.
Здесь  на  станке  можно  изготовлять  образцы  для  разно¬
образных  металлографических,  физических  и  механиче¬
ских  испытаний.  Управление  станком,  смена  инструмента
и  другие  рабочие  операции  осуществляются  на  расстоянии.
 Обозревать  мастерскую  из  помещения  оператора  можно
с  помощью  телевизионной  или  оптической  системы.  Стены
и  пол  мастерской  покрыты  специальной  пластмассой,  от
которой  легко  отмываются  радиоактивные  загрязнения.
 132

Все  приборы  и  аппараты  в  горячей  лаборатории  имеют
дистанционное  управление.  Так,  устройство  металло¬
графического  микроскопа  позволяет  на  расстоянии  менять
объективы,  светофильтр  и  выполнять  другие  операции;
микроаналитические  весы  в  камере  физических  измерений
обслуживаются  с  помощью  манипулятора  со  сменным
инструментом.
 Манипулятор  позволяет  осуществлять  на  расстоянии
любые  действия,  какие  только  может  выполнять  челове¬
ческая  рука.  Механические  «руки»  могут  связать  в  узел
и  нить,  и  железный  прут.  Сменив  наконечник,  эта  рука
осторожно  берет  тонкий  стеклянный  стакан  и  по  каплям
переливает  его  содержимое  в  другой  сосуд.  Еще  более
точные  операции  она  выполняет  при  взвешивании  на
аналитических  весах.  Любое  действие  механических  рук
есть,  по  существу,  выполнение  воли  оператора,  заста¬
вляющего  механизм  подчиняться  пальцам  своей  руки.
 Телевизионный  передатчик,  установленный  в  камере
физических  измерений,  служит  и  для  рассматривания
образцов,  и  для  фотографирования  их.  Телевизионный
приемник  с  пультом  управления  находится  в  опера¬
торской.
 Словом,  все  камеры*горячей  лаборатории  оборудованы
средствами  новейшей  техники,  автоматизации  и  теле¬
управления.  Работа  в  них  также  безопасна,  как  и  в  обыч¬
ных  лабораториях,  где  исследователь  имеет  дело  с  нера¬
диоактивными  веществами.
 Радиоактивные  вещества  —  могучее  средство  техни¬
ческого  и  научного  прогресса.  Их  готовят  в  настоящее
время  в  огромных  количествах,
 Испарение  ядерных  частиц,
 Атомная  энергия  —  это  помощница  в  труде.  В  народ¬
ном  хозяйстве  Советского  Союза  ее  применение  идет
в  двух  направлениях:  энергетическое,  о  котором  мы  уже
говорили,  и  неэнергетическое,  под  которым  подразуме¬
вается  главным  образом  использование  радиоактивных
веществ.
 Радиоактивность  —  одно  из  удивительнейших  явле¬
ний  природы.  Ядра  атомов  радиоактивных  элементов,
самопроизвольно  разрушаясь,  выбрасывают  из  своих  недр
частицы  и  фотоны,  наделенные  большой  энергией.  Но
 133

ничего  загадочного  в  этом  самопроизвольном  разрушении
нет.  Ядро  любого  атома  устойчиво  до  тех  пор,  пока  урав¬
новешены  силы  притяжения  и  отталкивания,  действую¬
щие  между  частицами  в  ядре.  Стоит  только  нарушить
соотношение  этих  сил,  и  ядро  сразу  же  делается
неустойчивым.
 Из  каждого  грамма  радия  ежесекундно  выбрасывается
37  миллиардов  ядерных  частиц,  из  которых  каждая
несет  энергию  в  5  миллионов  электронвольт,  что  соответ¬
ствует  или  1,6*  10  13  калориям  тепла,  или  2,2*  10“19  кило¬
ватт-часам  электрической  энергии.
 И  все-таки  это  своеобразное  извержение  энергии  не¬
велико  по  концентрации.
 Шесть  суток  потребовалось  бы  накапливать  энергию,
излучаемую  одним  граммом  радия,  чтобы  нагреть  ею  до
кипения  стакан  воды.
 Поэтому  говорить  об  энергетическом  использовании
радиоактивности  —  это  все  равно,  что  уподобиться  строи¬
телям,  которые  задумали  воздвигнуть  гидроэлектростан¬
цию  на  воде,  падающей  по  каплям  из  высокогорного
озера.
 Вместо  естественного  радиоактивного  распада,  для¬
щегося  тысячелетиями,  ученые  открыли  путь  искусствен¬
ного  и  мгновенного  разрушения  атомных  ядер,  чтобы
в  результате  такого  разрушения  можно  было  получить
энергию  огромных  концентраций.
 Если  в  атомное  ядро  влетает  частица,  например  ней¬
трон,  то  он  передает  свою  энергию  частицам  ядра.  Эта
энергия  распределяется  между  частицами  ядра,  и  оно
«нагревается».
 Ядро  в  этом  случае,  как  говорят  физики,  находится
в  возбужденном  состоянии.  Из  этого  состояния  оно  стре¬
мится  перейти  в  основное,  стабильное  состояние,  изба¬
вившись  от  переданной  ему  энергии.  Принесенная  в  ядро
энергия  разменивается  между  частицами  ядра,  и  может
случиться  так,  что  эта  энергия  в  большей  степени  скон¬
центрируется  на  одной  частице.  Эта  частица  приобретет
значительную  энергию  и  вылетит,  «испарится»  из  ядра.
Подобное  «испарение»  ядерных  частиц  и  есть  радиоактив¬
ность.
 В  таблице  Менделеева  насчитывается  сейчас  102  хими¬
ческих  элемента.  У  всех  у  них  обнаружено  около  300  не¬
радиоактивных  изотопов  и  50  с  природной  радиоактивно-
 134

стью.  А  искусственным  путем  создано  уже  свыше  1000
радиоактивных  изотопов.
 Разнообразны  и  виды  излучений  искусственной  радио¬
активности.  Это  может  быть  гамма-излучение,  позитрон¬
ное  излучение  и  электронное  излучение.  Кроме  того,  это
может  быть  радиоактивность  протонная,  нейтронная  и  ра¬
диоактивность,  сопровождающаяся  «выбрасыванием»  ядер
атомов.
 Впервые  искусственную  радиоактивность  открыли  зна¬
менитые  французские  ученые  Ирэн  и  Фредерик  Жолио-
Кюри  в  1934  г.  «Обстреливая»  атомы  алюминия  ядрами
атомов  гелия,  они  обнаружили  радиоактивный  изотоп
фосфора.  Он  получался  как  промежуточный  продукт
в  ядерной  реакции.
 Этот  фосфор  радиоактивен.  В  его  атомном  ядре  про¬
исходит  превращение  одного  протона  в  нейтрон,  сопрово¬
ждающееся  излучением  позитрона  и  нейтрино,  в  резуль¬
тате  чего  появляется  атом  нового  химического  элемента—
кремния.
 Так  был  открыт  путь  к  получению  искусственных
радиоактивных  элементов.
 В  наши  дни  физики  осуществляют  больше  тысячи
разных  ядерных  реакций,  в  результате  которых  созданы
радиоактивные  элементы  почти  для  всех  существующих
изотопов.
 Мирный  атом
 В  народном  хозяйстве  Советского  Союза  наметилось
два  направления  в  использовании  радиоактивных  веществ.
 Первое  —  когда  непосредственно  используются  не
атомы,  а  их  излучение.  Это  метод  лучевого  контроля
и  управления  производственными  процессами.
 Энергия  излучения  радиоактивных  атомов  колеблется
в  пределах  от  нескольких  тысяч  до  нескольких  миллионов
электронвольт.  Таким  образом,  исследователи  имеют
возможность  подобрать  для  той  или  иной  работы  радио¬
активные  изотопы,  обладающие  необходимой  энергией
и  продолжительностью  жизни.
 Невидимые  излучения  стали  сейчас  средством  контроля
в  промышленности,  инструментом  автоматизации  произ¬
водства,  действенным  биологическим  фактором  и  цели¬
тельным  средством  медицины.
 135

Второе  направление  в  использовании  радиоактивных
веществ—это  когда  радиоактивные  атомы  непосредственно
вводят  в  то  или  иное  химическое  соединение.  Там,  благо¬
даря  излучению,  они  легко  потом  обнаруживаются.
 Этот  способ  широко  известен  под  названием  метода
исследований  с  помощью  меченых  атомов.  Такие  атомы  —
прекрасные  помощники  производственников.  Их  широко
применяют  для  контроля  качества  продукции,  для  регу¬
лирования  и  автоматизации  производственных  процес¬
сов.  Они  позволили  разработать  новые  методы  промыш¬
ленного  производства.
 Радиоактивные  элементы  —  незаменимые  помощники
исследователей.  Словно  с  фонариком,  путешествуют  они
в  газе,  в  жидкости,  в  твердом  теле,  сигнализируя  излу¬
чением  о  своем  местонахождении.  Такие  меченые  атомы
легко  обнаружить  везде,  где  бы  они  не  находились.
 Как  же  их  обнаруживают?  Ведь  это  не  автомобиль
с  индивидуальным  номером  и  не  закольцованная  птица!
 И  все-таки  можно  наблюдать  за  движением  атомов-
невидимок.
 Для  фиксации  заряженных  частиц,  летящих  от  радио¬
активных  веществ,  применяют  счетчики.  Частица,  проле¬
тающая  через  счетчик,  производит  вдоль  пути  пролета
ионизацию  газа,  заполняющего  счетчик.  Ионы  начинают
двигаться  к  электродам  счетчика.  Появляется  кратко¬
временный  импульс  тока,  который  после  усиления  может
быть  превращен  в  звуковой  сигнал  или  зарегистрирован
прибором.  Счетчик  позволяет  ловить  одиночные  частицы,
поэтому  чувствительность  его  необычайно  высока:  она
в  сотни  миллионов  раз  выше,  чем  у  весов,  и  в  тысячу  раз
выше  спектрального  анализа.
 Меченый  атом  —  это  радиоактивный  изотоп  соответ¬
ствующего  элемента,  с  которым  он  имеет  одинаковые
химические  свойства,  а  следовательно,  одинаково  может
участвовать  в  любом  химическом  превращении.
 Это  сходство.  А  в  чем  особенность  меченого  атома?
 Во-первых,  в  том,  что  он,  как  уже  говорилось,  обла¬
дает  некоторым  избытком  энергии  по  сравнению  со  своими
собратьями,  о  чем  свидетельствует  излучение.  Во-вто¬
рых,  в  том,  что  химические  свойства  этого  атома
зависят  от  превращений,  происходящих  в  атомном  ядре.
 С  помощью  таких  атомов  расшифровывают  многочис¬
ленные  реакции,  производят  химический  анализ  веществ,
 136

определяют  местоположение  атомов  в  молекуле,  улуч
шают  качество  продукции.
 Примесь  серы  в  стали,  как  известно,  ухудшает  ее
качество.  Чтобы  узнать,  откуда  появляется  эта  примесь,
инженеры  решили  добавлять  меченые  атомы  серы  к  раз¬
личному  сырью,  используемому  при  выплавке  стали.
 И  счетчик  обнаружил,  что  сера,  проникающая  в  печь
вместе  с  коксом,  почти  не  загрязняет  сталь.  «Виновной»
оказалась  сера,  находящаяся  в  руде.  Узнав  это,  про¬
изводственники  легко  добились  улучшения  качества  про¬
дукции.
 Примеси  кальция  ухудшают  свойства  подшипниковой
стали.  Но  не  всегда  было  известно,  откуда  попадает
в  сплав  этот  загрязнитель.  Советские  исследователи
с  помощью  радиоактивного  кальция  узнали,  что  этот
элемент  попадал  в  сталь  из  огнеупорной  кладки,  а  не  из
шлака,  как  предполагали  раньше.  А  зная  «диагноз»,
довольно  легко  можно  вылечить  и  такую  «болезнь».
 Сложно  и  трудно  исследовать  расплавленный  металл.
Еще  труднее  изучать  пары  металлов  обычными  методами.
И  здесь  на  помощь  приходит  новый  метод  исследования.
В  металл,  за  поведением  которого  необходимо  просле¬
дить  в  сплаве,  добавляют  ничтожно  малое  количество
радиоактивного  изотопа  определенного  элемента.  После
этого  за  мечеными  атомами  легко  следить,  в  каком  бы
состоянии  ни  был  сплав;  в  жидком,  твердом  или  газо¬
образном.
 137

Лучшим  способом  маркировки  стали  при  прокате
тоже  оказался  способ  меченых  атомов.  Вещество,  содер¬
жащее  радиоактивный  элемент,  наносят  на  раскаленные
добела  прокатываемые  изделия.  При  рассортировке  гото¬
вой  продукции  или  полуфабриката  специальный  счетчик,
поднесенный  к  изделию,  сразу  указывает  на  шкале  марку
стали  этого  изделия.  Ни  травление,  ни  отжиг  не  в  состоя¬
нии  «стереть»  радиоактивную  метку  на  металле.
 Если  маркировку  производить  долгоживущими  радио¬
активными  элементами,  обладающими  маломощным  излу¬
чением,  то  такие  биологически  безвредные  элементы,
введенные  в  состав  сплава,  позволят  впоследствии,  когда
изделие  из  этого  металла  выйдет  из  строя  или  когда
обломки  его  поступят  на  завод,  определить  марку  стали
и  рассортировать  лом,  что  невозможно  выполнить  никаким
иным  способом.
 Инженеры  используют  меченые  атомы  при  испытании
конструкций  и  деталей  машин.  Раньше  на  заводах,  про¬
изводящих  поршневые  двигатели,  испытываемый  двига¬
тель  заставляли  работать  в  течение  длительного  времени,
а  потом  измерениями  определяли  износ  поршней.  Меченые
атомы  упростили  испытания.  Теперь  на  исследуемую
деталь  наносят  тончайшую  пленку  из  слаборадиоактив¬
ного  металла  и  во  время  работы  периодически  проверяют
счетчиком  изменение  радиоактивности  смазочного  масла.
Потом  при  помощи  того  же  счетчика  обследуют  и  износ
поверхности  той  или  иной  трущейся  детали.  Новый  метод
значительно  сократил  время  проверки  двигателя,  а  ре¬
зультаты  получаются  намного  точнее.
 Подобным  образом  исследуется  износ  деталей  авиа¬
ционных,  автомобильных  и  тракторных  двигателей,  под¬
шипников,  поршневых  колец,  коленчатых  валов,  зубчатых
колес,  трущихся  деталей  станков  и  механизмов,  а  также
режущего  инструмента.
 Многие  операции  с  мечеными  атомами  стали  в  промыш¬
ленности  обычными.  Например,  радиоактивное  вещество
вводится  между  порциями  различных-  нефтепродуктов,
перекачиваемых  по  одному  трубопроводу.  Это  вещество
дает  возможность  определить  поступление  того  или  иного
сорта  продукта  к  месту  назначения,  где  для  этой  цели
используются  специальные  счетчики.  В  результате  при¬
менения  нового  способа  удалось  резко  сократить  потери,
связанные  с  определением  границы  смешения  продуктов.
 138

В  технике  для  решения  многих  технических  задач
необходимо  знать  степень  диффузии  —  проникновения
одного  твердого  вещества  в  другое.  Радиоактивные  эле¬
менты  позволяют  решать  такие  задачи  легко  и  быстро.
С  их  помощью  разработаны  методы  упрочнения  деталей
машин  насыщением  поверхностного  слоя  металла  термо¬
стойкими  и  высокопрочными  веществами.  Это  так  назы¬
ваемое  диффузионное  хромирование,  вольфрамирование,
борирование,  титанирование,  фосфотирование,  силициро-
вание,  сульфирование  и  т.  д.
 Как  показали  опыты,  сам  процесс  диффузии  во  много
раз  ускоряется  под  воздействием  радиоактивного  облу¬
чения.  А  это,  в  свою  очередь,  позволяет  производить  диф¬
фузионное  упрочение  деталей  в  непрерывном  потоке  и  на
автоматических  линиях.
 Исследования  влияния  запыленности  воздуха  различ¬
ных  районов  страны  на  износ  деталей  автомобильного
двигателя  в  настоящее  время  полностью  автоматизированы
и  производятся  во  время  движения  по  различным  доро¬
гам  специальных  автобусов,  оборудованных  радиометри¬
ческой  аппаратурой,  датчиками  пылемеров  и  другими
приборами.
 Метод  меченых  атомов  в  настоящее  время  стал  обыч¬
ным  и  широко  применимым  средством  научного  иссле¬
дования.  Больше  ста  тысяч  предприятий,  учреждений
и  институтов  мира  используют  его  сейчас  в  своей  работе.
 Исследования  с  помощью  меченых  атомов  широко
ведутся  у  нас  в  различных  отраслях  народного  хозяй¬
ства.
 Короткоживущие  радиоактивные  изотопы  применяются
при  исследовании  процессов  в  живых  организмах,  а  долго¬
живущие,  например  уран,  могут  выполнять  роль  «гео¬
логических  часов»,  отсчитывающих  миллионы  лет.
 Атомные  часы
 С  головокружительной  быстротой  вращается  наша
планета,  непрерывно  подставляя  свое  тело  под  воздей¬
ствие  живительных  солнечных  лучей.  И  каждый  полный
оборот  ее  вокруг  воображаемой  оси  люди  условились
называть  сутками,  разбив  их  для  удобства  на  24  часа.
Но  в  жизни  человека  не  только  час,  но  и  минута,  даже
секунда  играют  большую  роль.
 139

Более  трех  с  половиной  сотен  раз  поворачивается
вокруг  своей  оси  Земля,  пока  она  один  раз  облетит
вокруг  Солнца.  За  этот  промежуток  времени,  называемый
годом,  на  ее  поверхности  совершаются  огромные  пере¬
мены.  Только  время,  словно  вода  в  реке,  неизменно
бежит  вперед.  В  бездонную  пропасть  прошлого  ушли
тысячелетия,  в  течение  которых  существует  культурная
жизнь  человечества.
 Туда  же  низвергся  водопад  времени,  включающий
в  себя  сотни  тысяч  лет,  если  вести  летоисчисление  от  дней
появления  первых  людей  на  Земле.  Но  даже  и  этот  период
ничтожно  мал  по  сравнению  с  возрастом  нашей  планеты.
 Масштабы  времени,  которыми  измеряются  процессы
во  Вселенной,  чрезвычайно  велики.  Астрономы,  напри¬
мер,  оперируют  так  называемым  световым  годом  —  про¬
изведением  скорости  света  на  количество  секунд,  содер¬
жащихся  в  земном  году.  И  миллиардами  таких  световых
лет  исчисляется  путешествие  к  нам  лучей  света  от  дале¬
ких  миров.
 Масштабы  времени,  которыми  измеряются  процессы
в  атомах,  наоборот,  ничтожно  малы.  Они  составляют
миллионные  и  миллиардные  доли  секунды.  И  кто  бы
мог  подумать,  что  саморазрушающиеся  атомы  сделаются
в  руках  человека  своеобразными  часами,  позволяющими
вычислить  длительность  существования  геологических
эпох  на  Земле.  Что  этими  часами  без  пружин  и  без  маят¬
ника  удастся  подсчитать  даже  возраст  нашей  планеты!
 Академик  В.  И.  Вернадский  —  основоположник  науки
радиогеологии  —  впервые  указал  на  взаимосвязь  радио¬
активных  процессов  в  земной  коре  с  геологическими  явле¬
ниями,  а  также  на  возможность  определения  возраста
геологических  слоев  с  помощью  радиоактивных  изотопов.
 Известно,  например,  что  атом  урана  при  радиоактив¬
ном  распаде  через  строго  определенный  промежуток  вре¬
мени  излучает  строго  определенное  количество  ядер  атомов
гелия  и  бета-частиц,  превращаясь  в  атом  так  называе¬
мого  уранового  свинца-206.
 Аналогично  ведет  себя  атом  тория-232,  превращаю¬
щийся  в  ториевый  свинец-208,  и  атом  урана-235  —  в  атом
актиниевого  свинца-207.
 Свинец,  содержащийся  в  земной  жоре,  представляет
собой  смесь  разных  изотопов,  имеющую  средний  атомный
вес  207,2.  В  ней  имеется53%  свинца-208,  21,3%  свинца-207,
 140

24,5%  свинца-206  и  1,2%  свинца-204,  являющегося  свин¬
цом  нерадиоактивного  происхождения.
 Именно  различным  процентным  содержанием  изотопов
в  природной  смеси  и  объясняется  тот  факт,  что  в  перио¬
дической  системе  Д.  И.  Менделеева  атомные  веса  хими¬
ческих  элементов  выражаются,  как  правило,  не  целыми,
а  дробными  числами.
 Процесс  радиоактивного  распада  чрезвычайно  точен
во  времени,  и  скорость  его  не  зависит  от  окружающих
земных  условий.
 Подсчитано,  что  из  одного  килограмма  урана  по  про¬
шествии  100  миллионов  лет  образуется  13  граммов  свинца
и  2  грамма  гелия;  через  2  миллиарда  лет  —  245  граммов
свинца  и  35  граммов  гелия,  а  через  4  миллиарда  лет  —
4000  граммов  свинца  и  60  граммов  гелия.
 Зная,  сколько  свинца  и  гелия  образуется  в  год  из
одного  грамма  урана,  можно  вычислить,  сколько  времени
тому  назад  образовался  минерал,  содержавший  уран.
Его  возраст  тем  старше,  чем  больше  накоплено  в  нем
свинца  и  гелия.
 По  содержанию  свинца  и  гелия  в  минералах  ученые
подсчитали  возраст  Земли.  Он  исчисляется  отрезком
времени,  равным  примерно  5,5  миллиарда  лет.
 В  распоряже¬
нии  ученых  сейчас
имеются,  кроме
свинцовых  и  ге¬
лиевых,  еще  арго¬
новые,  стронцие¬
вые  и  углеродные
часы.  Для  уста¬
новления  возраста
минералов  и  гор¬
ных  пород,  содер¬
жащих  калий,  при¬
меняется  аргоно¬
вый  метод,  суть
которого  заклю¬
чается  в  том,  что  изотоп  калия  с  атомным  весом  40  с  течени¬
ем  времени  превращается  в  аргон  с  тем  же  атомным  весом.
 Из  одного  грамма  калия  за  один  миллион  лет  обра¬
зуется  0,00004  куб.  сантиметров  аргона,  за  100  миллионов
лет  —  0,00042  куб.  сантиметров,  за  один  миллиард  —
 141

0,00548  куб.  сантиметров,  за  два  миллиарда  —  0,0150  куб.
сантиметров.  Аргон  хорошо  удерживается  в  кристал¬
лах.
 Возраст  пород  от  50  миллионов  до  60  миллиардов  лет
определяется  стронциевым  методом.  Рубидий-87,  выделяя
электрон,  превращается  в  изотоп  стронция  с  тем  же  атом¬
ным  весом.  По  количеству  найденного  в  породе  стронция
подсчитывают  возраст  тех  минералов,  в  которых  содер¬
жится  рубидий.
 Стронциевые,  свинцовые  и  аргоновые  часы  обладают
длительным  «заводом».  С  их  помощью  удается  вычислить
время  существования  пород  или  минералов  с  момента
образования  их  на  планете.
 Углеродные  часы  —  это  очень  интересные  своеоб¬
разные  геологические  секундомеры.  Эти  часы  позволяют
измерять  колоссальные  отрезки  времени  в  несколько
тысячелетий.
 Ученые  широко  используют  сейчас  в  своих  исследова¬
ниях  радиоактивный  углерод.  Атомы  его  образуются
в  атмосфере  из  атомов  азота.  Превращение  происходит
под  воздействием  космических  лучей.  С  атомами  кисло¬
рода  меченый  углерод  дает  радиоактивный  углекислый
газ,  а  последний,  усваиваясь  растениями,  попадает  в  сос¬
тав  органических  веществ.  На  каждый  грамм  обычного
углерода  в  растении  приходится  50  миллиардов  атомов
радиоактивного  углерода  независимо  от  места,  где  оно
произрастает.  В  погибшем  растении  ежеминутно  10  атомов
из  этого  числа  распадается,  превращаясь  снова  в  азот
и  выделяя  при  этом  электроны.  Таким  образом,  с  течением
времени  радиоактивного  углерода  в  отжившем  растении
становится  все  меньше  и  меньше.  Через  5700  лет  коли¬
чество  его  сократится  вдвое,  спустя  11400  лет  —  в  четыре
раза  и  т.  д.  Так  по  наличию  атомов  радиоактивного  угле¬
рода  в  древесине  или  в  растительных  остатках  можно
сейчас  точно  определить  период,  к  которому  относится,
например,  постройка  древних  поселений,  возраст  торфа
и  т.  д.  Таким  путем  был  определен  возраст  поселений,
найденных  при  раскопках  на  строительстве  Волго-Дон¬
ского  канала.
 Пользуясь  этим  замечательным  методом,  ученые
заглядывают  в  минувшее,  решая  археологические  и
палеонтологические  загадки,  а  также  восстанавливая
даты  былых  событий.
 142

Новый  метод  назвали  «атомным  календарем»  минув¬
шего.  И  он  действительно  позволяет  отыскивать  листки
календаря  прошлых  тысячелетий!
 Найдены,  например,  кости  ископаемого  животного
или  куски  деревянного  древнего  сооружения.  Атомный
 счетчик  с  большой  точностью
определяет  по  количеству
 Этим  методом  определено,  когда  жил  гигант¬
ский  ленивец,  кости  которого  найдены  в  пещере  в  Неваде.
Установлены  годы,  когда  в  воздушном  пространстве
порхали  летучие  мыши  из  рода  Тарадида,  останки  кото^
рых  найдены  сейчас.  Исследованы  деревянные  бал¬
ки  из  бывших  жилищ  народов  майя  и  определено,
к  какому  году  относятся  эти  постройки.  Правильность
определения  дат  по  этому  методу  подтверждается  мно¬
гочисленными  другими  источниками  и  опытами.
 Кусок  дерева,  взятый  от  погребального  сосуда,  най¬
денного  в  могиле  Сесостриса  III,  археологи  относили  при-*
мерно  к  3750  году  до  нашей  эры.  После  измерения  радио¬
активности  была  установлена  точная  дата  —  3621  год.
 Считалось,  что  останкам  найденного  ствола  секвойи
примерно  880  лет.  Измерение  радиоактивности  пока¬
зало  точный  возраст  —  930  лет.
 Археологи,  да  и  не  только  они,  получили  отличный
подарок.  Сколько  интересного  откроет  человеку  «атом¬
ный  календарь»!
 Свыше  70  миллионов  лет  тому  назад  на  Земле  без¬
раздельно  господствовали  гигантские  пресмыкающиеся  —
динозавры.  И  вдруг  хозяева  Земли  повсеместно  исчезли!
 143

В  науке  не  было  убедительного  объяснения  почти  едино¬
временному  вымиранию  первобытных  чудовищ.
 Советский  ученый  М.  Б.  Нейман  с  помощью  меченых
атомов  заглянул  в  глубь  веков  и  дал  следующие  объясне¬
ния  разыгравшейся  тогда  трагедии.  В  эпоху  динозавров
жили  на  Земле  несметные  полчища  мельчайших  организ¬
мов  —  белемнитов,—  раковины  и  панцири  которых  сло¬
жились  в  целые  пласты  земной  породы.  В  отложениях
белемнитов,  кроме  обычного  кислорода,  найден  также
его  изотоп  —  тяжелый  кислород  с  атомным  весом  18.
Содержание  его  в  отложениях  зависит  от  температуры,
при  которой  жили  и  умирали  белемниты.  Измеряя  изо¬
топный  состав  кислорода,  можно  определить  методом
меченых  атомов  температуры  «рождения»  и  «роста»  беле¬
мнитов  с  точностью  до  0,5  градуса.  Последовательный  же
анализ  белемнитных  слоев  дает  информацию  об  изменении
температуры  на  Земле  с  течением  времени.
 Так  отложения  простейших  организмов  превратились
в  природный  термометр,  на  протяжении  миллионов  лет
«записывавший»  свои  показания.  Люди  узнали,  что
100  миллионов  лет  назад  средняя  годовая  температура
на  Земле  равнялась  +17,6°  С,  а  сезонные  колебания  не
превышали  +6°  С.  В  конце  же  мелового  периода,  60  мил¬
лионов  лет  назад,  произошло  резкое  понижение  средне¬
годовой  температуры,  губительно  сказавшееся  на  усло¬
виях  существования  динозавров,  вскоре  полностью  вытес¬
ненных  млекопитающими.
 Объяснение,  как  вы  видите,  очень  убедительное.
 Возможности  использования  метода  меченых  атомов
в  различных  отраслях  науки  и  техники  безграничны:
все  зависит  от  изобретательности  человека.
 Глава  11
 ЛУЧИ-КОНТРОЛЕРЫ
 Помощники  инженера
 Радиоактивные  вещества  испускают  лучи,  которые
могут  быть  и  нашим  страшным  врагом,  и  послушным  слу¬
гой  —  бессменным  контролером,  прекрасным  лекарем.
Все  зависит  от  того,  как  обращаться  с  ними.  Радиоактив¬
ные  излучения  —  пока  сравнительно  мало  используемая
 144

форма  атомной  энергии.  Но  ей  принадлежит  большое
будущее.
 К  числу  зримых  и  осязаемых  деталей  машин  атомная
техника  добавила  невидимые  лучи,  и  они  работают  теперь
в  самых  разнообразных  устройствах.  С  выполняемой
ими  работой  не  в  состоянии  справиться  ни  шестеренки,
ни  рычаги.
 Невидимый  луч  от  кусочка  скрытого  в  приборе  радио¬
активного  вещества  заглядывает  сквозь  стенку  трубы  от
землесосной  установки  и  обнаруживает  там  земляные
пробки,  снижающие  производительность  земляного  сна¬
ряда.
 Малюсенькие  кусочки  радиоактивного  вещества,  посе¬
ленные  в  домне,  сигнализируют  о  ее  резервах  и  тем  самым
создают  возможность  получать  на  ней  многие  тонны
дополнительного  материала.
 Среди  множества  новых  приборов,  работа  которых
основана  на  свойствах  радиоактивных  излучений,  есть
тахометры,  измеряющие  число  оборотов  без  прикоснове¬
ния  к  вращающейся  детали;  толщиномеры,  бесконтактно
определяющие  толщину,  допустим,  листа  при  непрерыв¬
ном  движении  его;  уровнемеры,  которые,  находясь  сна¬
ружи  сосуда  или  аппарата,  определяют  в  них  уровень
содержимого  или  границу  раздела  растворов,  а  также
сыпучих  тел.
 Новый  метод  контроля  не  имеет  конкурентов.  Он
проще  и  дешевле,  чем  ультразвуковые  и  рентгеновские
методы.
 Исследования  и  работа  с  помощью  радиоактивных
веществ  производятся  сейчас  во  всех  отраслях  народного
хозяйства.
 Из  радиоактивных  атомов,  предположим,  кобальта,
как  из  батареи  бесконечно  малых  пулеметов,  летят  «пу¬
ли»—  гамма-лучи,  глубоко  пронизывающие  все  на  своем
пути.
 С  помощью  гамма-лучей  контролируют  крупные  отлив¬
ки  и  поковки,  чтобы  установить,  нет  ли  в  них  внутрен¬
них  дефектов.  Раньше  такой  контроль  был  невозможен.
Даже  громоздкие  рентгеновские  установки  позволяли
«просвечивать»  металл  на  толщину  не  более  2—3  санти¬
метров.
 Обнаружить  внутренние  дефекты  в  металлических
изделиях  с  помощью  радиоактивных  элементов  сравни-
 10  а.  Ф.  Буянов
 145

тельно  просто.  Кусочек  такого  вещества  в  соответствую¬
щем  футляре  помещают  с  одной  стороны  изделия,  а  с  дру¬
гой—фотопленку.  Время  экспозиции  устанавливается  в
зависимости  от  толщины  просвечиваемой  детали  и  от
энергии  гамма-лучей.  Раковины,  трещины  и  другие  де¬
фекты,  если  они  есть  в  контролируемом  изделии,  хорошо
видны  на  пленке  после  ее  проявления.  Подобным  спосо¬
бом  проверяют  не  только  черное,  но  и  цветное  литье.
 С  помощью  радиоактивных  излучений  определяют  уро¬
вень  металла  в  вагранке.  Для  этого  кусочек  радиоактив¬
ного  вещества  в  специальном  футляре  помещают  с  одной
стороны  вагранки,  а  счетчик  —  с  другой.  Радиоактивные
лучи,  проникая  через  расплавленный  металл,  не  доходят
до  счетчика.  Но  как  только  они  появляются  над  уровнем
жидкого  металла,  счетчик  сразу  же  сигнализирует  об
этом.
 Многочисленные  предприятия  используют  излучения
радиоактивных  изотопов  кобальта,  галлия,  стронция
и  других  элементов  для  измерения  толщины  прокатывае¬
мых  металлических  полос,  лент,  листов.  Создан  и  рабо¬
тает  ряд  приборов,  способных  непрерывно  определять
толщину  различных  покрытий  на  металле,  например
слоя  олова  при  лужении  жести  или  слоя  хрома,  никеля
и  даже  лака.
 В  СССР  созданы  породоотборщики,  сортирующие  ра¬
диоактивные  минералы.  Транспортер  доставляет  дробле¬
ную  руду  к  счетчику,  к  которому  подключена  электриче¬
ская  схема,  приводящая  в  действие  сортировочное  устрой¬
ство,  как  только  счетчик  получит  определенную  дозу
излучения.
 Радиоактивные  излучения  позволяют  видеть  там,  куда
человеческий  глаз  не  способен  проникнуть,  следить  за
тем,  за  чем  не  в  состоянии  уследить  самый  внимательный
человек.
 Атомная  энергия
 управляет  производственными  процессами
 Могущество  невидимых  лучей  состоит  в  том,  что  они
не  требуют  для  производства  дополнительной  энергии,
сырья  и  аппаратуры,  а  тем  не  менее  обеспечивают  выпуск
добавочной  продукции.
 146

На  промышленных  предприятиях,  например,  часто
возникает  необходимость  автоматически  поддерживать
в  закрытом  резервуаре  строго  определенный  уровень
какой-либо  жидкости.  В  подобных  случаях  в  поплавок,
лежащий  на  поверхности  жидкости,  помещают  радио¬
активный  элемент,  испускающий  гамма-лучи,  а  на  крыш¬
ку  резервуара  устанавливают  счетчик.  Когда  уровень
жидкости  изменится,  поплавок  опустится  или  поднимется;
соответственно  и  счетчик  зарегистрирует  изменение
в  интенсивности  излучения.  Если  счетчик  при  помощи
специального  устройства  соединить  с  насосом  или  с  вен¬
тилем,  то  радиоактивное  излучение  станет  выполнять
роль  •  бессменного  наблюдателя  за  уровнем  жидкости  и
регулятора  ее.
 При  изготовлении  бумаги  или  пленки  очень  трудно
было  следить  за  тем,  чтобы  толщина  данного  изделия  бы¬
ла  равномерной.  На  помощь  опять  пришли  радиоактив¬
ные  атомы.
 Бумага  или  пленка  быстро  движется  между  источни¬
ком  радиоактивного  излучения  и  измерительным  прибором.
Количество  лучей,  достигающих  прибора,  зависит  от
толщины  изделия.  Следовательно,  не  прикасаясь  к  бумаге
или  пленке,  можно  определить  их  толщину.  Соединив
измерительный  прибор  со  схемой  управления,  удается
автоматизировать  процесс  производства  продукта,  строго
однородного  по  толщине.  Таким  образом,  можно  автома¬
тизировать  управление  технологическим  оборудованием
при  производстве  абразивных  лент,  стальных  полос,
сигарет,  резиновых  листов  и  других  материалов.
 В  цехах  заводов  «Запорожсталь»  и  Магнитогорского
металлургического  комбината  с  помощью  новых  толщино¬
меров  определяют  толщину  покрытия  жести  оловом.
Прежде  оловянный  слой  измеряли  химическим  способом
в  лаборатории,  на  что  уходило  25  —  30  минут.  Теперь
операция  выполняется  на  рабочем  месте  за  30  секунд.
Ценность  нового  прибора  состоит  еще  и  в  том,  что  он
позволяет  сократить  расход  олова  на  производстве  кон¬
сервной  жести  и  повышает  ее  качество.
 Созданы  приборы,  которые  позволяют  использовать
обратное  рассеяние  излучения.  В  таком  случае  достаточно
иметь  доступ  только  к  одной  стороне  исследуемого  мате¬
риала;  источник  излучения  и  регистрирующий  прибор
устанавливаются  рядом.  Приборы  с  гамма-излучателями
 10* 	147

Позволяют  Непрерывно  контролировать  внутреннюю  кор¬
розию  в  рабочих  баках,  зондировать  типы  пластов  в  неф¬
тяной  буровой  скважине,  измерять  плотность  почвы.
Приборы  такого  же  типа  измеряют  тонкие  пленки  на
основном  материале,  например  пленки  золота,  нанесен¬
ного  на  медь,  или  пластмассы,  наложенной  на  сталь,
и  т*  д.
 С  помощью  радиоактивных  атомов  в  текстильной  про¬
мышленности  определяют  вес  наносимых  на  ткань  веществ.
Прибор,  созданный  для  этой  цели,  основан  на  принципе
неодинакового  поглощения  радиоактивных  излучений  кон¬
тролируемой  тканью  и  нанесенным  веществом,  например
красителем.  На  шкале  прибора  сразу  же  виден  вес  кра¬
сителя  в  граммах  на  квадратный  сантиметр.
 Сравнительно  просто  устроены  приборы  со  счетчи¬
ками,  предназначенными  для  определения  количества  про¬
ходящих  по  конвейеру  предметов,  скажем,  бутылок  с  сит¬
ро  или  других  изделий.  Приборы  считают,  сколько  раз
прерывается  радиоактивное  излучение.  Это  происходит
каждый  раз,  когда  между  счетчиком  и  источником  излу¬
чения  пройдет  бутылка  или  другой  предмет,  находящийся
на  конвейере.
 Статическое  электричество,  накопляющееся  на  тру¬
щихся  предметах  и  материалах,  иногда  приводило  к  взры¬
вам  и  пожарам.  Много  вреда  причиняло  оно  в  химической,
мукомольной,  текстильной,  резиновой  промышленностях,
в  лакокрасочном  производстве  и  в  других  отраслях  народ¬
ного  хозяйства.
 Сейчас  найден  новый  оригинальный  метод  борьбы  с
этим  неприятным  явлением.  Он  основан  на  способности
радиоактивных  лучей,  в  частности  альфа-частиц,  иони¬
зировать  окружающий  воздух.  А  поскольку  ионизиро¬
ванный  воздух  —  проводник  электричества,  то  электри¬
зации  не  происходит.  Так  появилось  совершенно  нео¬
бычное  применение  радиоактивных  изотопов  в  технике
безопасности.
 В  настоящее  время  созданы  приборы,  автоматизирую¬
щие  работу  и  настройку  прокатных  станов;  приборы,  сле¬
дящие  за  перемещением  содержимого  в  сосудах;  приборы,
контролирующие  изменение  давления  и  плотности  и  т.  д.
Словом,  перед  методом  лучевого  контроля  и  управления
производственными  процессами  открыты  необъятные
перспективы.
 148

Синтезы  будущего  и  атомная  энергия
 В  химической  промышленности  для  получения  того
или  иного  продукта  широко  используются  катализаторы,
высокие  температуры  и  давления.  Однако,  как  показы¬
вают  опыты,  можно  ускорить  процесс  химического  пре¬
вращения  одного  вещества  в  другое  с  помощью  энергии
радиоактивного  излучения.  Так  зарождаются  новые  ме¬
тоды  производства,  где  в  аппаратах  роль  высоких  темпе¬
ратур  и  больших  давлений  станут  выполнять  радиоактив¬
ные  излучения.
 От  воздействия  радиоактивных  лучей  на  вещество
его  молекулы  ионизируются,  что  влечет  за  собой  изме¬
нения  и  в  химическом  составе  вещества.  Исследуя  это,
ученые  нашли,  что  во  многих  случаях  гамма-лучи,  напри¬
мер,  способны  выполнять  роль  катализаторов  высоких
температур  и  давлений.
 Зная,  какое  количество  ионов  создает  тот  или  иной
вид  радиоактивного  излучения,  можно  подсчитать,  какое
количество  нового  продукта  получится  в  результате
такого  облучения.
 Один  из  исходных  продуктов  в  производстве  пласти¬
ческих  масс  —  фенол  —  получается  из  бензола.  Обычно
из  двух  тонн  бензола  путем  окисления  его  в  присутствии
катализатора  получают  одну  тонну  фенола.  Советские
исследователи  разработали  метод  превращения,  бензола
в  фенол  с  помощью  радиоактивных  излучений.
 Бензол,  находящийся  в  смеси  с  аммиаком,  при  облу¬
чении  образует  анилин  —  один  из  главнейших  сырьевых
продуктов  анилинокрасочной  промышленности,  а  также
производства  взрывчатых  и  лекарственных  веществ.
Существующий  же  способ  получения  анилина  сложен,
трудоемок  и  по  сравнению  с  новым  чересчур  длинен.
 В  сельском  хозяйстве  широкое  применение  для  борьбы
с  саранчой  и  другими  вредителями  растений  находит
гексахлоран.  Его  тоже  вырабатывают  из  бензола.  Исполь¬
зование  радиоактивных  излучений  позволяет  увеличить
выход  готовой  продукции  из  того  же  сырья  до  25%.
 Методом  крекинга  перерабатываются  миллионы  тонн
нефти  в  год.  При  таких  колоссальных  масштабах  произ¬
водства  любое,  даже  небольшое  изменение  процесса,
позволяющее  увеличить  выход  продукции  с  тонны  нефти,
дает  огромный  экономический  эффект.  Если  осущест-
 149

влить  крекинг  нефти  с  помощью  радиоактивных  излуче¬
ний,  то  можно  увеличить  выход  продукции  в  4—5  раз
по  сравнению  с  обычным  крекингом.  При  этом  продукты
крекинга  оказываются  прекрасным  сырьем  для  нефте¬
химического  синтеза.
 Потоками  мощных  радиоактивных  лучей  удается  про¬
изводить  расщепление  больших  молекул  нефти  на  мел¬
кие,  входящие  в  состав  бензина.  Подобным  путем,  воз¬
можно,  удастся  и  на  производстве  решить  проблему
превращения  нефти  непосредственно  в  бензин.
 Лучи,  испускаемые  радиоактивными  веществами,
открывают  перед  химиками  широкое  поле  деятельности.
Все  виды  молекул  могут  быть  перестроены  радиохимиче¬
ским  способом.
 Однако  вовсе  не  безразлично,  на  какое  вещество  воз¬
действует  радиоактивное  излучение.  Если  вещество  со¬
стоит  из  небольших  молекул,  то  потребуется  значительное
количество  бомбардирующих  частиц  для  того,  чтобы
активизировать  эти  молекулы  и  заставить  их  соединиться
в  новое  вещество.  Даже  при  использовании  мощных
радиоактивных  источников  в  данном  случае  придется
исходное  вещество  долгое  время  держать  под  воздействием
этих  источников.  Совсем  иначе  получается  при  воздей¬
ствии  радиоактивных  лучей  на  полимеры.  Макромоле  -
кулы  обладают  весом,  во  много  раз  большим,  чем  малень¬
кие  молекулы  простых  органических  веществ.  И  всякий
раз,  когда  радиоактивное  излучение  воздействует  на
подобные  молекулы  и  изменяет  их  структуру,  количество
получаемого  нового  продукта  становится  больше,  чем
если  бы  это  же  излучение  воздействовало  на  вещество
из  маленьких  молекул.
 В  гигантской  молекуле  полимера  может  быть  активи¬
зирован  только  один  атом,  и  это  позволяет  ей  соединиться
с  другой  молекулой,  образуя  относительно  крупный
«блок».  Между  молекулой  аспирина  и  молекулой  найлона
существует  примерно  такая  же  разница  в  весе,  как  между
кроликом  и  слоном.  Исходя  из  этого,  радиохимика,  про¬
водящего  полимеризацию  радиоактивными  лучами,  можно
сравнить  с  охотником,  который  имеет  в  своем  распоря¬
жении  ограниченное  количество  патронов  и  поэтому
охотится  только  за  крупной  дичью.
 Наряду  с  простотой  применения  радиационная  поли¬
меризация  обладает  и  другими  серьезными  преимуще-
 150

ствами  перед  другими  методами.  Она  может  вызывать
полимеризацию  таких  мономеров,  которые  иными  спо¬
собами  не  по  димеризуются  (например,  гексафторпропи-
лен).  Новый  процесс  полимеризации  легко  регулируется.
 Радиоактивные  излучения  позволяют  вести  процесс
полимеризации  без  катализаторов,  при  комнатной  тем¬
пературе  и  атмосферном  давлении,  чем  достигается  огром¬
ная  экономия  топлива  и  энергии.
 Метод  радиационной  полимеризации  можно  применить
в  производстве  органического  стекла.
 В  данном  случае  полимеризацию  ведут  не  непосред¬
ственно  под  радиоактивными  лучами,  а  предварительно
облучая  мономер-метилметакрилат.
 Если  облучение  метилметакрилата  осуществляется  на
воздухе,  то  полимеризации  не  происходит,  так  как  кисло¬
род  тормозит  процесс.  Но  стоит  только  прекратить  доступ
воздуха  к  облучаемому  мономеру,  как  он  начнет  полиме-
ризоваться  прямо  при  комнатной  температуре,  превра¬
щаясь  в  органическое  стекло  высокого  качества.
 Молекулярная  структура  полимера  представляется
в  виде  длинных  примыкающих  друг  к  другу  молекул.
Связи  внутри  самой  молекулы  очень  прочны,  но  друг
с  другом  молекулы  относительно  мало  связаны.  С  повы¬
шением  температуры  связь  между  молекулами  нару¬
шается  и  продукт  размягчается.  Об  этом  знает  любая
женщина,  когда  горячим  утюгом  гладит  найлоновое  или
капроновое  изделие.
 Методом  радиохимии  можно  устранить  теплобоязнь
полимера.  Под  воздействием  радиоактивных  лучей  между
молекулами-«тысяченожками»  образуются  прочные  свя¬
зи,  хотя  до  этого  они  лишь  примыкали  одна  к  другой.
Связи  не  дают  им  оторваться  друг  от  друга  при  повы¬
шении  температуры.  Точка  плавления,  таким  образом,
значительно  поднимается.
 Если  на  вещество  достаточно  длительное  время  воз¬
действовать  радиоактивными  лучами,  оно  может  стать
совсем  неплавким  вследствие  того,  что  молекулярные
цепи  перестанут  перемещаться  одна  по  отношению  к  дру¬
гой.  Повышение  силы  внутреннего  сцепления  увеличит
и  сопротивление  вещества  на  разрыв.  Это  новое  свойство
вещества  достигается,  например,  при  вулканизации  кау¬
чука.  Сера  при  вулканизации  связывает  молекулы  кау¬
чука  и  тем  самым  повышает  точку  плавления  образовав-
 151

шейся  резины.  В  настоящее  время  возможна  вулканиза¬
ция  каучука  без  применения  серы,  а  лишь  при  помощи
радиоактивных  излучений.  Вулканизации  с  помощью
радиоактивного  облучения  должны  подвергаться  готовые
предметы,  поскольку  после  изменения  структуры  веще¬
ство  труднее  подвергается  обработке.
 Коллективы  научно-исследовательского  института
шинной  промышленности  и  научно-исследовательского
физико-химического  института  им.  Карпова  провели  вул¬
канизацию  покрышек  для  грузовых  автомобилей  радио¬
активным  излучением  кобальта-60.  Материал  автопокры¬
шек  состоял  из  сажевой  смеси  на  основе  натурального
каучука,  а  кордом  служил  капрон.  Было  установлено,  что
облученные  покрышки  отличались  повышенной  износо¬
устойчивостью  и  хорошо  зарекомендовали  себя  во  вре¬
мя  испытания.
 Облучение  приводит  к  изменению  механических,  физи¬
ческих  и  химических  свойств  веществ.  Управляя  этим
облучением,  можно  менять  свойства  во  всей  массе  изде¬
лия  или  в  его  поверхностном  слое.  Некоторые  гибкие
пластмассы  становятся  при  этом  твердыми  и  хрупкими,
краска  пузырится,  меняет  цвет,  резиновая  изоляция
электрических  проводов  крошится,  кристаллы  сегнетовой
соли  теряют  свои  особые  электрические  свойства,  неко¬
торые  жидкости  затвердевают,  разрывая  сосуды.
 Управляя  излучением,  можно  менять  свойства  мате¬
риалов  в  поверхностном  слое  и  во  всей  массе  изделия.
 У  техники  изменения  свойств  металлов  и  материалов
путем  облучения  их,  несомненно,  огромное  будущее.
 Перед  радиационной  химией  стоят  чрезвычайно  инте¬
ресные  задачи.  Речь  идет  о  том  времени,  когда  ядерный
реактор,  установленный  на  химическом  производстве,
даст  необходимую  тепловую  энергию  и  плюс  к  ней  радио¬
активное  излучение.
 Если  на  химическом  предприятии  установить  высоко¬
температурные  реакторы,  то  в  них  можно  будет  осущест¬
вить  производство  синтетической  нефти  из  бедных  углей.
 Для  радиохимических  процессов  перспективны  кре¬
кинг  нефти,  получение  из  воздуха  двуокиси  азота  —
основного  сырья  для  производства  азотной  кислоты,  а
также  производство  перекиси  водорода  из  воды.
 Наряду  с  чисто  практическим  применением  радиа¬
ционной  химии  в  промышленности  будущего  открываются
 152

большие  возможности  и  в  области  научных  изысканий.
С  ее  помощью  можно  будет  получать  не  только  новые
вещества,  но  также  свободные  радикалы  и  фрагменты
молекул,  не  существующие  в  природе.  Давая  возмож¬
ность  этим  оторванным  от  сложных  соединений  радика¬
лам  соединяться,  можно  будет  добиться  образования
совершенно  новых  молекул.
 В  Институте  нефтехимического  синтеза  Академии  наук
СССР  сделано  очень  интересное  открытие.  Под  руковод¬
ством  академиков  А.  В.  Топчиева,  В.  А.  Каргина  и  док¬
тора  физико-математических  наук  Л.  С.  Полака  полу¬
чены  полимеры-полупроводники.  До  этого  считалось,  что
полимеры  могут  быть  только  изоляторами.  Исследова¬
тели  подвергли  некоторые  полимеры  воздействию  мощ¬
ного  радиоактивного  излучения,  а  затем  дополнительной
термической  обработке,  что  и  привело  к  образованию
полимеров  с  полупроводниковыми  свойствами.  Одним
из  таких  полимеров  является  полиакрилонитрил  —  веще¬
ство,  из  которого  производят  синтетическое  волокно  ни¬
трон.  Естественно,  что  полимерам  с  полупроводниковыми
свойствами  предсказывают  большое  будущее.
 Глава  12
 АТОМНАЯ  ТЕХНИКА  ВРАЧЕЙ
И  АГРОНОМОВ
 Кобальтовые  «снаряды»  излечивают  от  рака
 Нередко  новому  открытию  сопутствует  нечто  другое,
важное,  перспективное.  Так  получилось  с  ядерным  реак¬
тором.  Его  создавали  для  энергетического  использования
атомной  энергии,  а  вместе  с  тем  он  открыл  возможность
получать  в  неограниченном  количестве  радиоактивные
вещества  —  продукт,  чрезвычайно  ценный  для  техники,
биологии  и  медицины,
 Природа  бедна  радиоактивными  веществами.  Вот  по¬
чему  раньше  находили  применение  в  лечебной  практике
лишь  радий,  радон,  мезоторий.  Далеко  не  каждое  лечеб¬
ное  учреждение  могло  иметь  эти  вещества.
 В  настоящее  время  наши  врачи  располагают  в  требуе¬
мом  количестве  различными  искусственными  радиоактив¬
ными  веществами.
 153

Во  все  концы  Советского  Союза  ежемесячно  отпра¬
вляются  тысячи  посылок  с  радиоактивными  веществами.
Институты  и  больницы  нашей  страны  оборудованы  раз¬
личными  приборами  и  аппаратами,  в  которых  энер¬
гия  распадающихся  атомов  используется  для  лечения
больных.
 Среди  элементов,  используемых  для  лечебных  целей,
наибольшее  применение  нашли  кобальт-60,  фосфор-32,
йод-131  и  золото-198.  Радиоактивный  кобальт  дает  мощ¬
ный  поток  гамма-лучей,  которые  обладают  большей  про¬
никающей  способностью,  чем  рентгеновы.
 На  вооружении  советских  врачей  имеется  несколько
типов  установок  под  названием  «ГУТ»,  что  значит  гамма-
установка  терапевтическая.  Заряженная  радиоактивным
кобальтом,  такая  установка  извергает  поток  гамма-
лучей,  губительно  действующих  на  злокачественные
опухоли.
 Благодаря  небольшим  размерам  и  специальной  форме
головки,  дающей  кольцевой  пучок  гамма-лучей,  аппараты
этого  класса  обеспечивают  возможность  облучения  трудно¬
доступных  участков  тела  (например,  подмышечной  и  под¬
челюстной  областей,  промежности  и  т.  п.),  причем  макси¬
мум  поглощенной  энергии  излучения  приходится  не  на
кожу,  а  на  более  глубоко  расположенные  ткани.
 Аппарат  «ГУТ-400»  имеет  заряд,  равный  по  радио¬
активности  400  граммам  радия.  Здесь  уместно  вспомнить,
что  не  так  давно,  а  именно  до  момента  ввода  в  действие
первого  ядерного  реактора,  количество  радия  во  всем
мире  не  превышало  одного  килограмма.  Лечение  им
стоило  огромных  средств  и  было  под  силу  только  очень
богатым  людям.
 В  СССГ  лечение  с  помощью  радиоактивных  элементов
проводится  бесплатно  и  оно  общедоступно.
 Лучами  радиоактивного  кобальта  широко  проводится
лечение  больных  злокачественными  опухолями  кожи,
слизистой  полости  рта,  миндалин,  верхней  челюсти
и  полости  носа,  гортани,  пищевода,  легких,  молочной
железы.
 Гезультаты  лечения  видны  из  следующих  данных.
В  Харьковском  институте  рентгенологии  и  радиологии
из  450  больных  раком  кожи  423  получили  полное  изле¬
чение.  Осложнений,  связанных  с  облучением,  не  наблю¬
далось.
 154

В  Государственном  онкологическом  институте  имени
П.  А.  Герцена  при  лечении  кобальтом  1552  больных  раз¬
личными  злокачественными  опухолями  первой,  второй
и  третьей  стадий  выздоровело  не  менее  80%,  а  из  1295
больных  раком  нижней  губы  и  раком  кожи  всех  четырех
стадий  было  излечено  76%.
 Сильно  обезображивают  лицо  человека  родимые  пятна.
Раньше  человек,  родившись  с  таким  пятном,  вынужден
был  всю  жизнь  страдать  от  уродующего  лицо  багрового
пятна.  Теперь  эти  пятна  сводят  радиоактивными  лучами.
После  нескольких  сеансов  облучения  пятно  бледнеет,
а  нарост,  если  он  был,  исчезает.  Особенно  хорошо  изле¬
чиваются  родимые  пятна  у  детей.
 Гамма-лучи  можно  применять  для  стерилизации  анти¬
биотиков  и  некоторых  лекарственных  препаратов,  при
этом  лечебные  свойства  их  от  такой  обработки  не  сни¬
жаются.
 Трудно  перечислить  и  невозможно  предсказать  все
возможные  случаи  применения  меченых  атомов  и  радио¬
активных  изотопов.  Они  могут  найти  самые  неожиданные
применения  и  привести  к  весьма  важным  открытиям.
 Пистолет,  стреляющий  золотом
 Для  борьбы  со  злокачественными  опухолями  в  настоя¬
щее  время  врачи  используют  специальный  пистолет,  стре¬
ляющий  пульками  из  радиоактивного  золота.
 Дуло  пистолета  —  это  тонкая  трубка,  которая  вво¬
дится  в  раковую  опухоль.  Стоит  только  нажать  курок,
и  крошечный  кусочек  радиоактивного  золота  внедрится
в  очаг  болезни.  Золотая  пулька  одета  в  платиновую  обо¬
лочку.  Сделано  это  для  того,  чтобы  испускаемые  радио¬
активным  золотом  бета-частицы  задерживались  плати¬
ной,  а  гамма-лучи  проникали  в  больную  ткань.  Исцели-
тельные  пули  воздействуют  на  опухоль  в  течение  десяти
дней,  после  чего  они  теряют  радиоактивность  и  без  вреда
могут  оставаться  в  организме  до  тех  пор,  пока  не  рассо¬
сутся.
 При  необходимости  можно  вести  и  групповой  «обстрел»
опухоли  радиоактивными  пулями.
 В  США  в  настоящее  время  при  лечении  мозговых  опу¬
холей  применяют  ядерный  реактор,  специально  создан¬
ный  для  медицинских  целей.  Используется  он  следую-
 155

щим  образом.  В  организм  больного  вводится  препарат
изотопа  бора,  который  концентрируется  преимуществен¬
но  в  опухоли.  Затем  пациента  облучают  потоком  нейтро¬
 нов,  выпускаемых  из
реактора.  Эти  нейтро¬
ны  расщепляют  ядра
атомов  бора  в  опу¬
холи.  Под  влиянием
 \ЛЪОТОЪ
 атомных  микровзрывов  клет¬
ки  опухоли  гибнут,  условия
для  их  развития  сильно  ухуд¬
шаются  и  организм  постепен¬
но  перебарывает  болезнь.
 Врачующие  атомы
 Ткани  и  органы  человеческого  тела  неодинаково  усваи¬
вают  разные  химические  элементы,  попадаюшие  в  орга¬
низм  с  пищей.  Так,  фосфор  преимущественно  накапли¬
вается  в  костной  ткани,  в  мозгу  и  в  печени;  йод  —  в  щито¬
видной  железе;  железо  —  в  крови  и  т.  д.  Известно  также,
что  злокачественная  опухоль  отличается  от  нормальной
ткани  интенсивным  ростом,  а  следовательно,  и  повышен¬
ным  процессом  обмена.
 Установлено,  что  ткани  мозговой  опухоли  поглощают
примерно  в  сто  раз  больше  фосфора,  чем  здоровые.  Если
больному,  имеющему  опухоль  мозга,  ввести  в  организм
радиоактивный  фосфор,  то  этот  элемент  будет  накапли¬
ваться  в  ткани  злокачественной  опухоли  значительно
больше,  чем  в  нормальных  тканях.  Измерив  радиоактив¬
ное  излучение  от  различных  участков  головы,  можно  по
интенсивности  его  определить  место  и  величину  опухоли.
 Радиоактивным  фосфором  лечат  некоторые  заболева¬
ния  крови.
 Принятый  с  пищей  или  с  лекарством  радиоактивный
фосфор  концентрируется  в  костно-мозговой  ткани,  т.  е.
 156

в  том  месте  организма,  где  вырабатываются  красные
кровяные  шарики.  И  здесь  радиоактивное  излучение
фосфора  подавляет  процесс,  вызывающий  болезнь.
 Радиоактивные  изотопы  успешнее  справляются  с  рако¬
выми  опухолями,  чем  лучи  рентгена  или  радия.
 Облучение  глубоко  расположенной  опухоли  рентге¬
новыми  лучами  неизбежно  задевает  и  здоровые  ткани,
что  часто  приводит  к  нежелательным  осложнениям.  Иное
наблюдается,  когда  лечение  ведется  искусственными
радиоактивными  веществами.  Они  могут  быть  выбраны
именно  с  таким  видом  излучения,  какое  требуется,  и  такой
мощности,  какая  необходима.  Помимо  этого,  радиоактив¬
ными  сейчас  можно  сделать  любые  элементы  или  их  изо¬
топы,  следовательно,  и  для  лечения  предоставляется
возможность  брать  именно  то,  что  требуется.
 Больному,  имеющему,  например,  опухоль  щитовид¬
ной  железы,  в  организм  вводят  радиоактивный  йод.  Здо¬
ровая  щитовидная  железа,  как  известно,  аккумулирует
почти  в  80  раз  больше  йода,  поступающего  в  организм,
чем  какая-либо  другая  его  ткань.  Накапливаясь  в  зна¬
чительном  количестве  в  опухоли,  атомы  радиоактивного
йода  испускают  гамма-лучи  и  тем  самым  замедляют,  а
потом  и  совсем  прекращают  развитие  опухоли,  т.  е.  на¬
ступает  выздоровление.
 Препаратами,  содержащими  радиоактивный  фосфор,
можно  лечить  опухоли  печени,  а  радиоактивное  железо,—
некоторые  другие  опухоли.  Учитывая  избирательность
в  поглощении  тканями  и  органами  тех  или  иных  эле¬
ментов  и  подбирая  радиоактивные  элементы  по  силе
и  характеру  излучения,  удается  облучать  пораженный
опухолью  участок  с  требуемой  интенсивностью,  не  под¬
вергая  опасности  здоровые  ткани  и  органы.
 Советские  врачи  широко  используют  радиоактивные
изотопы  для  исследования  и  для  лечения.
 Если  принять  с  пищей  поваренную  соль,  в  молекулу
которой  входит  радиоактивный  натрий,  то  за  перемеще¬
нием  этой  соли  в  организме  можно  следить  по  испускае¬
мым  натрием  гамма-лучам.
 В  химическом  отношении  оба  вида  соли  идентичны
и  действуют  в  организме  совершенно  одинаково.  Так
было  установлено,  что  уже  через  минуту  после  принятия
соли  с  пищей  меченые  молекулы  обнаруживаются  в  поте,
выступающем  на  коже.
 157

Радиоактивный  натрий,  введенный  в  кровь,  позволяет
вычислить  общее  количество  циркулирующей  крови
в  организме.  Для  этого  берут  небольшое  количество  ее
и  определяют  в  ней  концентрацию  радиоактивного  веще¬
ства.
 При  одном  несчастном  случае  у  потерпевшего  нога
была  так  сильно  повреждена,  что  ампутация  казалась
неизбежной.  Однако  врачи,  введя  в  кровь  радиоактивную
соль,  быстро  определили,  что  кровообращение  в  повре¬
жденной  ноге  не  приостановлено  и,  следовательно,  ампу¬
тировать  ее  необязательно.  Больному  была  сохранена
нога.
 Меченые  атомы  помогли  расшифровать  процесс  хими¬
ческого  превращения  соединений  фосфора  в  мышцах,
что  проливает  свет  на  связь  между  химическими  процес¬
сами  в  мышцах  и  производимой  ими  работой.
 При  помощи  меченых  атомов  раскрыт  процесс  образо¬
вания  жира  в  организме.  Они  же  помогли  выяснить,  что
после  потерь  крови  организм  человека  усиленно  потреб¬
ляет  железо.
 Радиоактивные  изотопы  указали  также  на  интенсив¬
ный  обмен  веществ  в  таком  плотном  образовании,  как  зуб¬
ная  эмаль,  на  то,  что  вода  задерживается  в  организме
около  15  суток  и  на  многое,  многое  другое.
 Меченые  атомы  —  это  путешественники  по  организму,
посылающие  лучевые  телеграммы  из  каждого  пункта,  где
движутся,  где  производят  остановку,  помогая  тем  самым
разгадывать  секреты  жизненных  процессов.  При  помощи
их  можно  «метить»  различные  лекарства  и  изучать  дей¬
ствие  этих  лекарств  на  человеческий  организм.  Они  позво¬
ляют  более  тщательно  исследовать  деятельность  органов
человеческого  тела.
 Масштабы  применения  радиоактивных  изотопов  в  ме¬
дицине  продолжают  расти,  а  новые  знания,  которые  полу¬
чают  с  их  помощью,  еще  больше  способствуют  улучше¬
нию  здоровья  населения.
 Широкие  возможности  открыты  перед  мечеными  ато¬
мами  в  биологии  и  сельском  хозяйстве.
 Зоотехники  с  их  помощью  исследуют  обмен  кальция
и  фосфора  в  организме  крупного  рогатого  скота,  опреде¬
ляют  количество  активного  фосфора  в  крови,  выявляют
роль  кобальта  в  тканях  животных  и  т.  д.  Новый  способ
исследования  помогает  вырабатывать  наиболее  целесо-
 158

образные  рационы  питанйя,  увеличивающие  продуктив¬
ность  сельскохозяйственных  животных.
 Физиологи  с  помощью  радиоактивных  лучей  познают
тайны  жизненных  процессов.  На  подопытных  животных
они  исследуют  влияние  радиоактивных  излучений  на
нервную  систему  и  испытывают  действие  новых  лекар¬
ственных  веществ,  в  которые  введены  радиоактивные
изотопы.
 С  помощью  меченых  атомов  отыскиваются  пути  полу¬
чения  ценных  видов  микроорганизмов,  применяющихся
в  сельском  хозяйстве  и  пищевой  промышленности.  Так,
применяя  радиоактивный  углерод,  удалось  изучить  про¬
цесс  углеводного  питания  и  выявить  наилучшие  условия,
необходимые  для  выращивания  ряда  полезных  видов
микроорганизмов.
 Радиоактивными  изотопами  можно  метить  и  живые
организмы.  В  рыбном  хозяйстве,  например,  мальков  перед
выпуском  их  в  водоем  держат  около  трех  часов  в  воде,
имеющей  радиоактивный  фосфор.  За  это  время  фосфор
проникает  в  их  организм  и  откладывается  в  костях,  чешуе,
плавниках.  Спустя  несколько  месяцев  по  количеству
выловленной  в  море  «радиоактивной»  рыбы  определяют,
какая  часть  выращенных  на  рыбозаводе  мальков  дошла
из  реки  до  моря.
 Подобным  же  образом  можно  метить  вредителей  сель¬
скохозяйственных  культур  —  насекомых  и  паразитов.
 Подопытным  мухам  в  течение  некоторого  времени  не
давали  воды,  вызвав  у  них  жажду.  Затем  их  напоили  рас¬
твором  сахара,  содержащим  радиоактивный  фосфор,
и  в  5  часов  вечера  выпустили  в  одном  из  домов  колхоза.
К  ночи  «радиоактивные»  мухи  были  обнаружены  во  всех
остальных  домах.  На  следующий  день  этих  мух  нахо¬
дили  на  расстоянии  нескольких  километров  от  того  места,
где  их  выпустили.
 Подобные  опыты  позволяют  изучать  образ  жизни
и  повадки  насекомых  на  большом  количестве  особей.
 Этим  методом  изучают  дальность  перелета  «радиоак¬
тивной»  саранчи;  определяют  зоны  распространения  кома¬
ров;  исследуют  перемещение  животных  в  почве  и  пере¬
движение  паразитов  в  теле  животных.
 С  помощью  меченых  атомов  изучается  степень  проник¬
новения  ядов  в  организмы  растений,  насекомых  и  грызу¬
нов,  определяются  необходимые  дозировки  ядов  для
 159

эффективного  истребления  вредителей  сельскохозяйствен¬
ных  культур.
 Заманчивые  перспективы  открывает  перед  агрономи¬
ческой  наукой  использование  энергии  радиоактивного
излучения.
 Лучи,  испускаемые  некоторыми  радиоактивными  веще¬
ствами,  убивают  микроорганизмы,  поэтому  они  годятся
для  холодной  стерилизации  продуктов.
 Сырые  мясные,  рыбные  и  молочные  продукты,  а  также
фрукты  и  овощи  после  радиоактивного  облучения  спо¬
собны  сохраняться  без  порчи  весьма  длительное  время.
Например,  картофель,  подвергнутый  действию  лучей
радиоактивного  кобальта,  сохраняется  около  года,  не
теряя  пищевой  ценности  и  вкусовых  качеств.
 Энергия  атома  на  службе  плодородия
 Когда  советская  наука  поставила  на  службу  человека
могучую  силу  природы  —  атомную  энергию,—  деятели
сельского  хозяйства  не  замедлили  использовать  ее  для
исследования  и  решения  практических  вопросов  сельско¬
хозяйственного  производства.
 С  помощью  меченых  атомов  советские  биологи  познают
процессы  жизнедеятельности  растений,  с  тем  чтобы  ука¬
зать  практикам  сельского  хозяйства  лучшие  приемы  пита¬
ния  и  выращивания  культурных  растений.  Радиоактив¬
ный  углерод,  например,  позволяет  исследовать  процесс
образования  в  растениях  лигнина  —  важнейшей  состав¬
ной  части  древесины.  А  с  помощью  других  элементов
изучают  строение  молекул.  Эти  элементы  «подсказывают»,
в  каком  месте  молекулы  находится  радиоактивный  атом.
За  его  движением  легко  следить.
 Агрономы  вводят  радиоактивные  изотопы  в  удобрения
и  потом  наблюдают,  как  они  поглощаются  растениями  из
почвы  или  как  усваиваются  питательные  вещества  при
нанесении  их  на  листья.
 С  помощью  радиоактивных  изотопов  удается  просле¬
дить  за  тем,  как  растение  усваивает  удобрения,  как  про¬
исходит  обмен  веществ  в  организме  растения,  как  осуще¬
ствляется  в  растительном  организме  водообмен,  а  также
изучить  ряд  других  важных  вопросов.
 Агроном  должен  знать,  в  какой  период  развития  рас¬
тению  требуется  подкормка  и  как  ее  лучше  выполнить,
 160

йтобы  получйть  максимальный  урожай.  Раньше  для  этого
требовалось  проводить  параллельные  опыты  на  удобрен¬
ной  и  неудобренной  почвах,  на  что  уходило  очень  много
времени.  Теперь  меченые  радиоактивные  атомы  сильно
ускоряют  исследования.
 Допустим,  что  опыт  производится  с  фосфорным  удоб¬
рением.  В  суперфосфат  или  фосфоритную  муку  доба¬
вляют  незначительное  количество  радиоактивного  фос¬
фора,  отличающегося  от  обычного  тем,  что  он  непрерывно
испускает  бета-лучи,  независимо  от  того,  в  какое  бы  слож¬
ное  химическое  соединение  не  входили  его  атомы.
 Радиоактивный  фосфор  вносится  в  почву  опытного
участка  на  разную  глубину.  Затем  в  эту  почву  высажи¬
вают  те  или  иные  растения  и  с  помощью  переносного
счетчика  следят  за  моментом,  когда  счетчик  станет  обна¬
руживать  в  растении  радиоактивное  излучение.
 Для  наблюдения  один  из  листьев  растения  зажимают
между  плексигласовыми  пластинками,  укрепленными  на
штативе.  Сверху  на  пластинку,  покрывающую  лист  рас¬
тения,  устанавливается  счетчик.
 Если  корни  не  соприкасаются  с  удобрением,  то  счет¬
чик  бездействует.  Но  как  только  корешки  дорастут  до
питательной  среды,  содержащей  меченый  фосфор,  и  нач¬
нут  поглощать  его,  радиоактивный  фосфор  будет  немед¬
ленно  обнаружен.
 Фосфорное  удобрение  через  корни  попадает  в  расти¬
тельный  организм  и  быстро  распространяется  в  нем.
 Сравнивая  результаты  для  разных  растений,  узнают
глубину  «закладки»  в  почве  удобрений  и  условия,
при  которых  идет  наилучшее  усвоение  этих  удобрений.
 Никакой  другой  метод  не  позволяет  так  быстро  и  на¬
глядно  осуществить  в  полевых  условиях  точные  опыты
по  выявлению  выгодных  условий  подкормки  растений.
 С  помощью  радиоактивного  фосфора  установлено,  что
картофель  питается  преимущественно  внесенными  удоб¬
рениями,  а  соя,  наоборот,  фосфором,  содержащимся
в  почве.
 Чтобы  узнать,  как  в  плодах  помидора  распределяется
фосфор,  исследователи  вносили  в  почву  вокруг  корней
растения  удобрения  с  радиоактивным  фосфором.  По  про¬
шествии  некоторого  времени,  когда  в  плоде  сконцентри¬
ровалось  достаточное  количество  радиоактивного  веще¬
ства,  помидор  срывали  и  разрезали  на  части.  К  ломтику
 11  а  ф  Буянов
 161

его  Почти  вплотную  прикладывали  чувствительную  фото¬
пленку  и  сохраняли  в  таком  положении  в  течение  опре¬
деленного  времени.  Радиоактивные  изотопы,  находящиеся
 в  плоде,  оставляют  на  фотоплен-
 шее  количество  изотопа,  пленка  более  темная.  В  местах^
где  фосфора  нет,  она  прозрачна.
 При  помощи  меченых  атомов  ученые  наблюдают  за
тем,  как  протекают  процессы  питания  растений,  как
используются  в  организме  растений  питательные  соки,
как  происходит  процесс  превращения  вещества  в  расте¬
нии  и  т.  д.  Все  это  помогает  разрабатывать  научные
основы  питания  сельскохозяйственных  растений  и  соз¬
давать  эффективные  приемы  повышения  их  урожайности.
 Глава  13
 ВОДА—АТОМНОЕ  ГОРЮЧЕЕ
 Звездное  топливо
 Несчетное  количество  звезд  горит  во  Вселенной,  непре¬
рывно  излучая  в  пространство  энергию.  Незатухающим
костром  пылает  и  Солнце,  освещая  и  «отапливая»  нашу
планету.
 Солнечное  «тело»  имеет  сравнительно  простое  строе¬
ние.  На  Солнце  не  встретишь  ни  рек,  ни  морей.  Нет  там
 162

и  материков,  так  как  при  температуре  его  поверхности,
равной,  например,  6  тысячам  градусов,  не  существует
ни  жидких,  ни  твердых  веществ.  При  такой  температуре
могут  существовать  только  газы.  В  недрах  Солнца,  где
температура  много  выше,  не  могут  существовать  и  моле¬
кулы:  они  распадаются  на  атомы.  А  в  центральной  части
его,  имеющей  температуру  более  10  миллионов  градусов,
и  атомы  распадаются  на  ионы,  представляющие  собой
положительно  заряженные  ядра  и  отрицательные
электроны.
 Солнце  непрерывно  извергает  в  межзвездное  простран¬
ство  такое  количество  энергии,  которое  в  миллиарды  мил¬
лиардов  раз  превышает  энергию,  вырабатываемую  самой
крупной  на  земном  шаре  электростанцией.
 Откуда  же  на  звездах  так  много  энергии?
 Когда  мы  сжигаем,  например,  дрова  в  костре,  от  них
тоже  льется  свет  и  пышет  жаром.  Но  процесс  горения
требует  непрерывного  добавления  топлива  и  наличия
кислорода.  Как  только  топливо  или  кислород  иссякли  —
костер  погас.
 Если  бы  в  звездном  «костре»  горело  обычное  топливо,
то,  даже  будь  все  Солнце  из  лучшего  антрацита,  его  хва¬
тило  бы  только  на  полторы  тысячи  лет,  не  более.  Почему
же  миллиарды  лет  светит  Солнце?  Почему  нескончаем
поток  тепла  от  него?
 Загадка  столь  длительного  и  энергичного  горения
Солнца  кроется  в  том,  что  процессы  преобразования
вещества  протекают  в  звездах  по-иному,  чем  на  планетах.
 На  планетах  атомы  соединяются  в  молекулы,  образуя
различные  вещества.  На  звездах  сами  атомы  и  ядра  этих
атомов  получаются  в  результате  соединения  атомных  час¬
тиц:  протонов,  нейтронов,  электронов.
 На  планетах  в  основном  протекают  химические  реак¬
ции.  На  звездах  же  преобладают  ядерные  реакции,  свя¬
занные  с  энергией  атомного  ядра.
 Реакция,  при  которой  из  атомов  водорода  образуется
4  грамма  гелия,  сопровождается  выделением  около
600  миллиардов  малых  калорий  тепла.  Это  в  6,2  миллиона
раз  больше,  чем  может  дать  химическая  реакция.  Чтобы
получить  такую  энергию  химическим  путем,  нужно  сжечь
около  100  тонн  угля.
 Граммы  и  тонны  «топлива»  —  таково  соотношение
масс  при  ядерных  и  химических  реакциях,  результаты
 И*  163

которых  приводят  к  получению  одного  и  того  же  коли¬
чества  энергии.
 Мы  уже  говорили,  что  Солнце  непрерывным  потоком
изливает  энергию  в  окружающее  пространство.  От  этого
оно  каждую  минуту  «худеет»  на  55-107  тонн.  На  долю
Земли  из  этого  количества  приходится  что-то  около  двух
килограммов.  Вес  нашего  светила  равен  2-1027  тонн.
Следовательно,  при  сохранении  существующей  интенсив¬
ности  излучение  его  может  длиться  4-1018  минут,  т.  е.
свыше'десяти  миллиардов  лет  и,  таким  образом,  несмотря
на  огромные  потери  массы,  опасность  угасания  Солнца
очень  отдаленна.
 Если  бы  весь  уголь,  хранящийся  в  земной  коре  (имеют¬
ся  в  виду,  конечно,  разведанные  запасы),  сжечь  и  превра¬
тить  в  тепловую  энергию,  то  и  тогда  эта  энергия  равня¬
лась  бы  лишь  тому  количеству  энергии  солнечных  лучей,
которые  падают  на  Землю  в  течение  пяти  суток.
 Энергия  всего  урана  и  тория,  имеющегося  в  земной
коре  (разведанные  запасы)  равна  примерно  энергии,
доставляемой  на  Землю  солнечными  лучами  в  течение
нескольких  десятков  дней.
 Установлено,  что  звезды  на  одну  треть,  а  некоторые,
например  Солнце,  даже  наполовину  состоят  из  водорода,
являющегося  основным  звездным  «топливом».
 Представим  себе  следующую  картину:  среди  бесчис¬
ленного  «роя»  движущихся  ядер  атомов  некоторые  при¬
ближаются  друг  к  другу.  Но  электрические  силы  оттал¬
кивания  между  одинаковыми  зарядами  заставляют  час¬
тицы  снова  разлетаться  в  стороны.
 Для  того  чтобы  могла  наступить  реакция  «горения»,
т.  е.  синтез  (слияние)  ядер  атомов,  частицы  должны  обла¬
дать  громадной  кинетической  энергией,  способной  пре¬
одолеть  электрические  силы  отталкивания.  Кинетической
энергии  частиц,  как  известно,  соответствует  определен¬
ная  температура.  Так,  средней  энергии  теплового  движе¬
ния  протонов,  равной  100  электронвольтам,  соответствует
температура  порядка  одного  миллиона  градусов.
 На  Солнце  атомы  водорода  неистово  бомбардируют
друг  друга.  Но  для  того,  чтобы  четыре  атома  водорода
слились  там  воедино,  образовав  атом  гелия,  требуется
много  времени.  В  этом  процессе  участвуют  в  роли  ката¬
лизаторов  ядра  атомов  углерода.  Сначала  один  атом
водорода  налетает  на  атом  углерода,  и  тот  его  захваты-
 164

вает.  Такое  событие  чрезвычайно  редко,  поскольку  ато¬
мам  углерода  и  водорода  нужно  около  миллиона  лет  для
того,  чтобы  встретиться  и  соединиться.  Примерно  еще
200  000  лет  необходимо  для  того,  чтобы  совершилась
реакция  присоединения  к  превращенному  атому  второго
атома  водорода.  Затем  через  гораздо  более  длительный
срок  снова  один  атом  водорода  врывается  в  дважды  прев¬
ращенный  атом.  Наконец,  в  этом  атоме  застревает  четвер¬
тый  атом  водорода,  в  результате  чего  рождается  атом
гелия  и  вновь  образуется  атом  углерода.  Описанный  про¬
цесс  идет  на  Солнце  и  подобных  ему  звездах.
 Так  протекают  ядерные  реакции  синтеза  в  природе.
 Эти  реакции  ученые  научились  воспроизводить  на
Земле.  Ядерная  реакция  синтеза  протекает  при  темпера¬
туре  в  несколько  миллионов  градусов,  поэтому  ее  назы¬
вают  термоядерной,  от  греческого  слова  «термо»  —теп¬
лота,  жар.
 Ядерным  топливом  в  термоядерной  реакции  является
тяжелый  водород  —  дейтерий  и  сверхтяжелый  водород  —
тритий.  Но  трития  в  природе  мало,  зато  дейтерия  очень
много.  Он  есть  в  капле  любой  воды,  только  в  ничтожно
малой  концентрации.  Однако  по  количеству  энергии  дей¬
терий,  содержащийся  в  литре  любой  воды,  равноценен
энергии,  заключенной  в  350  литрах  бензина.
 В  ста  литрах  обыкновенной  воды  содержится  17  куб.
сантиметров  так  называемой  тяжелой  воды.  Удельный
вес  ее  на  10%  больше,  чем  у  обычной.  Однако  если  взять
в  руки  два  стакана,  заполненные  один  простой,  а  другой
тяжелой  водой,  то  нельзя  на  вес  определить,  в  каком
из  них  легкая,  а  в  каком  тяжелая  вода.  Внешние  признаки
и  той  и  другой  воды  одинаковы.  Их  не  различишь^  ни  по
цвету,  ни  по  запаху,  ни  по  вкусу.  Мы  ежедневно  при¬
нимаем  тяжелую  воду  внутрь,  когда  пьем  чай,  или  какой-
либо  другой  напиток.  Тот,  кто  живет  возле  озер,  погло¬
щает  ее  немного  больше  жителей  гор,  пьющих  родниковую
воду  или  воду  из  горных  рек,  где  содержание  тяжелой
воды  несколько  меньше.
 Правда,  если  бы  нам  пришлось  пить  только  одну  тяже¬
лую  воду,  а  не  смесь  ее  с  обычной,  то  это  было  бы  опасно
для  жизни.  Действует  она  на  живой  организм  не  отра¬
вляюще,  как  яд,  а  парализующе,  поскольку  физико¬
химические  процессы,  в  которых  она  участвует,  замед¬
ляются.
 165

Так  же  как  и  простая,  тяжелая  вода  безобидна  в  том
смысле,  что  она  не  горит  и  не  взрывается,  хотя  содержит
в  себе  вещество,  дающее  энергии  в  несколько  раз  больше,
чем  уран.
 Тяжелая  вода  оказалась  «мертвой»  для  живых  существ
и  «живой»  для  ядерной  энергетики.  Секрет  этого  заклю¬
чается  в  том,  что  в  молекуле  простой  воды  к  кислороду
присоединены  атомы  обычного  водорода,  в  молекуле  же
тяжелой  кислород  соединен  с  атомами  тяжелого  водо¬
рода  —  дейтерия.  Ядро  атома  водорода  состоит  из  про¬
тона,  а  ядро  дейтерия  —  из  протона  и  нейтрона.
 Получение  атомной  энергии  из  урана  основано  на  прин¬
ципе  расщепления  крупных  атомных  ядер  на  более  мел¬
кие,  а  получение  атомной  энергии  из  дейтерия  —  на  прин¬
ципе  соединения  (синтеза)  мелких  атомных  ядер  в  круп¬
ные.  Дейтерий  освобождает  энергии  в  шесть—семь
раз  больше,  чем  уран.  При  этом  один  грамм  тяжелого
водорода  способен  дать  столько  же  энергии,  сколько
ее  можно  получить  при  сжигании  30  тонн  каменного
угля.
 Каменного  угля  на  нашей  планете  хватит  еще  на  не¬
сколько  столетий,  урана  —  на  несколько  тысячелетий,
а  дейтерия  —  на  миллиарды  лет,  поскольку  в  одной  тонне
обычной  воды  содержится  примерно  40  граммов  дейтерия,
количество  же  воды  на  нашей  планете  чрезвычайно  вели¬
ко.  Она,  как  известно,  занимает  две  трети  поверхности
земного  шара.
 Вас,  вероятно,  интересует  вопрос:  как  отделить  тяже¬
лую  воду  от  легкой?  Это  делается  несколькими  способами,
например  с  помощью  электричества,  которым  разлагают
воду  на  кислород  и  водород.  Простая  вода  разлагается
электрическим  током  легче  тяжелой,  поэтому  концентра¬
ция  тяжелой  воды  в  процессе  электролиза  растет.
 —  Ну,  хорошо.  Вот  мы  получили  тяжелую  воду,  что
же  с  ней  делать?  —  спросите  вы.—  Как  из  нее  добыть
атомную  энергию?  Ведь  это  же  не  дрова,  ее  не  зажжешь!
 Впрочем,  если  хорошенько  подумать,  то  оказывается,
что  и  воду  можно  «сжигать».
 Когда  мы  нагреваем  ее  до  1400  градусов,  то  из  мил¬
лиона  молекул  воды  около  ста  расщепляется  на  атомы  —
на  водород  и  кислород.  При  температуре  3092  градуса
разрушается  на  атомы  около  13%  всего  количества  моле¬
кул  воды.  Допустим  теперь,  что  мы  нагреваем  воду  до
 166

еще  более  высокой  температуры.  Вся  она  при  этом  раз¬
ложится  на  атомы  водорода  и  кислорода.
 Водород  и  кислород  снова  легко  превратить  в  воду,
но  это  не  даст  нам  никакой  энергетической  выгоды,  по-
 И 	н
 скольку  процесс  разложения  воды  и  последующее  пре¬
вращение  ее  составных  элементов  в  воду  представляет
собой  химическую  реакцию.  Другое  дело,  когда  мы  сое¬
диним  ядра  атомов  тяжелого  водорода  в  более  тяжелое
ядро,  т.  е.  осуществим  ядерную  реакцию,  дающую  в  мил¬
лионы  раз  больше  энергии,  чем  химическая.
 Для  химической  реакции  горения  требуется  повысить
температуру  какой-либо  части  горючего  на  несколько
 167

сот  градусов.  Для  осуществления  ядерной  реакции  син¬
теза  необходима  температура  в  миллионы  градусов.
 Ведь  все  атомные  ядра  несут  положительный  заряд
электричества,  и,  как  одновременно  заряженные,  они  при
сближении  отталкиваются  друг  от  друга.  Сила  этого
отталкивания  у  атомных  ядер  необычайно  велика.  Пере¬
бороть  ее  можно  лишь  в  том  случае,  если  ядра  будут  наде¬
лены  колоссальнейшими  скоростями  движения,  чтобы
при  встрече  они,  сближаясь,  пересилили  отталкивание
и  соединились  в  более  крупное  ядро,  т.  е.  образовали
ядро  нового  атома.  Подобные  скорости  ядра  атомов  водо¬
рода  приобретают  при  температуре  в  миллионы  градусов.
 Если  в  обычном  ядерном  реакторе,  для  того  чтобы
начался  процесс  выделения  энергии,  необходимо  достиг¬
нуть  лишь  критического  объема  урана  или  другого  деля¬
щегося  вещества,  то  для  осуществления  термоядерной
реакции  требуется  нагреть  вещество  до  температуры,
подобной  температуре  недр  Солнца.
 Человеку  удалось  получить  такие  колоссальные  тем¬
пературы,  но  ценой  взрыва  чудовищной  разрушительной
силы.  Мы  имеем  в  виду  водородную  бомбу.  В  ней  темпе¬
ратуры  в  сотни  миллионов  градусов  достигаются  взры¬
вом  атомной  бомбы,  являющейся  составной  частью  водо¬
родной  бомбы.  При  этом  начинается  термоядерная  реак¬
ция,  имеющая  характер  взрыва.  Она  не  подчиняется
воле  человека.
 Создание  таких  гигантских  температур  в  лаборатории
приблизит  решение  проблемы  управления  ядерной  реак¬
цией.
 Научиться  управлять  ядерными  реакциями  синтеза  —-
это  значит  поставить  на  службу  человечеству  абсолютно
неисчерпаемые  источники  энергии.  Советские  ученые
сделали  ряд  важных  шагов  в  этом  направлении.
 Термоядерные  ТЭЦ
 В  энергетических  процессах,  которые  люди  осущест¬
вляли  раньше,  никогда  не  достигалось  четвертое  состоя¬
ние  вещества  —  плазма.  Поэтому  термоядерная  энергия
не  была  доступна  для  практического  использования.
Плазмой  называется  сильно  ионизованный  газ,  в  котором
электроны  оторваны  от  атомов  и  находятся  в  свободном
состоянии.
 163

Идея  создания  установки  для  изучения  управляемых
термоядерных  реакций  была  предложена  известными  со¬
ветскими  учеными  в  1950  г.  академиками  А.  Д.  Сахаро¬
вым  и  И.  Е.  Таммом.
 При  пропускании  через  плазму  импульсного  электри¬
ческого  тока  в  десятки  тысяч  ампер  она  под  действием
электродинамических  сил  сжимается  в  тонкий  ослепитель¬
ный  «шнур»,  имеющий  температуру  миллионы  градусов.
 Если  плазма  «приготовлена»  из  дейтериевого  газа,
то  при  осуществлении  такого  разряда  в  принципе  может
возникнуть  термоядерная  реакция.
 В  Советском  Союзе  исследования  в  области  управляе¬
мых  термоядерных  реакций  проводятся  в  Ордена  Ленина
Институте  атомной  энергии  им.  И.  В.  Курчатова  Акаде¬
мии  наук  СССР.  Работы  ученых  этого  института,  откры¬
вающие  путь  к  осуществлению  регулируемых  термоядер¬
ных  реакций,  удостоены  высокой  оценки.  Звание  лауреа¬
тов  Ленинской  премии  присуждено  академикам  Л.  А.  Арци¬
мовичу,  М.  А.  Леонтовичу  и  научным  сотрудникам  —
С.  Ю.  Лукьянову,  И.  Н.  Головину,  С.  М.  Осовцу,
Н.  В.  Филлипову,  О.  А.  Базилевской,  С.  И.  Брагин¬
скому,  И.  М.  Подгорному,  А.  М.  Андрианову,  В.  И.  Си¬
ницыну  и  Н.  А.  Явлинскому.
 В  настоящее  время  исследованием  плазмы  занято
много  коллективов  ученых  и  инженеров.  Над  чем  будут
трудиться  советские  ученые  в  текущей  семилетке?
 «Это  прежде  всего  овладение  управляемыми  термоядер¬
ными  реакциями»,—  сказал  Никита  Сергеевич  Хрущев
в  'своем  докладе  на  XXI  съезде  Коммунистической  партии
Советского  Союза.
 Трудно  описать  рост  молодой,  быстро  развивающейся
атомной  энергетики  Советского  Союза.  Одно  ясно:  как  бы
ни  были  велики  трудности,  мы  приближаемся  к  времени,
когда  не  уголь,  не  нефть  и  не  дрова  будут  служить  топли¬
вом,  а  попросту  говоря,  вода.
 Когда  будет  создан  термоядерный  реактор,  то  энергия
этого  искусственного  Солнца,  будучи  подвластной  чело¬
веку,  станет  греть  воду,  отапливать  помещения,  освещать
города  и  села,  приводить  в  действие  станки  и  машины  —
словом,  покорно  выполнять  многочисленные  обязанности
светила  нашей  планетной  системы.  День  триумфа  не  за
горами.  В  этом  уже  никто  из  ученых  не  сомневается.  Наобо¬
рот,  многие  из  них  пытаются  представить  себе  картину
 169

того,  как  будет  выглядеть  термоядерная  теплоэлектро¬
централь.
 Академик  Л.  А.  Арцимович  считает,  что,  вероятно,
это  будет  довольно  компактная  установка  типа  замкнутой,
довольно  сложной  «бубличной»  камеры.  Внутри  этого
«бублика»  будет  пылать  сильно  нагретый  плазменный
«шнур»,  а  кругом  его  обступят  сложные  машины,  подводя¬
щие  к  нему  ток,  а  также  питающие  обмотку  основного
магнитного  поля.  На  «бублике»  будет,  очевидно,  несколько
обмоток,  в  том  числе  и  обмоток,  обеспечивающих  допол¬
нительную  устойчивость  плазменного  шнура.  Все  это  будет
погружено  в  водяную  рубашку,  поглощающую  нейтроны
и  охлаждающую  стенки  «бублика».  Это  тепло  также  можно
будет  использовать  на  тепловых  электростанциях  обыч¬
ного  типа.
 Если  «бублик»  сделать  диаметром  около  10  метров  и  тол¬
щиной  1—2  метра,  то  мощность  электростанции  достигнет
примерно  миллиона  киловатт.
 В  принципе  возможно  и  прямое  превращение  части  тер¬
моядерной  энергии  в  электрическую.  Когда  плазма  после
сильного  сжатия  расширяется,  она  отжимает  силовые
линии  магнитного  поля  к  стенкам  камеры.  Эти  силовые
линии  пересекают  провода  катушек,  оплетающие  «бублик»,
и  в  проводах  возникает  ток.  Пульсируя,  плазма  работает
как  вращающийся  ротор  электрогенератора.  Если  удастся
когда-либо  (конечно,  это  случится  не  скоро)  перевести  рабо¬
ту  такой  своеобразной  электростанции  на  чистый  дейтерий,
то  можно  ожидать,  что  половина  производимой  этой  стан¬
цией  энергии  будет  непосредственно  превращаться  в  элек¬
тричество.
 Рано  или  поздно  человеку  придется  решить  проблему
энергетического  использования  термоядерной  энергии.
В  среднем  в  мире  за  каждые  10—15  лет  потребление
электроэнергии  удваивается,  а  в  СССР,  согласно  про¬
грамме  КПСС,  оно  будет  удваиваться  за  каждые  7  лет.
Запасы  же  обычных  источников  энергии  ограничены  и  их
хватит  не  на  долго.
 В  наше  время  действительность  часто  обгоняет  мечту.
И  то,  о  чем  мечтают  люди  сегодня,—  дело  не  такого  уж  дале¬
кого  будущего.  И  совсем  уже  не  так  фантастически  далеки
те  годы,  когда  различные  автоматические  заводы  будут
приводиться  в  действие  энергией,  полученной  от  искусст¬
венной  звезды.
 170

Глава  14
 В  НЕДРА  АТОМОВ
 Первоматерия
 «Атомос»  в  переводе  с  греческого  языка  означает  неде¬
лимый.  Значительно  позднее  этим  словом  стали  называть
частицы,  из  которых  слагаются  молекулы,  считая,  что  эти
частицы  неделимы.  Однако  потом  выяснилось,  что  атом,
как  мы  уже  говорили,  состоит  из  двух  основных  частей:
электронной  оболочки  и  ядра.  В  составе  атома  обнаружили
три  основные  частицы  —  нейтрон,  протон  и  электрон,
которые  назвали  элементарными.
 В  наши  дни  и  название  элементарная  частица,  присвоен¬
ное  составным  частям  атома,  ставится  под  сомнение,  по¬
скольку  таких  частиц  накопился  уже  не  один  десяток.
При  этом  оказалось,  что  каждая  из  них  может  рождаться
и  умирать,  превращаясь  в  одну  или  несколько  других  эле¬
ментарных  частиц.
 Мир  уже  открытых  элементарных  частиц  многолик
и  своеобразен.  Это  мир  мельчайших  сгустков  материи  гран¬
диозной  плотности,  находящихся  в  круговороте  взаимных
превращений.  Это  мир  фантастически  кратких  явлений  и
невообразимо  больших  скоростей.  В  нем  все  находится
в  неугомонном  движении.
 Для  изучения  этого  мира  в  физике  сформировалась
и  выделилась  в  самостоятельную  отрасль  науки  физика
элементарных  частиц.  В  ней  через  явления  в  микромире
познаются  законы  макромира.
 В  мире  элементарных  частиц  открыты  свои  законы.
У  этих  частиц  выявлены  свои  особенности,  свои,  не  харак¬
терные  для  обычных  частиц  вещества  свойства,  реакции.
При  взаимодействии  элементарных  частиц  можно  наблю¬
дать  необыкновенные  явления.  Например,  одни  частицы
могут  превращаться  в  другие,  из  одной  могут  получаться
две  и  т.  д.
 Для  характеристики  свойств  элементарных  частиц
в  физике  приняты  следующие  величины:
 за  единицу  массы  взята  масса  электрона,  равная  9-  1СГ28
грамма;
 за  единицу  заряда  —  заряд  электрона;
 за  единицу  энергии  —  электронвольт;
 171

за  единицу  длины  —  диаметр  протона,  равный  10"13
сантиметра;
 за  единицу  времени  —  0,3-10"23  секунды,  т.  е.  время,
за  которое  свет  проходит  расстояние,  равное  диаметру
протона.
 Вооружившись  масштабами,  начнем  путешествие  в  мир
необычных  частиц.
 Еще  никто  не  видел  ни  одной  элементарной  частицы.
Исследователи  узнают  их  по  следам.  Если  провести  анало¬
гию  между  исследователями  и  охотниками,  то  физики,  без
сомнения,  оказались  более  тонкими  следопытами,  чем  зна¬
менитый  охотник  Дерсу  У  зала  из  книги  известного  рус¬
ского  путешественника  Арсеньева.
 Охотник  имеет  зрительное  представление  об  облике
зверя,  а  физик,  никогда  не  видев  частицы,  по  следам,  кото¬
рые  они  оставляют,  по  разрушениям,  которые  они  произ¬
водят  на  своем  пути,  и  по  другим  приметам  воссоздает  облик
частицы,  определяет  ее  массу,  заряд  и  другие  харак¬
терные  свойства.  Он  сравнительно  легко  отличит  по  следам
одну  частицу  от  другой.
 Загадочен  микромир.  Своеобразны  методы  и  аппаратура
для  его  исследования.
 Чтобы  изучить  атом,  его  надо  разрушить
 Чем  глубже  ученые  «заглядывают»  в  атом,  тем  яснее
становится  строение  его  ядра.
 Разведка  и  разработка  земных  недр  ведется  человеком
уже  на  протяжении  многих  тысячелетий.  Разведка  же  атом¬
ных  недр  только  что  началась.  Физики  едва  только  успели
пробить  первую  «скважину»  в  оболочке  атомного  ядра  ура¬
на,  как  оттуда  забил  фонтан  энергии,  в  миллион  раз
превышающий  энергию,  содержащуюся  в  угле  или
нефти.
 Но  пока  еще  человеку  удается  использовать  лишь  менее
тысячной  доли  энергии,  заключенной  в  ядрах  атомов
урана.  Чтобы  добиться  более  полного  использования  ее,
нужно  тщательно  изучить  атом  и  составляющие  его
частицы.
 Если  хотят  узнать,  как  устроены,  предположим,  часы,
то  прежде  всего  открывают  их  крышку.  Если  необходимо
углубленное  изучение,  тогда  разбирают  механизм  и  зна¬
комятся  с  взаимосвязью  шестеренок.
 172

Когда  изучают  строение  атома,  То
также  сначала  открывают  его  «крыш¬
ку»  —  электронную  оболочку.  Прав¬
да,  атом  невозможно  взять  в  руки
да  и  не  существует  такой  отвертки,  с
помощью  которой  можно  было  бы
«развинтить»  этот  сверхмикроскопи¬
ческий  механизм  на  составные  части.
Вот  почему  физики  вынуждены  изу¬
чать  составные  частицы  атома  при¬
мерно  так  же,  как  химики
осуществляют]  анализ  ве¬
щества,  т.  е.  жертвуя  пред¬
метом  исследования.  Они
раскалывают  атомное  ядро
на  части.  Но  как?
 Расколоть  атом  можно
_ 	« 	_  или  частицами,  выбрасы-
 ваемыми  из  радиоактив¬
ных  атомов,  или  частица¬
ми,  наделенными  большой  энергией  в  специальных  уско¬
рителях,  или  частицами,  летящими  на  Землю  из  Космоса.
 Штурм  атома,  начатый  английским  физиком  Резер¬
фордом  еще  в  те  времена,  когда  неизвестна  была  структура
атома,  выявил  интересные  явления:  атомы  легких  элемен¬
тов  совсем  иначе  воздействовали  на  направляемые  в  них
альфа-частицы,  чем  атомы  тяжелых  элементов.
 Заряд  ядра  атома  золота  или  свинца  примерно  в  сорок
раз  превышает  заряд  альфа-частицы.  Поэтому  летящий  на
ядро  тяжелого  атома  «снаряд»  отклоняется  в  сторону,  еще
не  доходя  до  него.  Заряд  же  ядра  атома  азота  ненамного
превышает  заряд  альфа-частицы.  Следовательно,  «снаря¬
ды»  могут  близко  подлетать  к  бомбардируемым  ядрам.
А  раз  это  так,  то  можно  добиться  и  прямого  попадания,
сделал  вывод  Резерфорд.  И  в  1919  г.  он  повел  наступление
на  атом  азота.  В  качестве  пушки  Резерфорд  избрал  радий,
испускающий  поток  альфа-частиц.  Атомы  азота  были
объектом  штурма.  В  результате  бомбардировки  ученый
обнаружил  в  азоте  ядра  атомов  водорода.  Откуда  они
появились?  Вероятно,  плохо  был  очищен  азот!  Но  с  какой
бы  тщательностью  ни  очищал  он  азот,  в  нем  при  обстреле
опять  появлялся  водород.  Неужели  ядра  атомов  водорода
(протоны)  выбиты  из  ядер  атомов  азота?!
 173

Проверка  подтвердила  догадку.  Ядро  атома  азота,
поглотив  альфа-частицу,  превратилось  в  ядро  атома  кис¬
лорода  и  ядро  атома  водорода.  Весь  мир  облетело  порази¬
тельное  известие:  азот  превращен  в  кислород!  За  это  откры¬
тие  Резерфорд  получил  Нобелевскую  премию.
 Резерфорд  продолжал  наступление  на  атом.  Он  расще¬
пил  ядра  атомов  бора,  фтора,  натрия,  алюминия,  фосфора
и  многих  других  элементов.  Однако  выяснилось,  что
обстрел  атомов  природными  «снарядами»  малоэффекти¬
вен.
 Английский  физик  Блэккет  сфотографировал  следы
400  000  альфа-частиц  в  азоте  и  среди  них  обнаружил
только  8  превращений  атомов  азота  в  кислород.  Значит,
лишь  одна  из  50  тысяч  частиц  попадает  в  цель.  За  пол¬
тора  года  непрерывного  обстрела  азота  альфа-частицами
от  грамма  радия  можно  изготовить  не  более  одной  мил¬
лиардной  доли  грамма  кислорода.
 Для  дальнейшего  наступления  на  атом  требовались
более  мощные  снаряды.  Такие  снаряды  были  обнаружены
в  космических  лучах.
 Посланцы  Космоса
 Космические  лучи  —  это  своеобразные  «телеграммы»,
извещающие  нас  о  ядерных  процессах,  происходящих  где-
то  в  безбрежных  просторах  Вселенной.  Эти  посланцы  из
Космоса  имеют  очень  большую  энергию.  При  первой  же
встрече  космических  частиц  с  земными  атомами  последние
«взрываются».  Взрывы  сопровождаются  освобождением
электронов  и  фотонов.  Осколки  ядер  обладают  огромной
энергией.  Они  движутся  дальше  по  направлению  к  Земле,
разрушая  на  пути  встреченные  атомы  и  вызывая  появление
все  новых  и  новых  электронных  и  фотонных  ливней.
 Откуда  эти  частицы  получают  такую  большую  энергию?
 Одной  из  попыток  ответить  на  этот  вопрос  является
гипотеза  советского  физика  Я.  П.  Терлецкого.  Согласно  его
гипотезе,  ускорение  ядерным  частицам  дают  космические
тела,  представляющие  собой  своеобразные  гигантские
природные  ускорители.  Они  сообщают  частицам,  летящим
мимо  них,  энергию  в  миллиарды  электронвольт.
 Но  одно  дело  разрушить  атом,  а  другое—  увидеть  ре¬
зультаты  разрушения!  Видеть  ядерные  реакции  —  задача
на  первый  взгляд  невыполнимая.
 174

Как  же  увидеть  результаты  разрушений?  Как  узнать,
на  какие  осколки  раскололся  атом  в  данной  ядерной  реак¬
ции?  Приборы,  позволяющие  наблюдать  эти  реакции,—
величайшее  достижение  человеческого  разума.
 Английский  ученый  Вильсон  создал  гениально  простой
прибор,  названный  в  честь  его  камерой  Вильсона.  При¬
бор  этот,  имеющий  прозрачные  стенки,  наполнен  насыщен¬
ным  паром.  Сам  пар  невидим,  но  если  сквозь  него  проле¬
тает  заряженная  частица,  то  вдоль  ее  пути  конденсируются
мельчайшие  капельки  воды,  т.  е.  остается  след,  называе¬
мый  треком  частицы.  Эти  треки  легко  сфотографировать.
 Академик  Д.  В.  Скобельцын  добавил  к  камере  Виль¬
сона  электромагнит,  который  позволил  измерять  энергию
летящих  через  нее  частиц  по  величине  отклонения  их
траектории  пути.  Чем  больше  скорость  частицы,  т.  е.
чем  больше  ее  энергия,  тем  меньше  отклонение  частицы
магнитным  полем  и  наоборот.
 Камера  Вильсона  позволяет  «видеть»  частицы,  летящие
со  скоростями  в  сотни  тысяч  раз  большими,  чем  у  пули,
и  по  величине  в  сотни  миллионов  раз  меньше  всего  того,
что  можно  рассмотреть  в  оптический  микроскоп.
 По  густоте  следа  определяют  скорость  движения  час¬
тицы.  Длина  следа  позволяет  вычислить  энергию,  кото¬
рой  обладала  частица.  Отклонение  от  первоначального
пути  под  влиянием  магнитного  поля  дает  возможность
также  сказать,  какой  знак  заряда  у  этой  частицы.
 Советские  ученые  Л.  В.  Мысовский  и  А.  П.  Жданов
применили  другой,  так  называемый  радиографический
метод  наблюдения  ядерных  реакций.  Этот  метод  заключается
в  том,  что  ядерные  реакции  фотографируются  на  фотопла¬
стинку  с  толстым  слоем  специально  подготовленной  фото¬
эмульсии.
 На  фотографии  можно  запечатлеть  взрыв  атома  и  по¬
следствия  происшедшей  катастрофы.
 Взрыв  атома  серебра,  например,  на  фотографии  выгля¬
дит  необычно.  Это  не  куча  разбросанного  вещества  с  клу¬
бами  дыма.  След  на  фотопластинке  появляется  от  проле¬
тевшего  по  эмульсии  невидимого  микрометеорита  —  ядер-
ного  снаряда  —  протона,  ударившего  в  атом  серебра.
А  там,  где  кончается  его  путь,  образуется  «звезда»,  от
центра  которой  в  разные  стороны  расходятся  следы
новых  частиц  —  ядра  атомов  углерода,  кислорода,  брома
И  другие  осколки,  порожденные  взрывом.
 175

Изучая  космические  лучи,  ученые  обнаружили  в  них
все  известные  тогда  частицы,  имеющие  электрический
заряд,  а  также  открыли  неизвестные  до  этого  элементар¬
ные  частицы  —  позитрон  и  мезоны.  Один  из  видов  этих
мезонов  оказался  ядерным  клеем.
 Ядерный  клей
 В  свое  время  открытие  нейтрона  принесло  физикам
немало  радости,  но  с  ней  пришли  и  печали.  Известные
издавна  два  вида  сил  природы  —  силы  тяготения  и  элект¬
ромагнитные  силы  —  оказались  не  в  состоянии  объяснить
взаимосвязь  частиц  в  атомном  ядре.
 Электромагнитные  силы  обусловливают  взаимосвязь
между  электронами  и  атомным  ядром.  Как  показывают
расчеты,  силы  электрического  взаимодействия  между  двумя
электронами  примерно  в  1043  раз  больше  силы  тяготения
между  ними.
 Силы  тяготения  управляют  движением  планет  и  звезд,
электромагнитные  силы  господствуют  в  мире  атомов  и
молекул.  А  какие  же  силы  связывают  протоны  и  нейтроны
в  ядре  атома?  Силы,  связывающие  частицы  в  ядре,  ока¬
зываются  в  полмиллиона  раз  больше  сил,  удерживающих
электрон  в  атоме  водорода.  Так,  не  узнав  еще  характера
ядерных  сил,  физики  поняли,  что  атомное  ядро  является
неисчерпаемым  кладезем  энергии.
 В  ядре  сконцентрировано  примерно  99,95%  всей  массы
атома.  Ядерные  силы  сгустили  частицы  атомного  ядра  до
такой  плотности,  что  если  бы  удалось  наполнить  ядрами
коробочку  объемом  в  один  кубический  сантиметр,  то  она
весила  бы  116  млн.  тонн.
 Если  в  атомном  ядре  разорвать  ядерные  силы,  то  про¬
тоны,  имеющие  одинаковый  положительный  заряд,  раз¬
летятся  в  разные  стороны.  Необычайно  плотное  вещество
атомного  ядра  поведет  себя  при  этом,  словно  сильно  сжа¬
тый  газ,  вырвавшийся  наружу  из  раскрытого  сосуда.  Осво¬
бодится  огромное  количество  энергии.
 Но  как  разорвать  ядерные  силы  и  получить  энергию,
заключенную  в  недрах  атома?
 Сделать  это  при  помощи  обычных  высоких  температур
так  же  невозможно,  как  нельзя  расплавить  металл  тепло¬
той  дыхания.  Попытка  разрушить  атомное  ядро  посред¬
ством  большого  давления  обречена  на  такую  же  неудачу.
 !76

Ученым  еще  предстоит  до  конца  раскрыть  секрет  ядер-
ных  сил.  Это  позволит  использовать  не  тысячную  долю
энергии,  освобождаемой  при  расщеплении  ядер  атомов
урана,  как  сейчас,  а  всю  или  почти  всю.
 Раскрытием  секретов  ядерных  сил  занялись  многие
ученые.  Исследования  показали,  что  эти  силы  проявляют
свое  действие  на  расстояниях,  равных  примерно  диаметру
протона.  Природа  ядерных  сил  не  электромагнитная.  Что
же  тогда  представляют  собой  эти  силы?
 Советский  физик  И.  Е.  Тамм  в  1934  г.  разработал  тео¬
рию,  согласно  которой  связь  между  протонами  и  нейтро¬
нами  должна  осуществляться  через  элементарные  частицы.
Какие  же  частицы  участвуют  в  ядерном  взаимодействии?
В  то  время  в  числе  известных  частиц  были  еще  позитрон
и  нейтрино.  Теория  и  была  основана  на  них.
 Согласно  этой  теории,  протон  способен  превратиться
в  нейтрон,  испустив  позитрон  и  нейтрино.  Нейтрон,  в  свою
очередь,  может  превращаться  в  протон  путем  поглощения
позитрона  и  нейтрино.  Таким  образом,  заряженная  час¬
тица  становится  нейтральной,  а  нейтральная  —  заря¬
женной.
 Теория,  как  будто  бы  объясняла  процесс  ядерного  взаи¬
модействия  между  частицами.  Однако  когда  подсчитали,
какова  величина  сил  такого  взаимодействия,  то  она  ока¬
залась  столь  малой,  что  никак  не  могла  сравниться  с  фан¬
тастически  огромными  действующими  ядерными  силами.
Значит,  теория  неверна.
 В  1935  г.  японский  физик  Хидеки  Юкава  делает  новую
попытку  объяснить  природу  загадочных  ядерных  сил.
Учитывая  невозможность  построения  теории  на  извест¬
ных  тогда  частицах,  он  допустил,  что  ядерные  взаимодей¬
ствия  происходят  с  помощью  частиц,  еще  не  обнаруженных
в  опытах.  В  этом  его  убеждала  математика.  На  основе
сделанных  вычислений  он  предсказал  массу  гипотетиче¬
ской  частицы:  она  в  200—300  раз  должна  превосходить
массу  электрона.
 Теоретик  указал  на  возможность  существования  новой,
очень  важной  частицы.  Дело  было  за  практиками.  Все
с  нетерпением  ждали  их  решающего  слова.  Предсказанные
Юкавой  частицы  окрестили  именем  мезоны  —  промежуточ¬
ные  частицы.  Поисками  их  занялись  во  многих  странах.
 Зная  массу  мезона,  легко  было  подсчитать  соответствую¬
щую  ему  энергию.  Она  равняется  100—150  миллионам
 12  А.  ф.  Буянов
 177

электронвольт.  Рождение  частиц  с  такой  энергией  можно
наблюдать  только  при  взаимодействии  частиц  с  еще  боль¬
шей  энергией.  Частицы  с  такой  энергией  в  то  время  нельзя
было  получить.  Пришлось  искать  мезоны  в  космических
ливнях.
 Два  года  длились  поиски.  И  вдруг  почти  одновременно
разные  ученые  обнаруживают  частицы  с  массой,  совпадаю¬
щей  с  предсказанной  Юкавой.  Открытие  ошеломило  всех.
Теория  получила  блестящее  подтверждение.  Эксперимен¬
таторы  изучали  свойства  новых  частиц,  вносили  уточнения
в  теорию.  Однако  вскоре  наступило  некоторое  разочарова¬
ние.  Мезоны,  предсказанные  как  частицы,  играющие  роль
«ядерного  клея»,  оказались  малоактивными  во  взаимодей¬
ствии  с  атомными  ядрами.  Из  верхних  слоев  атмосферы
они  долетали  до  Земли  и  при  встрече  с  веществом  вели
себя  подобно  другим  частицам,  т.  е.  длительное  время
не  реагировали  с  ядрами  и  потом  распадались.  Это  никак
не  укладывалось  в  рамки  теории,  теории,  предполагавшей
сильное  и  мгновенное  взаимодействие  мезонов  с  атомными
ядрами.
 Прошло  12  лет  со  дня  предсказания  Юкавой  мезонов.
И  вот  в  1947  г.  такая  частица  была  обнаружена  в  космиче¬
ских  лучах.  Открывшие  ее  ученые  Оккиалини  и  Поуэлл
окрестили  ее  пи-мезоном,  что  означает  первичный  мезон.
 Настала  пора  изучать  пи-мезоны,  но,  чтобы  создать  их
искусственным  путем,  требовалось  иметь  частицы  с  энер¬
гией  350—500  миллионов  электронвольт.  Нельзя  было
ставить  дальнейший  прогресс  ядерной  физики  и  атомной
техники  в  зависимость  от  космических  лучей.  Работа
с  космическими  лучами  сопряжена  с  очень  большими  не¬
удобствами,  к  тому  же  она  не  позволяет  вести  исследования
широким  фронтом.  На  один  квадратный  сантиметр  поверх¬
ности  Земли  в  минуту  падает  в  среднем  одна  космическая
частица.  В  горах,  в  стратосфере  их  больше.  Поэтому  ис¬
следователи  космических  лучей  устраивают  свои  лабора¬
тории  высоко  в  горах,  поднимаются  вместе  с  приборами
в  верхние  слои  атмосферы.
 Ученому,  как  охотнику,  подкарауливающему  добычу,
часто  приходится  неделями  ждать,  пока  прибор  поймает
нужную  ему  частицу.  Но  у  охотника  есть  ружье.  А  ведь
у  физиков  его  не  было.  И  им  пришлось  создать  свое  скоро¬
стрельное  оружие,  свою  атомную  артиллерию.

Глава  15
 ШТУРМ  МИКРОМИРА
 Ядерная  артиллерия
 Каждое  ядро  окружено  мощной  броней  —  электриче¬
ским  полем.  Чтобы  пробить  такую  броню,  атомным  «сна¬
рядам»  требуется  огромная  энергия.
 Для  обстрела  атомных  ядер  и  создана  ядерная  «артил¬
лерия».  В  создании  этой  артиллерии  принимали  участие
ученые  многих  стран.
 Теперь  на  вооружении  физиков  имеются  разноименные
«орудия»  —  электростатические,  линейные  и  циклические
 ускорители,  а  также  разнокалиберные  снаряды.  Движение
эти  снаряды  приобретают  не  от  пороховых  газов,  а  от
электрических  и  магнитных  полей.
 В  электростатическом  и  линейном  ускорителях  исполь¬
зуется  такая  особенность  электрического  поля,  как  оттал¬
кивание  одинаково  заряженных  и  притягивание  противо¬
положно  заряженных  частиц.  Под  воздействием  электриче¬
ского  поля  частицы  наращивают  скорость  подобно  кам¬
ням,  летящим  с  горы  под  влиянием  силы  тяжести.
 В  отличие  от  камня  атомной  частице  может  быть  при¬
дана  скорость,  близкая  к  скорости  света.
 В  электростатических  ускорителях  максимально  воз¬
можная  энергия,  сообщаемая  частице,  составляет  нес¬
колько  миллионов  электронвольт.  Однако  этой  энергии
недостаточно  для  расщепления  ядер  атомов  тяжелых  эле¬
ментов.
 Циклотрон  —  новый  тип  ускорителя.  Это  циклический
ускоритель.  Он  был  создан  в  1930  г.  американским  физи¬
ком  Лоуренсом.  В  циклических  ускорителях  для  управ-
 12*  179

Ленин  движением  заряженных  настиц  и  для  их  ускорения
используются  магнитное  и  электрическое  поля.  Заряжен¬
ная  частица,  попав  в  ускоряющий  промежуток  между  дву¬
мя  пустотелыми  коробками  (дуантами),  имеющими  проти¬
воположные  заряды,  наращивает  скорость  под  воздейст¬
вием  электрического  поля.  Под  влиянием  же  магнитного
поля  она  описывает  внутри  коробки  полуокружность  и
снова  влетает  в  ускорительный  промежуток  в  тот  момент,
когда  дуанты  изменили  знак  своего  заряда.  Частица  еще
ускоряется.  Так,  двигаясь  по  развертывающейся  спирали,
частица  накапливает  огромную  энергию.
 На  циклотроне  можно  сообщить  протонам  энергию  уже
в  десятки  миллионов  электронвольт.  Но  для  штурма
атомных  ядер  требовались  более  мощные  снаряды.  Цикло¬
трон  их  дать  не  может,  так  как  с  дальнейшим  увеличением
скорости  частиц  масса  их  увеличивается  настолько,  что
процесс  ускорения  нарушается.
 Вещество  обладает  чрезвычайно  интересной  способ¬
ностью  —  оно  увеличивает  массу  с  приобретением  энер¬
гии.  Так,  электрически  заряженное  тело  имеет  массу  боль¬
ше,  чем  незаряженное,  нагретое  —  больше,  чем  холодное,
а  движущееся  —  больше,  чем  находящееся  в  покое.  Но  это
увеличение  массы  настолько  незначительно,  что  практи¬
чески  оно  не  оказывает  никакого  влияния  на  характер
протекания  процессов,  наблюдающихся  в  природе.  Но
стоит  только  перейти  к  скоростям,  близким  к  скорости
света,  как  увеличение  массы  становится  заметным.
 При  скорости  электрона  150  000  километров  в  секунду
его  масса  увеличивается  в  0,16  раз,  при  скорости  297  000
километров  в  секунду  —  в  семь  раз,  а  при  скорости  на
40  километров  в  секунду  меньше  скорости  света  —  почти
в  две  тысячи  раз.  Поэтому  протоны,  получившие  в  ускори¬
теле  скорость,  соответствующую  энергии  25  млн.  электрон-
вольт,  настолько  утяжеляются,  что  начинает  нарушать¬
ся  процесс  ускорения  в  циклотроне.
 В  1944  г.  советский  ученый  В.  И.  Векслер,  а  в  1945  г.—
американский  ученый  Э.  Мак-Милан  независимо  друг  от
друга  предложили  новый  тип  циклического  ускорителя.
В  этом  ускорителе,  получившем  название  фазотрон  (его
также  называют  синхроциклотрон),  учитывается  эффект
изменения  массы.
 В  фазотроне  ускоряемые  частицы  тоже  движутся  по
спирали  под  влиянием  магнитного  поля  и  ускоряются  вы-
 180

сокочастотным  электрическим  нолем  с  медленно  меняю¬
щейся  частотой.  Траектория  частицы  в  вакуумной  камере
фазотрона  имеет  вид  плоской  разворачивающейся  спирали.
С  увеличением  скорости  частицы  растет  и  ее  масса,  что
приводит  к  возрастанию  ее  периода  обращения.  Поэтому,
для  того  чтобы  при  прохождении  между  ускоряющими
электродами  частицы  продолжали  ускоряться,  необходимо
непрерывно  уменьшать  частоту  ускоряющего  электриче¬
ского  поля.  Это  и  есть  характерный  для  фазотрона  ре¬
жим  ускорения.  У  самого  края  вакуумной  камеры  уско¬
ренные  частицы  с  помощью  специального  устройства  вы¬
водятся  по  касательной  к  их  траектории  наружу  и  попада¬
ют  в  мишень,  в  которой  и  происходят  изучаемые  учеными
ядерные  реакции.
 В  1949  г.  в  городе  Дубна  вступил  в  строй  крупнейший
в  мире  фазотрон.  В  качестве  ядерных  снарядов  на  нем
используют  ядра  атомов  водорода  —  протоны.  В  фазо¬
троне  им  сообщают  энергию,  равную  680  миллионам  элект-
ронвольт.  Чтобы  дать  представление  о  величине  энергии,
которой  наделяются  протоны  на  фазотроне,  напомним,
что  атом  урана  при  расщеплении  его  на  части  выделяет
энергию,  равную  200  миллионам  электронвольт.  Таким
образом,  на  фазотроне  каждое  ядро  атома  водорода  при¬
обретает  энергию  примерно  в  три  с  половиной  раза
большую,  чем  дает  расщепившийся  атом  урана.
 В  центральном  корпусе  в  главном  зале  размещен  ги¬
гантский  электромагнит,  вес  которого  составляет  7,2  тыся¬
чи  тонны,  а  диаметр  полюсов  равен  шести  метрам.
На  полюсе  электромагнита  могли  бы  разместиться  60  че¬
ловек.  Во  время  работы  фазотрона  вход  в  главный
зал  воспрещен,  так  как  там  появляются  вредные  для  здо¬
ровья  излучения.  Железобетонные  стены  и  специальные
двери  защищают  обслуживающий  персонал  от  этих  излу¬
чений.
 Любой  химический  элемент  может  служить  мишенью
для  обстрела  ядерными  снарядами,  вылетающими  из  уско¬
рителя.  Количество  ядерных  реакций,  с  которыми  при¬
ходится  иметь  дело  ученым,  велико,  а  типы  таких  реак¬
ций  разнообразны.  Исследователи  в  зависимости  от  поста¬
вленной  задачи  изучают  взаимодействие  частиц,  наблю¬
дают  за  разрушением  атомных  ядер  и  т.  д.
 Огромная  заслуга  академика  В.  И.  Векслера  заклю¬
чается  в  том,  что  он  своим  открытием  расширил  возмож-
 181

ности  ускорительной  техники.  Энергия  заряженных
частиц  иа  существовавших  ускорителях  не  превышала
нескольких  десятков  миллионов  электронвольт.  На  фа¬
зотроне  она  доведена  до  сотен  миллионов  электронвольт.
 С  помощью  фазотронов  физики  стали  получать  искус¬
ственные  мезоны  и  довольно  детально  изучили  пи-мезоны,
которые  быстро  стали  столь  же  хорошо  знакомыми,  как
протоны  и  нейтроны.  В  семействе  пи-мезонов  насчиты¬
вается  теперь  три  частицы:  положительный,  отрицатель¬
ный  и  нейтральный  пи-мезоны.
 Пи-мезон  оказался  элементарной  частицей  ядерного
поля,  которая  скрепляет  в  атомном  ядре  как  заряженные,
так  и  нейтральные  частицы  в  весьма  устойчивую  систему.
 Открытие  пи-мезонов  было  огромным  триумфом  науки.
Найден  «ядерный  клей».  Стала  яснее  причина  необычной
прочности  атомного  ядра.  Дальше  уже  стоит  задача  изу¬
чить  этот  клей  и  найти  наиболее  легкие  методы  «расклеи¬
вания»  ядер  не  только  урана  и  плутония,  но  и  других  эле¬
ментов.  Над  этим  теперь  работают  ученые.
 Ученые  интересуются  сейчас  мезонами,  потому  что
именно  они,  -входя  в  состав  протонов  и  нейтронов,  обес¬
печивают  прочность  и  плотность  атомных  ядер.
 В  мезонах  кроется  разгадка  одной  из  глубочайших  тайн
природы,  перед  которой  стоит  сейчас  современная  физика.
 Гигантская  атомная  машина
 В  дни,  когда  на  фазотроне  советские  ученые  проводили
опыты  по  изучению  микромира  —  атома,  В.  И.  Векслер
с  группой  других  ученых  уже  занимался  созданием
в  городе  Дубна  гигантской  атомной  машины  —  синхро¬
фазотрона.  При  этом  был  использован  новый  принцип
ускорения  частицы,  открытый  академиком  Векслером
в  1944  году  и  названный  принципом  автофазировки.  В  чем
он  заключается?
 Академик  Векслер  доказал,  что  переменное  ускоряю¬
щее  электрическое  поле  с  периодом  Т0  обладает  свойством
заставлять  частицу  двигаться  по  орбите  с  периодом  Г,
в  среднем  равным  или  кратным  периоду  Г0.  Это  и  назы¬
вается  автофазировкой,  т.  е.  динамической  устойчивостью
движения  частицы  вдоль  своей  орбиты.  Автофазировка
приводит  к  тому,  что  частицы  в  среднем  обращаются  син¬
хронно  с  изменением  ускоряющего  поля.
 182

Принцип  автофазировки  оказался  применимым  ко  всем
циклическим  ускорителям  и  позволил  увеличить  энергию
частиц  до  миллиардов  электронвольт!  Но  нужно  ли  это?
Нужно.
 Оказывается,  чем  глубже  проникали  ученые  в  недра
микромира,  тем  больше  выявлялась  сложность  его  строе¬
ния,  тем  больше  возникало  загадок.  С  вводом  в  действие
мощных  ускорителей  элементарных  частиц  стало  насчиты¬
ваться  намного  больше.  Это  различного  типа  нейтральные
и  заряженные  мезоны  и  другие  частицы.  Частицы  на  син¬
хрофазотроне  наделяются  энергией,  равной  средней  энер¬
гии  частиц  космического  излучения.  С  помощью  такой  энер¬
гии  удается  получать  теперь  не  только  частицы,  но  и  анти¬
частицы.
 Теоретический  анализ  показывал,  что  при  энергии
ядерных  снарядов  в  6  и  более  миллиардов  электронвольт
удастся  получить  протон,  несущий  отрицательный  заряд
электричества,  так  называемый  антипротон.  И  он  дей¬
ствительно  был  получен  американскими  учеными.
 Микромир  полон  загадок.  Разгадывая  их,  мы  познаем
и  макромир  —  Вселенную.  И  невольно  проникаешься  ува¬
жением  к  тому  маленькому  объекту,  изучением  которого
заняты  дубненские  ученые,—  к  ядру  атома.  Ради  позна¬
ния  тайн,  скрытых  в  этом  микромире,  здесь  создан  инсти¬
тут  ядерных  исследований  —  целый  город  с  многочислен¬
ным  населением.  Ученые  института  вооружены  мощнейшей
техникой.  Их  лаборатории  оснащены  циклопическими
установками,  потребляющими  энергию  в  таком  количестве,
которого  хватило  бы  для  обеспечения  большого  города.
 14  апреля  1957  г.  новая  гигантская  атомная  машина
была  пущена  в  эксплуатацию.
 Циклопический  прибор  физиков  —  синхрофазотрон  —
расположен  в  громадном  круглом  здании.  Стоя  на  корпу¬
се  кольцевого  магнита,  имеющего  диаметр  свыше  60  мет¬
ров,  поражаешься  совершенству  инженерного  искусства.
Магнит  синхрофазотрона  весит  36  000  тонн,  иными  сло¬
вами,  он  тяжелее,  чем  современный  линейный  корабль.
Устанавливался  этот  магнит  на  песчаном  грунте,  при  этом
точность  его  установки  должна  была  соблюдаться  до  долей
миллиметра.
 Камера  синхрофазотрона,  в  которой  разгоняются
протоны,  имеет  длину  около  200  метров  и  объем  160  куб.
метров.  Движению  ускоряемых  в  ней  частиц  не  должны
 183

мешать  молекулы  воздуха.  Это  достигается  непрерывной
работой  56  мощных  вакуум-насосов,  дающих  разрежение,
равное  миллиардным  долям  атмосферы.  Подобное  разреже¬
ние  имеется  в  природе  лишь  в  самых  верхних  слоях  атмо¬
сферы.
 В  сооружении  синхрофазотрона  принимали  участие
многие  заводы  Советского  Союза.  Это  плод  творческого
труда  большого  коллектива  ученых,  инженеров,  техников
и  рабочих  самых  разнообразных  специальностей.
 Теоретическую  основу  для  создания  синхрофазотрона
заложили  работы  советских  физиков  А.  А.  Коломенского,
М.  С.  Рабиновича  и  других.  Спроектировал  электромаг¬
нит,  вакуумную  камеру  и  электрическую  подстанцию  кол¬
лектив,  работавший  под  руководством  |  Д.  В.  Ефремова,  |
Е.  Г.  Комара,  Н.  А.  Моносзона,  А.  М.  Столова  и  других
специалистов.
 Задачи,  связанные  с  автоматическим  управлением
всеми  процессами  режима  ускорения  частиц,  были  успеш¬
но  решены  академиком  А.  Л.  Минцем,  С.  М.  Рубчин-
ским,  Ф.  А.  Водопьяновым  и  многими  специалистами
Радиотехнического  института  Академии  наук  СССР  и  ряда
заводов.
 Исследовательская  работа,  проводившаяся  под  руко¬
водством  В.  А.  Петухова  и  Л.  П.  Зиновьева,  позволила
увеличить  интенсивность  пучка  ускоряемых  частиц.  Эта
работа  обеспечила  возможность  широкого  развития  физи¬
ческих  исследований.
 Всем  названным  создателям  синхрофазотрона  во  главе
с  академиком  В.  И.  Векслером  присуждена  Ленинская
премия.
 Наука  и  техника  дали  человечеству  великую  силу.  Она
может  быть  использована  для  всеобщего  блага.  Эта  же
сила,  употребленная  во  зло,  может  привести  к  уничтоже¬
нию  множества  людей.
 Во  имя  всеобщего  блага  советское  правительство  пере¬
дало  всю  мощную  ядерную  технику,  имеющуюся  в  г.  Дуб¬
не,  Объединенному  институту  ядерных  исследований.
В  состав  этого  института  входят  представители  12  социа¬
листических  государств.  Объединенному  институту  ядер¬
ных  исследований  переданы  Институт  ядерных  про¬
блем  Академии  наук  СССР  с  фазотроном  и  Электрофизи¬
ческая  лаборатория  Академии  наук  СССР  с  синхрофазо¬
троном.
 184

Теперь  учейые  разных  стран  производят  в  институте
теоретические  и  экспериментальные  исследования,  выяв¬
ляя  возможности  использования  атомной  энергии  в  мир¬
ных  целях.
 Город  Дубна  превратился  в  международный  центр
исследований  по  ядерной  физике.  Институт  посещают  уче¬
ные  Соединенных  Штатов  Америки,  Англии,  Италии,  Фран¬
ции,  Финляндии,  Югославии,  Индии,  Канады,  Норвегии,
Австралии,  Голландии  и  других  стран.
 Накопленный  в  Советском  Союзе  опыт  позволил  перей¬
ти  к  разработке  проектов  еще  более  мощных  ускорителей
для  ядерных  частиц.  В  настоящее  время  ведется  работа
по  сооружению  ускорителя,  рассчитанного  на  получение
протонов  с  энергией  в  50—60  миллиардов  электронвольт.
Диаметр  его  равен  472  метра,  т.  е.  немного  меньше  пол¬
километра.
 Академик  В.  И.  Векслер  сообщает,  что  можно
создать  ускоритель  на  300  миллиардов  электронвольт.
 Новая  ядерная  техника  ускорит  раскрытие  секретов
природы  микромира.  А  в  малом  кроется  разгадка  вели¬
кого.  Познавая  взаимосвязь  элементарных  частиц,  чело¬
век  постепенно  раскроет  тайны  происхождения  планет,
поймет  закономерности  движения  миров,  познает  эволю¬
цию  вещества  во  Вселенной.
 Сверхмикроскопическая  вселенная
 Полвека  назад  большинство  ученых  рассматривало
атомы  как  неделимые  шарики,  теперь  даже  школьник  мо¬
жет  нарисовать  модель  этой  сверхмикроскопической  все¬
ленной.  Иное  дело  ядро  атома.  Его  строение  не  совсем
ясно  пока  даже  самим  ученым.
 Как  же  распределен  заряд  в  ядре?
 Если  представить  себе  ядро  в  виде  капли  жидкости,
тогда  следует  сделать  вывод,  что  заряд  в  нем  распределен
равномерно.  Но  это  не  так!  Теоретические  расчеты  пока¬
зывают,  что  плотность  заряда  в  ядре  неодинакова.  В  цент¬
ре  она  наибольшая,  а  у  границ  ядра  равна  нулю.  То  же
подтвердили  и  эксперименты.
 Вы  спросите,  как  удалось  это  узнать?  Представьте  себе,
что  производится  обстрел  из  пулемета  деревянной  мише¬
ни,  центр  которой  сделан  из  броневой  стали.  После  ряда
пулеметных  очередей  мы  подошли  к  ней  и  увидели:  центр
 185

мишени  пробоин  не  имеет,  периферия  же  вся  изрешечена.
По  силе  бронебойности  пуль  и  по  картине,  нарисованной
пробоинами,  можно  заключить  о  форме  пуленепробивае¬
мой  части  мишени.
 В  атоме  «стальной  броней»  оказалось  ядро.  От  него
тоже  отскакивают  и  рассеиваются  «пули»,  только  пули
необычные  —  электронные  частицы.
 Исследования  показывают,  что  атомные  ядра  элемен¬
тов  имеют  внутри  ядра  ярко  выраженное  сгущение,
которое  окружено  менее  плотной  оболочкой.  Размеры
плотной  сердцевины  ядра  у  разных  атомов  неодинаковы,
но  оболочка  у  всех  имеет  одну  и  ту  же  толщину.  Вполне
законен  вопрос:  а  как  удалось  все  это  измерить?
 Собственно  говоря,  вы  тоже  можете  проделать  опыт,
аналогичный  тому,  который  совершили  ученые.
 В  яркий  солнечный  день  завесьте  в  комнате  окна,
чтобы  была  полная  темнота.  Затем  впустите  внутрь  ком¬
наты  через  круглое  отверстие  солнечный  луч.  На  стене
или  на  белом  экране  этот  луч  образует  светлое  пятно,
окруженное  темными  и  светлыми  кольцами.  Измерив  рас¬
стояние  между  кольцами,  можно  вычислить  диаметр
отверстия,  через  которое  прошел  луч  света  и  наоборот.
 Описанный  опыт,  конечно,  отличается  от  опыта  уче¬
ных,  исследовавших  строение  атомного  ядра,  но  сущность
его  примерно  та  же.  Физики  просвечивали  дырочки  в  межъ¬
ядерном  пространстве  не  световыми  лучами,  а  электро¬
нами.  Ускоритель,  на  котором  получают  электронные  лучи,
«выстреливает»  их  по  шестьдесят  залпов  в  секунду.  Каж¬
дый  залп  длится  миллионную  долю  секунды  и  содержит
около  10  миллиардов  электронов.
 При  просвечивании  ядер  электронным  лучом  на  экра¬
не  получается  своеобразная  картина.  По  «узорам»,  нари¬
сованным  электронами,  высчитываются  потом  размеры
просветов  между  ядерными  частицами.
 «Атомы»  о  атоме
 Успехи,  достигнутые  в  области  использования  элект¬
ронных  лучей  для  определения  величины  и  формы  заряда
атомного  ядра,  говорили  за  то,  что  с  помощью  электронов
можно  заглянуть  и  в  протон.  Исследования  по  рассеянию
электронов  на  водороде  показали,  что  плотность  заряда
протона  наибольшая  в  центре,  а  к  краям  она  плавно
 186

убывает.  Это  свидетельствовало  о  сложном  строении  ядер-
ной  частицы,  считавшейся  наипростейшей  —  элемен¬
тарной.
 Так,  «прощупывая»  заряд  зарядом,  т.  е.  обстреливая
протоны  электронами,  узнали,  что  заряд  в  протоне  рас¬
положен  неравномерно.  В  центральной  части  сосредото¬
чена  необычайно  плотная  сердцевина  —  керн,  несущий
положительный  заряд  электричества.  Керн  окружен  ме-
зонным  облачком,  несущим  отрицательный  заряд.  Мезоны
имеют  массу  большую,  чем  у  электрона,  но  меньшую,  чем
у  протона.  В  протоне  керн  вращается  вокруг  собственной
оси,  а  возникающее  время  от  времени  мезонное  облачко
обращается  вокруг  керна.  В  целом  система  ведет  себя  как
положительно  заряженная.
 Открыт  «Сатурн»  в  центре  атома!
 По  аналогии  можно  полагать,  что  и  у  нейтрона  цент¬
ральная  часть  окружена  мезонным  облачком.  Это  облачко
какую-то  часть  времени  несет  на  себе  заряд,  в  целом  же
система  нейтральна.
 Очень  сложна  структура  элементарных  частиц.  Трудно
продвигаться  в  глубь  их.  Во  всяком  случае  не  легче,  чем
астрономам,  которые  изучают  далекие  глубины  Вселенной.
Однако  проникновение  в  недра  микромира  обещает  дать
много  нового  и  интересного.
 Глава  16
В  АТОМАХ-ТАЙНЫ  МИРОЗДАНИЯ
 Г  ипероны
 Лет  десять  тому  назад  физики  открыли  частицы,  в  ка¬
кой-то  мере  родственные  протону  и  нейтрону.  Эти  частицы
назвали  гиперонами,  что  в  переводе  означает  преувеличен¬
ные.  Масса  этих  частиц  примерно  на  одну  четверть  больше
массы  протона.  Гиперон  живет  около  10”10  секунды,  после
чего,  выбрасывая  одну  или  две  легкие  частицы—пи-мезо¬
ны,—  превращается  в  обычный  протон  или  нейтрон.
 У  гиперонов  есть  двойники  —  антигипероны.
 Физики  всего  мира  ждут  сейчас  новых  сведений  о  гипе¬
ронах.  Эти  частицы  можно  получить  на  ускорителях,
придающих  энергию  заряженным  частицам  в  несколько
миллиардов  электропвольт.
 187

В  марте  1960.  г.  советские  ученые  опубликовали  сооб¬
щение  о  том,  что  ими  открыта  новая  элементарная  части¬
ца  —  анти-сигма-минус-гиперон.  Получена  она  на  синхро¬
фазотроне  в  г.  Дубна.  Масса  ее  примерно  равна  2300  элект¬
ронным  массам.
 Время  жизни  данной  античастицы  составляет  одну
десятимиллиардную  долю  секунды.  Спустя  такой  проме¬
жуток  времени  она  распадается  на  антинейтрон  и  поло¬
жительно  заряженный  пи-мезон.
 По  словам  директора  Объединенного  института  ядер-
ных  исследований  члена-корреспондента  Академии  наук
СССР  Д.  И.  Блохинцева,  открытие  этой  частицы  внесло
новый  существенный  вклад  в  представление  ученых  о  мире
элементарных  частиц.  Вместе  с  тем  важно,  что  это  первый
случай  наблюдения  заряженного  антигиперона.
 Немного  времени  спустя  итальянские  ученые  Амальди,
Кастаньоли  и  Августа  Манфредини  открыли  еще  одну
частицу  —  анти-сигму-плюс-гиперон.  Она  несколько  лег¬
че  своей  дубненской  «сестры»  и  в  отличие  от  нее  несет  от¬
рицательный  заряд  электричества.
 Большое  внимание,  уделяемое  сейчас  гиперонам,  объяс¬
няется  тем,  что  физики  ожидают  найти  с  их  помощью
ключ  к  разгадке  ряда  засекреченных  природой  тайн.
 Одна  из  таких  тайн  —  это  строение  ядерных  частиц,
где  гиперон,  как  полагают  некоторые,  входит  в  структуру
керна,  и  другая  —  это  строение  сверхплотных  звезд.
 Несколько  лет  назад  советский  ученый  Л.  Д.  Ландау
дал  объяснение  одному  загадочному  явлению  в  звездном
мире,  а  именно  среди  звезд  имеются  такие,  которые  обла¬
дают  массой,  равной  массе  Солнца,  а  размеры  их  не  пре¬
вышают  размера  Земли.  Академик  Ландау  считает,  что
такие  сверхплотные  звезды  состоят  из  вещества,  сжатого
силами  тяготения  до  плотности  атомного  ядра.
 В  настоящее  время  в  связи  с  изучением  роли  гиперонов
в  атомном  ядре  советские  ученые  В.  А.  Амбарцумян  и
Г.  С.  Саакян  развили  ранее  предложенную  академиком
Амбарцумяном  гипотезу  о  том,  что  колыбелью  звезд  яв¬
ляется  вещество,  находящееся  в  состоянии  чрезвычайного
уплотнения.
 В  современной  трактовке  эта  гипотеза  выглядит  так:
звезды  типа  «белых  карликов»  не  являются  пределом  сгу¬
щения  вещества  во  Вселенной,  хотя  вес  кубического  сан¬
тиметра  вещества  таких  карликов  достигает  10  миллиар-
 188

дов  тонн.  Наибольшей  плотности  вещество  достигает  в  так
называемых  гиперонных  звездах,  монолитность  которых
такая  же,  как  керна  в  протоне.  Гиперонный  ком  в  усло¬
виях  чудовищного  сжатия  приобретает  устойчивость  и
может  в  отличие  от  гиперонов  существовать  сравнительно
очень  долго.
 Сила  тяготения  на  гиперонной  звезде,  имеющей  попе¬
речник  около  километра,  в  десятки  миллиардов  раз  боль¬
ше,  чем  на  Земле.
 Через  определенный  промежуток  времени  гиперонная
звезда  взрывается  и  дает  начало  рождению  звезд  обычного
эволюционного  ряда.
 В  свете  сказанного  напрашивается  следующая  догадка.
Звезды  типа  «белых  карликов»  —  это  «трупы»  обычных
звезд.  Гиперонные  же  звезды  являются  дальнейшей  сту¬
пенью  в  эволюции  звездного  вещества.
 Таким  образом,  можно  полагать,  что  круговорот  мате¬
рии  в  Космосе  начинается  с  гиперонных  звезд  и,  получив
развитие,  заканчивается  ими  же.
 Маленький  нейтрон
 В  природе  существуют  два  процесса,  которые  сопро¬
вождаются  «освобождением»  энергии  атомного  ядра.  Пер¬
вый  —  атомосозидающий  —  энергия  его  поддерживает
жизнь  звезд.  Второй  —  атоморазрушающий  —  это  ра¬
диоактивный  распад.
 И  в  том,  и  в  другом  случаях  большую  часть  излучае¬
мой  энергии  уносят  частицы,  которые  названы  нейтрино.
Настало  время  рассказать  о  них.
 С  1931  г.  физики  уже  ожидали  открытия  этой  частицы.
Существование  ее  подсказал  швейцарский  физик  Паули,
а  вместе  с  ним  и  итальянский  физик  Ферми.  Ученые  зани¬
мались  исследованием  процесса  радиоактивного  распада,
именуемого  бета-распадом.  В  этом  процессе  продукты  рас¬
пада  всегда  уносили  меньше  энергии,  чем  требовалось  по
расчету.  Бета-радиоактивность  характеризуется  тем,  что
внутри  атомного  -  ядра  нейтрон  самопроизвольно  испу¬
скает  бета-частицу  и  превращается  в  протон.  Но  про¬
тон  и  электрон,  вместе  взятые,  обладают  массой  примерно
на  1,5  электронной  массы  меньше,  чем  масса  нейтрона.
 Где  же  теряется  часть  энергии?  Может  быть,  ее  уно¬
сит  какая-то  неведомая  еще  частица?
 189

Физики,  убежденные  в  правильности  своих  вычис¬
лений,  не  поколебались  «возбудить»  жалобу  против  неиз¬
вестного.  Ферми  назвал  его  нейтрино,  что  в  переводе
с  итальянского  языка  означает  маленький  нейтрон.
 Исследователи  заявили,  что  незнакомец  уносит  с  со¬
бой  большую  порцию  энергии,  выделяющуюся  при  бета-
распаде.  Не  видя  ни  разу  похитителя  энергии,  Энрико
Ферми  и  Вольфганг  Паули  на  основании  только  анализа
поступков  «вора»  нарисовали  основные  черты  его  инди¬
видуальности:  эта  частица  должна  быть  лишена  электри¬
ческого  заряда  и  иметь  совсем  ничтожную  массу.
 Итак,  нейтрино  наделен  некоторыми  свойствами  и
с  этих  пор  он  был  способен  объяснять  явления,  до  этого
необъяснимые  в  ядерной  физике.  Многие  физики  продол¬
жали  относиться  к  нейтрино  более  чем  скептически,  нахо¬
дя  доводы  о  его  существовании  слишком  «легковесными».
 Шло  время.  Постепенно  физики  свыклись  с  гипотетиче¬
ской  частицей,  поскольку  она  объясняла  ряд  явлений,  без
нее  непонятных.  Однако  сама  частица  существовала  толь¬
ко  в  виде  «привидения».
 Наконец,  американские  исследователи  решились  орга¬
низовать  настоящую  экспедицию  для  поимки  нейтрино.
Для  физиков  эта  экспедиция  была  столь  же  загадочным
мероприятием,  сколь  для  любознательного  населения  —  эк¬
спедиция  на  поиски  снежного  человека!
 Ловля  нейтрино  сопряжена  была  с  огромными  труд¬
ностями,  так  как  частица  проникала  через  самые  немысли¬
мые  толщи  вещества,  оставаясь  неизменной,  и  вследствие
этого  не  оставляла  в  нем  никакого  следа.
 Сто  триллионов  нейтрино  ежесекундно  пронизывают
тело  каждого  из  нас,  но  лишь  один  нейтрино  за  всю  нашу
жизнь  прореагирует  в  теле  с  веществом.  Отсюда  понятна
и  сложность  поимки  неуловимого  нейтрино  и  заслуга  аме¬
риканских  ученых,  добившихся  результатов  в.  этом  на¬
правлении.

Интересен  сам  эпизод  «поимки»  нейтрино.
 Ловля  нейтрино  требовала,  чтобы  приборы  для  наблю¬
дений  не  подвергались  воздействию  других  частиц,  так
как  это  могло  бы  замаскировать  изучаемое  явление.  Их
окружили  огромными  свинцовыми  и  другими  экранами,
задерживающими  любые  частицы  и  в  особенности  косми¬
ческие  лучи.  Что  же  касается  нейтрино,  то  ему  нипочем
все  эти  заслоны.
 В  центре  установки  поместили  бассейн  с  сотнями  лит¬
ров  воды,  в  которой  растворена  была  соль  кадмия.  Прин¬
цип  обнаружения  нейтрино  основывался  на  следующем
факте:  нейтрон  может  излучить  электрон  и  нейтрино,  пре¬
вращаясь  в  протон,  и,  наоборот,  протон  способен  погло¬
тить  нейтрино  и'  вновь  образовать  нейтрон,  выделяя  при
этом  позитрон.
 Предполагалось,  что  на  миллиард  миллиардов  ней¬
трино,  излучаемых  ежесекундно  ядерным  реактором  в  на¬
правлении  установки,  найдется  хоть  один,  который  даст
себя  «соблазнить»  протонам,  составляющим  ядро  водо¬
рода  в  молекуле  воды.
 Вступив  в  реакцию  с  протоном,  нейтрино  порождает
нейтрон  и  позитрон.  Позитрон  сталкивается  на  своем
пути  в  жидкости  с  атомами  и  дает  вспышку.  Пропутешест¬
вовав  1—2  см  за  время,  равное  одной  стомиллиардной
доли  секунды,  позитрон  теряет  энергию  и,  соединившись
с  электроном,  аннигилирует,  т.  е.  рассеивается,  на  два
луча  в  противоположных  направлениях.  Эти  лучи  дают
начало  двум  новым  вспышкам  в  светящейся  жидкости.
Если  реакция  протекает  согласно  предусмотренному  плану,
то  обнаружение  «похитителя»  энергии  при  бета-распаде
гарантировано.
 Успех  компенсировал  настойчивые  усилия  американ¬
ских  исследователей.  В  первый  день  им  удалось  захватить
в  плен  2—3  нейтрино.  Затем,  усовершенствовав  свой  при-

бор,  они  уже  ловили  по  одному  нейтрино  в  час,  а  потом
даже  по  одному  нейтрино  в  минуту.
 К  месту  будет  сказать,  что  идея  опыта  по  обнаружению
нейтрино  принадлежит  советскому  физику  А.  И.  Лейпун-
скому.
 Так  частица-«привидение»  окончательно  покинула
область  гипотезы,  чтобы  вступить  в  область  реальности.
 А  пока  физики  изучают  свойства  нейтрино,  астрономы
думают  о  том,  как  положить  новую  частицу  в  основу  ново
го  раздела  своей  науки.
 Единственными  излучениями  из  мирового  простран¬
ства,  которые  человек  до  сих  пор  изучал,  были  видимый
свет,  микрорадиоволны  и  космические  лучи.  Но  к  нам
летят  еще  и  потоки  нейтрино,  неся  сведения  о  всей  Все¬
ленной.
 Французский  физик  Жак  Саломон  произвел  расчеты,
из  которых  следует,  что  нейтрино  способен  без  задержки
пролететь  сквозь  всю  Вселенную.  Если  бы,  говорит  он,
где-нибудь  во  Вселенной  существовала  свинцовая  стена
толщиною  в  световой  год,  то  и  она  была  бы  бессильна  оста¬
новить  нейтрино.
 Астрономы  надеются  узнать  по  нейтринному  излуче¬
нию  часть  сведений  о  процессах  в  мироздании,  где  нейтри¬
но  родились.
 Нет  ничего  невозможного  в  том,  что  когда-нибудь
удастся  исследовать  ядерные  реакции,  идущие  непосред¬
ственно  в  центре  Солнца  или  звезд,  по  испускаемым  ими
нейтрино.
 Ядерная  химия
 Чем  больше  познают  ученые  структуру  частиц,  тем
величественнее  преобразования,  осуществляемые  ими
с  веществом.
 Еще  недавно  слова  «научное  открытие»  означали  поз¬
нание  того,  что  существует  в  природе.  Ныне  под  этими
словами  часто  подразумевается  создание  того,  чего  в  при¬
роде  нет.  Яркими  примерами  такого  качественно  нового
этапа  в  науке  могут  служить  в  химии  —  многоликий  мир
синтетических  материалов,  а  в  физике  —  созданные  син¬
тетические  трансурановые  элементы.
 Расчленив  атомы  на  составляющие  части,  физики  дока¬
зали,  что  и  с  атомами  и  с  атомными  частицами  можно  про-
 192

МэвоДи^ь  йс^усбтвенные  преобразования.  Им  удалось
создать  новые  элементы,  которых  нет  в  земной  коре.  Они
превращают  одни  элементы  в  другие  и  создают  большое
количество  искусственных  радиоактивных  элементов.
 Кто  знает,  какие  сюрпризы  принесут  нам  элементы,
которые  будут  созданы  в  дальнейшем!  Но  то,  что  уже  дала
ядерная  химия,  трудно  переоценить.
 В  природе  насчитывается  около  280  изотопов  химиче¬
ских  элементов.  Но  среди  них  всего  лишь  несколько  обла¬
дают  радиоактивностью:  радий,  торий  и  другие.  Искус¬
ственным  же  путем  создано  уже  больше  1000  радиоактив¬
ных  изотопов  химических  элементов.
 Все  простые  вещества  в  природе  (водород,  кислород,
медь,  железо,  ртуть,  золото  и  другие)  имеют  в  атомных
ядрах  неодинаковое  количество  протонов  и  нейтронов.
Следовательно,  добавляя  к  ядрам  или  отнимая  у  них  про¬
тоны  и  требуемое  число  нейтронов,  можно  превращать  один
химический  элемент  в  другой.
 Подобно  тому  как  химики  превращают  одно  вещество
в  другое,  физики  осуществляют  сейчас  разнообразные
превращения  атомов.
 Азот,  например,  они  переводят  в  кислород,  углерод  —
в  бериллий.  Атомы  алюминия  могут  быть  по  желанию  ими
превращены  в  фосфор,  магний  или  кремний,  а  атомы  крем¬
ния,  в  свою  очередь,  опять  в  алюминий.  Из  одного  атома  ме¬
талла  лития  легко  получаются  два  атома  газообразного  ве¬
щества  —  гелия.  В  настоящее  время  металл  калий  превра¬
щают  в  газ  аргон,  гелий  —  в  цинк,  йод  —  в  ксенон,  бром—
в  криптон,  фосфор  —  в  кремний,  церий  —  в  барий,
барий  —  в  лантан,  лантан  —  в  церий,  рубидий  —  в  строн¬
ций,  стронций  —  в  иттрий,  иттрий  —  в  цирконий
И  т.  д.
 То,  что  некогда  было  мечтой  алхимиков,  стало  реаль¬
ностью  в  наши  дни.  Только  современные  ученые  ищут
в  ядерных  реакциях  не  золото,  а  нечто  более  ценное.  Они
не  из  ртути  «делают»  золото,  а  наоборот,  ртуть  из  золота,
но  если  потребуется,  то  смогут  получать  и  золото.
 Недалеко,  пожалуй,  и  то  время,  когда  редкие  металлы
и  элементы  будут  добываться  не  из  недр  земной  коры,  а
изготовляться  в  специальных  аппаратах  путем  превраще¬
ния  одних  химических  элементов  в  другие.
 В  тот  же  день,  когда  в  лаборатории  будет  воспроизве¬
дено  в  макроскопических  масштабах  «мезонное»  поле,
 13  А.  •  Вуяно*
 193

управляющее  ядерными  силами,  мы  сможем  манипулиро¬
вать  нейтронами  так  же  свободно,  как  сейчас  манипули¬
руем  заряженными  частицами.  Тогда  можно  будет  полу¬
чать  в  любом  количестве  любые  элементы.
 С  применением  ядерной  артиллерии  открылась  воз¬
можность  получать  элементы,  которые  редко  встречаются
или  вовсе  отсутствуют  в  природе.
 Ядерные  снаряды  позволили  расширить  таблицу
Д.  И.  Менделеева,  пополнить  ее  новыми,  трансурановыми,
элементами:  нептунием,  плутонием,  америцием,  кюрием,
берклием,  калифорнием,  фермием,  эйнштейнием,  менде¬
левием,  и  элементом  за  №  102,  который  назван  нобелием.
 Когда  в  1940  г.  американские  физики  Э.  Мак-Миллан
и  Ательсон  синтезировали  первый  трансурановый  эле¬
мент  №  93,  то  его  решили  назвать  нептунием,  так  как
в  солнечной  системе  поблизости  от  планеты  Уран  находится
планета  Нептун.
 «Родился»  нептуний,  подобно  фаустовскому  гомунку¬
лусу,  в  химической  колбе.  Только  Фауст  «варил»  своего
гомункулуса  из  каких-то  неведомых  жидкостей,  а  непту¬
ний  добыт  в  результате  облучения  нейтронами  азотнокис¬
лого  уранила.  В  составе  этой  соли  имеются  атомы  урана,
содержащие  92  протона  и  146  нейтронов.  Если  в  такой  атом
попадает  нейтрон,  то  в  результате  ядерной  реакции  появ¬
ляется  нептуний  с  93  протонами  и  146  нейтронами.
 Синтезом  нептуния  ученые  доказали,  что,  идя  по  пути
создания  новых  химических  элементов,  можно  пополнять
природу  земного  шара  не  только  «временными»  жильцами,
но  и  «постоянными»*
 Планета  Плутон  тоже  находится  вблизи  Урана,  поэто¬
му  следующий  заурановый  элемент,  №  94,  синтезирован¬
ный  в  1940  г.  американским  физиком  Гленном  Сиборгом,
назвали  плутонием.  Синтезом  этого  элемента  открывается
новая  энергетическая  эра  —  эра  использования  ядерной
энергии.  В  1951  году  за  открытие  плутония  Сиборг  был
удостоен  звания  лауреата  Нобелевской  премии.
 Современные  химики  осуществляют  сейчас  работу
с  миллионными  долями  грамма,  достигая  при  этом  необ¬
ходимой  точности*
 Современные  физики  еще  более  тонкие  эксперимен¬
таторы.  Они  оперируют  в  своих  работах  с  атомами
 1  А  сейчас  уже  открыт  й  элемент  103  (лоуренсий).  *~~Прим.  рев.
194

и  атомными  частицами,  масса  которых  измеряется  бас¬
нословно  малой  величиной  —  9-10“28  граммов.  Время
жизни  некоторых  элементарных  частиц,  с  которыми  при¬
ходится  иметь  дело  физикам,  равно  10"15  секунды!
 Физика  и  химия  наделяют  человека  могущественными
средствами  познания  секретов  природы.  Ведомые  единой
матерью  всех  наук  —  математикой,—  эти  науки  в  наши
дни  приобрели  особое  очарование.  Они  озаряют  горизон¬
ты  грядущего  и  помогают  фантастам  и  философам  узреть
фрагменты  картин  изумительного  будущего.
 Уран-238  при  облучении  его  ядрами  атомов  гелия  пре¬
вращается  в  трансурановый  элемент  №  95,  получивший
название  америций.  Он  имеет  в  ядре  95  протонов  и  146  нейт¬
ронов.  Америций  получен  в  1944  году  Гленном  Сиборгом.
 Новый  химический  элемент  №  96,  синтезированный
Г.  Сиборгом,  получил  название  кюрий,  в  честь  великого
польского  ученого  Марии  Склодовской  —  Кюри.  Кюрий
образуется  в  результате  облучения  плутония  ядрами  ато¬
мов  гелия.  Сиборгом  же  синтезированы  берклий  (№  97)
и  калифорний  (№  98).
 Для  синтеза  еще  более  тяжелых  химических  элементов
применены  были  «крупнокалиберные»  ядерные  снаряды.
 В  1954  году  американский  ученый  А.  Гиорсо  опубли¬
ковал  работу,  в  которой  сообщалось  о  получении
элементов  №  99  и  №  100,  названных  эйнштейнием  и  фер¬
мием.  Эти  элементы  получены  были  обстрелом  урановой
мишени  на  циклотроне  ядрами  атомов  азота  и  кислорода.
Количество  полученного  фермия  и  эйнштейния  исчисля¬
лось  тогда  не  килограммами  и  даже  не  граммами,  а  пра¬
вильнее  сказать,  атомами.  В  грамме  эйнштейния  могло  бы
вместиться  свыше  100  секстиллионов  (цифра,  имеющая
23  нуля)  атомов.  Приготовлено  же  было  его  несколько
десятков  тысяч  атомов.
 30  апреля  1955  года  на  заседании  Американского  фи¬
зического  общества  было  сообщено,  что  профессор  Кали¬
форнийского  университета  Гленн  Сиборг  вместе  с  сотруд¬
никами  получил  новый  синтетический  элемент  №  101.
Американский  ученый  назвал  его  менделевием  в  честь
великого  русского  химика  Дмитрия  Ивановича  Менде¬
леева.  Этот  элемент  был  получен  бомбардировкой  альфа-
частицами  одного  из  изотопов  эйнштейния.
 В  1957  году  получен  был  элемент  №  102.  В  его  созда-.
нии  принимали  участие  советские  ученые  во  главе  с  чле-
 13*  195

ном-корреспондентом  Академии  наук  СССР  Г.  Н.  Фле¬
ровым,  а  также  американские  ученые  во  главе  с  Гленном
Сиборгом.
 Где  же  последняя  клетка  в  таблице  химических  эле¬
ментов?  Ответ  на  этот  вопрос  дает  периодический  закон
Менделеева.  Этот  закон  указывает,  что  после  элемента
№  103  должен  начаться  новый  ряд  под  номерами  от  104
до  118.  Он  позволяет  предсказать  свойства  даже  не  откры¬
тых  еще  элементов.
 Предел  усложнения  химических  элементов  лежит  где-то
возле  клетки  с  номером  137.
 Завершится  ли  система  химических  элементов  после
того,  как  клетки  ее  будут  заполнены  всеми  возможными
элементами?  На  этот  вопрос  следует  ответить  отрицатель¬
но,  потому  что  таблица  может  неограниченно  развиваться
не  только  в  сторону  более  высоких  порядковых  номеров,
но  и  в  сторону  «отрицательных»  порядковых  номеров.
Имеется  в  виду  заполнение  таблицы  Менделеева  анти¬
атомами.
 Античастицы
 1932  год  начался  для  физиков  более  или  менее  спокой¬
но.  Строение  атомов,  как  думали  некоторые,  выяснилось,
а  именно:  считали,  что  центральная  часть  атома  —  ядро  —
состоит  из  протонов  и  нейтронов,  периферийная  же  —  из
электронов.  Все,  казалось,  стало  на  свои  места.  Но
вдруг  произошло  событие,  которое  взволновало  ученый
мир.
 Молодой  английский  физик  Поль  Дирак,  исследуя
выведенное  им  в  1927  г.  уравнение  движения  электрона,
обратил  внимание  на  то,  что  оно  имеет  два  решения  —
одно  со  знаком  плюс,  а  другое  со  знаком  минус.  Можно
было  бы  просто  отбросить  решение  с  отрицательным  зна¬
ком,  как  это  обычно  делается,  но  Дирак  не  пошел  на  это.
 В  изучении  мира  малых  частиц  огромная  роль  принад¬
лежит  математике.  То,  что  невидимо  и  неощутимо,  ста¬
новится  реальным,  когда  физические  явления  облекаются
в  математические  формулы.
 Дирака  осенила  смелая  мысль:  в  природе,  решил  он,
помимо  электронов,  должны  существовать  еще  другие,
аналогичные  электронам  частицы,  но  только  не  с  отрица¬
тельным,  а  с  положительным  электрическим  зарядом.
 196

Когда  об  этом  он  заявил  в  печати,  мало  кто  поверил
в  его  предположение.  Однако  дерзкая  идея  заставила  мно¬
гих  задуматься.
 — 	Неужели  Дирак  на  «кончике  пера»  открыл  новую
«планету»  микромира?  —  рассуждали  ученые.  В  свое
время  математика  обнаружила  такие  возможности.
В  1845  г.  французский  астроном  Леверье,  анализируя
движение  планеты  Уран,  предсказал,  что  в  составе  сол¬
нечной  системы  должна  быть  еще  одна  планета.  И  ее
вскоре  обнаружили.  Она  получила  название  Нептун.
 Прошел  год.  Никто  предсказанной  Дираком  частицы
не  открыл.  Прошел  еще  год,  другой  безрезультатных  поис¬
ков,  и  о  ней  стали  постепенно  забывать.  Как  вдруг...
 12  августа  1932  г.  ассистент  Калифорнийского  поли¬
технического  института  в  городе  Пасадена  Карл  Андерсон,
рассматривая  фотографии,  полученные  при  наблюдении
за  действием  космических  лучей,  обнаружил  на  пластинке
веерообразные  следы  частиц,  исходящих  из  одной  точки.
Некоторые  из  этих  частиц  магнит  отклонил  в  одну  сто¬
рону,  а  некоторые  —  в  противоположную,  т.  е.  одни  имеют
отрицательный,  а  другие  —  положительный  заряд  элект¬
ричества.  Исследовав  результаты  наблюдения,  ученый  убе¬
дился,  что  предсказание  Поля  Дирака  сбылось.
 — 	Положительные  электроны  действительно  суще¬
ствуют,—  передал  по  телефону  Андерсон  своему  учителю
Роберту  Милликену.
 Новоявленную  частицу  назвали  позитроном,  что  значит
позитивный,  т.  е.  положительный  электрон.  Частица
имеет  такую  же  массу  и  величину  заряда,  как  электрон.
 С  открытием  позитрона  физики  стали  по-новому  смот¬
реть  и  на  элементарные  частицы,  видя  в  них  не  нечто  неиз¬
менное,  а  более  сложную  материю.
 Если  бы  в  ливне  космических  лучей,  льющемся  на  Зем¬
лю,  не  существовало  частиц  с  энергией  больше  миллиона
электронвольт,  то  открыть  позитрон  было  бы  невозможно.
 Некоторые  радиоактивные  элементы  извергают  из
своих  недр  электроны,  но,  оказалось,  есть  и  такие,  кото¬
рые  выбрасывают  позитроны.
 Ядерное  превращение,  сопровождающееся  испуска¬
нием  отрицательных  частиц  —  электронов,—  называют
отрицательной  бета-радиоактивностью,  а  положительная
бета-радиоактивность  характеризуется  излучением  поло¬
жительно  заряженных  частиц  —  позитронов.
 197

Теория  Дирака  указывала,  что,  кроме  позитронов,
должны  существовать  в  природе  и  другие  античастицы,
антипротоны  и  антинейтроны.  Эти  частицы  ученые  безус¬
пешно  искали  почти  25  лет.  Масса  таких  частиц  велика
по  сравнению  с  массой  электрона.  Отсюда  следовало,  что
для  «рождения»  их  требовалась  энергия,  измеряемая  мил¬
лиардами  электронвольт,  а  частицы  с  такими  энергия¬
ми  наблюдались  только  в  космических  лучах.  Много  труда
было  потрачено  на  поиски  античастиц  в  космических  лучах,
и  все  оказалось  напрасным.  Некоторые  физики  стали  ду¬
мать,  что  антипротон  и  антинейтрон  —  мифические  ча¬
стицы,  что  они  порождены  игрой  математического  вообра¬
жения.
 Но  вот  в  США  в  городе  Беркли  построили  ускоритель,
дающий  частицы  с  энергией  шесть  миллиардов  электрон-
вольт,  и  американские  ученые  Э.  Сегре,  К.  Виганд  и
О.  Чемберлен  —  сотрудники  Института  атомных  иссле¬
дований  при  Калифорнийском  университете  —  получили
антипротоны.  Об  открытии  новой  частицы  скупые  на  ли¬
рику  ученые  возвестили  следующими  словами:
 «Призрак,  который  в  течение  четверти  века  преследо¬
вал  современную  физику,  наконец  появился:  открыт
антипротон».  Это  произошло  19  октября  1955  г.
 Открытие  антипротона  не  было  случайностью.  Размеры
и  масса  его  были  известны,  знакомы  были  его  особенности
и  даже  высчитано,  что  он  появится  в  тот  день,  когда  на
ускорителях  смогут  получить  частицы,  обладающие  энер¬
гией  около  шести  миллиардов  электронвольт.
 Действительно,  он  предстал  таким,  каким  его  ожидали.
И  стоило  только  ему  появиться,  как  он  оставил  след  в  спе¬
циально  созданной  для  него  ловушке  —  на  фотопленке.
 Фотография  следа  антипротона  в  виде  тоненькой  свет¬
лой  полоски  на  фотопластинке  —  это  прежде  всего  тор¬
жество  теории.
 В  сентябре  1956  г.  мир  был  оповещен  об  открытии  анти¬
нейтрона.  Оно  тоже  было  сделано  учеными  Калифорний¬
ского  университета.  Антинейтрон  образуется  при  сближе¬
нии  протона  и  антипротона.  В  момент  этого  сближения  обе
частицы  теряют  свой  заряд:  протон  превращается  в  нейт¬
рон,  а  антипротон  —  в  антинейтрон.
 Нейтрон  и  антинейтрон  отличаются  тем,  что  вращение
их  вокруг  своей  оси  (так  называемый  спин)  взаимопроти¬
воположно.
 193

Антиатомы  и  антивеществб
 Физики  при  исследовании  строения  микромиров  —
атомов  —  очутились  в  таком  же  положении,  в  какое  попа¬
ли  первые  путешественники  в  Австралии,  где  им  приш¬
лось  увидеть  много  «обратного»  тому,  что  было  на  других
материках.  Здесь  не  кукушки,  а  совы  куковали.  Лебеди
были  черные,  а  не  белые.  Там  нашли  даже  «птиц»,  кор¬
мящих  своих  детенышей  молоком.
 Раньше  физики  только  предполагали  существование
античастиц,  теперь  их  обнаружили.
 Вполне  возможно,  что  где-то  в  далеких  просторах  Все¬
ленной  могут  существовать  и  такие  миры,  где  оболочки
атомов  построены  не  из  электронов,  а  из  позитронов,  где
атомные  ядра  содержат  вместо  протонов  антипротоны.
Будет  ли  вещество  из  антиатомов  отличаться  по  своим
свойствам  от  обычного?
 Ядро  антиэлемента  должно  быть  составлено  из  анти¬
протонов  и  антинейтронов.  Следовательно,  ядро  антиэле¬
мента  несет  отрицательный  электрический  заряд  и  окруже¬
но  облаком  положительно  заряженных  частиц  —  позитро¬
нов.  В  целом  система  электрически  нейтральна.  По  своим
свойствам  антиатомы  как  будто  не  должны  отличаться  от
обычных  атомов.
 Если  бы  мы  имели  какое-то  количество,  например,  анти¬
водорода  и  начали  исследовать  испускаемый  им  оптиче¬
ский  спектр,  то  этот  спектр  походил  бы  на  спектр  водорода.
Другие  физические  и  химические  свойства  водорода  и  ан¬
тиводорода  тоже  должны  совпадать.
 199

—  Не  будут  ли  антипротоны,  в  противоположность
обычным  протонам,  подниматься  вверх,  а  не  падать  вниз?—
спросил  первооткрыватель  антипротона  Сегре  на  одной  из
международных  конференций,  предполагая,  что  анти¬
частицы  могут  иметь  отрицательную  массу.
 Недавно  известный  физик  Бенди  тоже  заявил,  что  тео¬
рия  в  принципе  не  исключает  существования  отрицатель¬
ных  масс.  Допустим,  что  такое  положение  подтвердится
опытами.  Ведь  это  же  победа  над  силами  тяготения!  Тогда
создание  антивещества  означало  бы  овладение  антиграви¬
тационными  силами!
 Если  бы  можно  было  хранить  созданное  антивещество
отдельно  от  обычного  вещества,  то  оно  существовало  бы
бесконечно  долго.  Но  в  присутствии  вещества  обычного
типа  антивещество  просуществует  недолго.  Позитроны  из
оболочки  антиатома  и  электроны  из  оболочки  обычного
атома  сольются,  породив  фотоны.  Отрицательно  заряжен¬
ное  ядро  антиатома  и  положительно  заряженное  ядро
обычного  атома  тоже  стремительно  начнут  сближаться
сначала  под  действием  электрического  поля,  а  затем  на
расстоянии  около  10"13  сантиметров  в  действие  придут
еще  более  мощные  силы  притяжения  —  ядерные  силы.  Это
создаст  условия  для  непосредственного  взаимодействия
между  собой  частиц  и  античастиц.
 Представим  себе,  что  нам  удалось  получить  атом  анти¬
водорода.  С  обычной  точки  зрения  это  «уродец»,  некое
подобие  осколка  иного  мира,  которому  нет  места  в  нашей
Вселенной.  Он  напоминает  фигуру  в  «негативном»  изоб¬
ражении,  которую  при  помощи  различных  ухищрений
удалось  поместить  на  обычный  фотоснимок.
 Предположим  далее,  что  мы  нашли  способ  получения
в  достаточном  количестве  антипротонов  и  антинейтронов,
а  также  смастерили  фантастический  сосуд  для  хранения
антивещества.  Что  это  обещает  дать  для  техники?
 Как  только  мы  добавили  в  сосуд  немного  обычного
вещества,  начнется  выделение  огромного  количества  энер¬
гии.  При  полной  аннигиляции,  т.  е.  при  полном  взаимо¬
действии  антивещества  с  веществом,  мы  получили  бы  в  три
миллиарда  раз  больше  энергии,  чем  при  сжигании  такого
же  количества  каменного  угля.  Для  сравнения  скажем,
что  при  делении  урана  освобождается  в  2,5  миллиона,
а  при  синтезе  водорода  в  гелий  в  10  миллионов  раз  больше
энергии,  чем  при  сгорании  одинакового  количества  угля.
 200

Таким  образом,  «сжигание»  антивещества  в  веществе
примерно  в  тысячу  раз  выгоднее,  чем  сжигание  урана
в  атомных  котлах.  Но  здесь  следует  упомянуть  о  ряде
трудностей.  Первая  из  них  —  это  накопление  и  хранение
антивещества.  Ведь  сосуд,  в  котором  оно  будет  находиться,
должен  обеспечить  изоляцию  его  от  стенок.  Если  этой  изо¬
ляции  не  будет,  то  антивещество  немедленно  прореагирует
с  обычным  веществом,  из  которого  сделаны  стенки  сосуда.
Другая  трудность  —  это  использование  энергии  анниги¬
ляции.  Как  это  сделать,  пока  неясно.
 Трудности  получения  и  использования  антивещества
очень  велики.  Сегодня  антивещество  —  это  мечта.  Но
завтра  мечта  может  стать  реальностью.
 Можно  мечтать  об  антиводороде,  об  антиматерии,  со¬
вершенно  подобной  нашей,  только  «перевернутой»,  об
антиземлях,  вращающихся  в  антигалактиках  вокруг  анти¬
солнц.  Можно  даже  предположить,  что  при  столкнове¬
нии  с  обычной  галактикой  они  должны  исчезнуть  вместе
с  ней  в  немыслимой  катастрофе.  Но  пока  это  лишь  область
научной  фантастики.
 А  какова  реальность  существования  антивещества  во
Вселенной?
 В  настоящее  время  этот  вопрос  не  вызывает  сомнения,
однако  способы  обнаружения  его  чрезвычайно  затруднены.
По  подсчетам  астрономов,  в  нашей  Галактике  имеется
антивещества  не  более,  чем  одна  стотысячная  процента
общего  количества  вещества.  В  других  мирах  Вселенной
его,  возможно,  присутствует  больше.
 Г  лава  17
 АТОМЫ  ПРОСТРАНСТВА  И  ВРЕМЕНИ
 Теория  единого  поля
 Многолик  мир  элементарных  частиц.  Количество  их
превысило  цифру  30,  но  это  не  значит,  что  в  будущем  их
не  прибавится.  Наоборот,  есть  все  основания  предпола¬
гать,  что  эта  цифра  возрастет.
 Не  все  частицы  из  упомянутого  семейства  тридцати
наблюдались  при  опытах.  Некоторые  предсказаны  теоре¬
тически  и  ждут  своих  первооткрывателей.
 201

Многообразны  свойства  элементарных  частиц.  У  мно¬
гих  из  них  далеко  не  все  свойства  можно  описать  теми
масштабными  мерками,  о  которых  мы  говорили.  Далеко
не  все  ясно  в  этих  свойствах.  Так,  непонятно,  почему  масса
пи-мезона  составляет  примерно  270,  протона  1836,5,
а  нейтрона  1839  масс  электрона.  Какова  настоящая  «еди¬
ница»  массы  и  каков  закон  «сложения»  этих  единиц  в  эле¬
ментарные  частицы?  Ответы  на  эти  и  другие  вопросы  ждут
своих  исследователей.
 Существующие  частицы  по  своему  поведению  частично
подчиняются  одному  закону,  частично  —  другому.  Ка¬
жется  более  правдоподобным  допустить  существование
единого  и,  возможно,  простого  закона  природы,  которому
подчинены  все  элементарные  частицы,  их  свойства  и  сило¬
вые  поля.
 Проникая  в  сущность  явлений  микромира,  непонятных
примитивному  наблюдению,  ученые  ищут  то,  из  чего  сла¬
гается  формула,  объединяющая  воедино  микро-  и  макро¬
миры.
 Бросив  взгляд  на  «семейный  портрет»  обнаруженных
ныне  элементарных  частиц,  мы  без  особого  труда  почув¬
ствуем,  что  в  классификации  их  кроется  глубокое  фило¬
софское  начало.
 Хидеки  Юкава,  выступая  в  1959  г.  в  Киеве  на  IX  между¬
народной  конференции  по  физике  высоких  энергий,  ска¬
зал:  «Почти  30  лет  тому  назад  я  верил  в  простоту  при¬
роды.  С  тех  пор  природа  доказала  нам,  что  она  намного
сложнее  по  содержанию,  чем  мы  думали.  Несмотря  на  это,
я  и  сейчас  продолжаю  верить,  что  природа  в  своей  основе
проста».
 Поисками  «простой  основы»  природы  заняты  видней¬
шие  ученые  мира.
 Неверие  в  познавательные  возможности  человека  при¬
водило  некоторых  ученых  к  пессимизму  и  даже  к  драмати¬
ческим  переживаниям*
 «Я  не  знаю  ни  того,  кто  пустил  меня  в  мир,  ни  того,
что  такое  я  сам.  Я  живу  в  страшном  незнании  ничего»,—
говорил  Паскаль  и  искал  успокоения  в  религии.
 Физическая  реальность  мира  несравненно  богаче  и
сложнее,  чем  представляли  себе  в  прежние  времена  гении
Демокрита  или  Ньютона.  «Классическая  модель»  одинако¬
вая  для  макромира  и  микромира,  оказалась  непригодной,
когда  стали  известны  новые  экспериментальные  данные,
 202

коОДа  появились  новые  математические  формулировки
физических  теорий.
 Исчезли  бесповоротно  представления  об  «идеальных»
мирах,  где  геометризированные  в  виде  шаров  тела  с  якобы
«постоянной»  массой  движутся  в  «абсолютно  пустом»
пространстве  и  в  «абсолютном»  времени.
 Эйнштейн  и  плеяда  его  продолжателей  предложили
совершенно  новую  по  существу  концепцию  реального
мира.
 Ньютон  был  последовательным  в  своем  взгляде  на  мак¬
ро-  и  микромир:  он  приписывал  свету  «атомную»  струк¬
туру.  Большую  часть  своей  жизни  он  посвятил  борьбе
с  теорией,  утверждающей  волновую  природу  света.  «Я  не
придумываю  гипотез»,—  сухо  и  упорно  твердил  Ньютон.
Когда  он  заметил,  что  свет,  проходя  через  узкую  щелку,
дает  на  экране  размытое,  более  широкое,  чем  сама  щель,
изображение,  он  даже  тогда  не  решился  признать  в  этом
явлении  сильного  аргумента  в  пользу  волновой  природы
света.
 «Частицы  света  притягиваются  краями  щели,  и  это
отклоняет  их  от  прямолинейного  пути»,—  возражал  гени¬
альный  ученый.  После  Ньютона  в  физике  укрепился
своеобразный  компромисс:  свет  имеет  одновременно  и  вол¬
новую,  и  «атомную»  природу.  В  известном  смысле  этот
компромисс  двойственной  природы  света  существует  и
поныне.
 Дуализм  «волна-частица»  .установился  в  терминоло¬
гии  современной  оптики.  И  не  только  оптики.  Примерно
через  20  лет  после  выступления  Эйнштейна  Луи  де  Бройль
высказал  гипотезу  о  том,  что  такой  дуализм  является  уни¬
версальным  законом.  Материя  вообще  может  вести  себя
и  как  волна,  и  как  частица.  Простой  в  принципе  экспери¬
мент  подтвердил  справедливость  гипотезы  французского
ученого.  Пучок  материальных  частиц  —  электронов,  про¬
тонов  или  даже  целых  атомов,—  проходя  сквозь  узкую
щель,  ведет  себя  так  же  двойственно,  как  и  «частицы-
волны»  света.
 Появление  понятия  «волна-частица»  означало  для  тра¬
диционных  способов  мышления  не  меньшее  потрясение,
чем  подрыв  классической  механики  Ньютона.
 Когда  классическая  механика  оказалась  не  в  состоя¬
нии  объяснить  всеобъемлющую  картину  мира,  была  созда¬
на  квантовая  механика.
 203

Квантовая  механика  установила,  что  макротела  и  мик¬
рочастицы  нельзя  «класть  в  один  мешок».
 Пробовали  приблизиться  к  описанию  единой  картины
мира,  другими  путями.  Некоторые  ученые,  например,  пы¬
тались  создать  так  называемую  электромагнитную  теорию
поля.  Они  хотели  сформулировать  уравнение,  которое
охватывало  бы  все  известные  явления.  Однако  и  здесь
обнаружилось,  что  природа  имеет  более  сложное  строение,
чем  предполагалось.  Открытие  новых  элементарных  частиц
и  исследование  ядерных  сил  вызвали  крушение  электро¬
магнитной  теории  поля.  Оказалось,  что  элементарные
частицы  или  очень  мало,  или  вообще  ничего  общего  не
имеют  с  электромагнетизмом.
 За  последнее  столетие  физика  открыла  ряд  явлений
природы  и  их  закономерности.  Большинство  этих  законо¬
мерностей  до  сих  пор  еще  взаимно  не  связано.  Но  нет  сом¬
нения,  что  такая  взаимосвязь  существует.  Для  объеди¬
нения  различных  явлений  природы,  надо  полагать,  удастся
найти  единый  принцип.
 Советский  физик  Д.  Д.  Иваненко  на  основании  своих
расчетов  высказал  соображение  о  возможности  превраще¬
ния  элементов  поля  тяготения  —  гравитонов  —  в  обыч¬
ные  элементарные  частицы.  Так,  электрон  и  позитрон
превращаются  в  два  гравитона  и  наоборот.  Вероятность
такого  превращения  в  случае  слабого  поля  крайне  ничтож¬
на.  Она  измеряется  цифрой  10'82.  Однако  с  возрастанием
энергии  поля  эта  вероятность  быстро  увеличивается.
 Гипотезу  Иваненко  можно  рассматривать  как  первый
шаг  на  пути  создания  единой  картины  строения  материи.
При  возможности  указанных  превращений  сотрется  рез¬
кая  граница  между  понятием  о  гравитационном  поле  и  дру¬
гих  полях  и  частицах,  которые  имелись  во  всех  предыду¬
щих  воззрениях  на  тяготение.
 Наука  вынашивает  сейчас  теорию,  которая  даст  пере¬
ход  от  квантовой  механики  к  механике  элементарных
частиц,  так  как  теория  Эйнштейна  дала  переход  от  меха¬
ники  Ньютона  к  квантовой  механике.
 Всемирен  ли  закон  всемирного  тяготения?
 Представим  себе  нечто  знакомое  нам,  но  обычно  не
замечаемое  в  жизни,  под  воздействием  чего  мы  вечно  нахо¬
димся  и  так  привыкли  к  нему,  что  не  в  состоянии  пред-
 204

СФаййть  себя  без  него  —  это  тяготение.  В  тяготении  есть
нечто  весьма  удивительное,  отличающее  его  от  всех  про¬
чих  физических  явлений  —  это  его  поразительная  неиз¬
менность  и  независимость  от  всяких  внешних  влияний.
 Свет  можно  замкнуть  в  непрозрачном  чехле,  можно
отклонить  призмами  или  линзами.  Электрические  и  маг¬
нитные  явления  можно  изменить  с  помощью  известных
тел.  Только  тяготение  остается  всегда  одинаковым,  и  мы
не  знаем  способов,  позволяющих  увеличить  или  умень¬
шить  его.  Оно  не  зависит  от  физических  условий  и  не
изменяется  с  химическим  строением  тел.
 Можно  разорвать  связи  между  твердыми  телами.  Но
для  того,  чтобы  отрезать  «нити»  сил  тяготения,  не  суще¬
ствует  ни  ножниц,  ни  ножа.  От  них  никакими  (пока)
способами  избавиться  не  удается.
 Как  в  капле  воды  может  отражаться  окружающее,
так  в  атоме  как  бы  отражаются  законы  больших  миров.
Через  атом  люди  пришли  к  овладению  атомной  энергией,
через  него  же  познают  и  те  секреты  природы,  о  которых
мы  только  что  фантазировали.  Да  и  только  ли  природы?
Химики  уже  доказали,  что  они  могут  создавать  вещества,
которых  нет  в  природе.  Почему  же  физики  не  смогут  осу¬
ществить  то,  что  недоступно  природе?  Ну  хотя  бы  нейтра¬
лизовать  силы  тяготения!
 Сегодня  мы  не  в  состоянии  обнаружить  гравитационные
волны  и  гравитоны  и  тем  более  наблюдать  их  превращение,
однако  есть  все  основания  полагать,  что  завтра  это  пред¬
сказываемое  явление  будет  воспроизведено  в  лаборатор¬
ных  условиях.  И  в  день,  когда  оно  будет  осуществлено,
человеку  станут  известны  новые  сокровенные  тайны  микро¬
мира  и  перед  нами  откроются  новые  возможности  упра¬
вления  космическими  силами.
 С  освоением  новой  возможности  откроется  широкая
перспектива  заселения  воздушного  пространства.  Люди,
освобожденные  от  сил  тяготения,  обретут  в  качестве  жиз¬
ненного  пространства  воздушный  океан.  Летающими  ста¬
нут  тогда  не  только  самолеты,  но  и  автомобили.  Прогулки
по  воздуху  сделаются  обычными.
 Пусть  полная  нейтрализация  силы  тяготения  невозмож¬
на.  Но  достаточно  уменьшить  ее  хотя  бы  наполовину,  как
уже  совершится  переворот,  влекущий  фантастические  из¬
менения  в  жизни,  в  технике  и,  я  бы  сказал,  даже  в  искус¬
стве.
 205

Что  случилось  бы,  если  бы  в  один  йрекрасный  день
ученые  изобрели  способ  управлять  силами  тяготения?
Описать  последствия  такого  открытия  не  так-то  просто.
Состояние  невесомости  перевернуло  бы  условия  жизни
на  Земле,  изменило  бы  виды  транспорта.  Автомобили,  же¬
лезные  дороги,  корабли  и  самолеты  закончили  бы  свое
существование  в  музеях,  подобно  дилижансам  и  другим
вымершим  видам  транспорта.  Исчезли  бы  с  лица  земли
мосты,  туннели,  заросли  бы  травой  бетонированные  дороги,
стальные  рельсы,  столь  характерные  для  нашего  времени.
 Все  летательные  машины,  придуманные  человеком,
призваны  бороться  с  притяжением  Земли.  Энергия,  зак¬
люченная  в  различных  видах  горючего  —  химическом,
ядерном  или  любом  другом  —  в  большей  или  меньшей  сте¬
пени  уходит  на  преодоление  силы  притяжения  Земли.
В  космических  полетах  тоже  придется  бороться  с  силами
тяготения.
 Можно  сомневаться  в  том,  что  гравитация  будет  побе¬
ждена  до  космических  полетов.  Но  уж  с  открытием  звезд¬
ной  навигации  силы  тяготения  наверняка  перестанут
быть  загадкой!
 Некоторыми  учеными  сейчас  ставится  под  сомнение,
что  закон  всемирного  тяготения  является  всеобъемлю¬
щим.
 В  последнее  время  в  науке  накопились  некоторые  дан¬
ные,  говорящие  о  том,  что  закон  всемирного  тяготения
как  будто  бы  не  является  всемирным.  Так,  хвосты  комет,
вопреки  закону  тяготения,  направлены  прочь  от  Солнца.
Пробовали  найти  объяснение  для  этого  феноменального
явления  в  давлении  света.  Свет  действительно  оказывает
давление  на  мелкие  частицы  и  молекулы  вещества,  но,
как  выяснилось,  этого  еще  недостаточно,  чтобы  объяс¬
нить  поведение  хвостов  комет.  Тяготение  и  давление  света
полностью  эти  движения  не  объясняют.
 В  ядрах  многих  галактик  обнаружено  растекание  газа,
и,  что  странно,  оно  идет  от  центра  со  скоростями  в  десят¬
ки  и  даже  тысячи  километров  в  секунду,  причем  расте¬
каются  и  нейтральный,  и  ионизированный  газ.  Это  тоже
в  какой-то  мере  не  может  быть  пока  объяснено.  Много  на¬
копилось  загадок  в  жизни  взаимодействующих  галактик.
 Изучая  взаимодействие  галактик,  советский  ученый
Б.  А.  Воронцов-Вельяминов  пришел  к  выводу.,  что,  хотя
звезды  внутри  галактик  бесспорно  связаны  силами  тяго-
 206

тения  и  что  сами  они  тяготеют  друг  к  другу,  тем  не  менее
между  этими  грандиозными  небесными  системами  высту¬
пают  на  сцену  еще  какие-то  новые  мощные  силы.
 Академик  В.  А.  Амбарцумян  тоже  дал  несколько  убе¬
дительных  доводов  в  пользу  того,  что  во  многих  группах
галактик  их  члены  разбегаются  прочь  под  действием  неиз¬
вестных  причин.  Он  полагает,  что  ядра  их  делятся  на  части
и  расходятся,  образуя  новые  галактики.
 Так  с  разных  сторон  наука  подходит  к  открытию  новых
сил  и  новых  законов  для  грандиозных  звездных  систем.
 Покорение  пространства  и  времени
 Наш  огромный  шарообразный  дом  —  Земля  —  на  про¬
тяжении  многих  тысячелетий  оставался  не  везде  обжитым.
Скорости  передвижения  людей  по  воде  и  суше  были  столь
малы,  что  человеку  едва-едва  хватило  бы  целой  жизни
на  кругосветное  путешествие.
 В  настоящее  время  планета  как  бы  уменьшилась.  Сбли¬
зились  страны,  сузились  моря  благодаря  созданию  машин,
покоряющих  пространство.  Воздушный  экспресс  ТУ-114,
вмещающий  220  пассажиров,  переносит  нас  из  конца
в  конец  страны  быстрее,  чем  требовалось  раньше  извоз¬
чику,  чтобы  доставить  пассажира  из  одного  конца  города
в  другой.  Позавтракав  в  Москве,  мы  можем  ужинать
во  Владивостоке.  800—900  километров  в  час  —  это  огром¬
ные  скорости  передвижения  по  земным  трассам.  Но,
освоив  эти  скорости  на  Земле,  мы  одновременно  вышли  и  на
космические  дороги.  За  108  минут  облетел  Земной  шар
на  космическом  корабле  «Восток»  первый  космонавт  мира
Юрий  Гагарин.  Он  летел  с  немыслимой  скоростью  *—
28  000  километров  в  час.  Но  и  при  такой  скорости  путь  до
Солнца  потребовал  бы  около  шести  месяцев.  А  чтобы
достигнуть  звездных  миров,  например  звезды  Проксима
в  созвездии  Центавра,  на  этом  звездолете  нужно  лететь
тысячи  лет.  Но  Проксима  не  «конец»  Вселенной.  За  созвез¬
дием  Центавра  простирается  звездный  континент  —  Млеч¬
ный  Путь,  состоящий  из  сотен  миллиардов  светил.  А  за
ним  снова  галактика  за  галактикой...
 Какой  же  вывод?
 Получается,  что  человек  из-за  кратковременности
своей  жизни  никогда  не  сможет  побывать  в  двух  звезд¬
ных  мирах?
 207

Значит,  миллиарды  звезд  даже  нашей  галактики,  во¬
круг  которых  вращаются  планеты,  подобные  Земле,  на¬
всегда  останутся  недоступными  для  нас?
 Да,  говорит  механика  Исаака  Ньютона  и  его  гипотеза
о  существовании  абсолютного  времени,  идущего  равно¬
мерно  и  независимо  от  тел,  которые  движутся  равномерно
и  для  которых  мы  его  измеряем.
 Действительно,  мрачная  перспектива:  знать,  что  ни
при  каком  развитии  науки  и  техники  мы  не  сможем  выйти
за  пределы  сферы  с  ничтожным  сравнительно  со  всей
Вселенной  радиусом.  Выходит,  что  мы  от  рождения  обре¬
чены  как  бы  на  пожизненное  заключение!
 К  счастью,  современные  физики  доказали,  что  механика
Ньютона  справедлива  только  для  тел,  движущихся  отно¬
сительно  друг  друга  со  скоростями,  очень  малыми  срав¬
нительно  со  скоростью  света.  А  Ньютоново  понятие  об
абсолютном  времени  оказалось  вообще  неверным.  Это
доказал  Альберт  Эйнштейн.
 Теория  относительности  Эйнштейна  дала  ошеломляю¬
щий  вывод:  время  зависит  от  скорости  движения.  Поясним
это  примерами.Пассажиру  космической  ракеты  и  жителю
Земли  дали  одинаковые,  предварительно  сверенные
часы.  На  Земле  они  показывают  одно  и  то  же  время.  Но
как  только  ракета  начнет  двигаться  относительно  Земли
со  скоростью,  приближающейся  к  скорости  света,  часы
у  пассажира  станут  отставать  от  часов  жителя  Земли.
Секунды  в  ракете  будут  бесконечно  длинными,  и  время
как  бы  перестанет  идти.
 Под  словом  «часы»  мы  подразумеваем  любой  предмет,
в  котором  совершается  ряд  явлений,  могущих  быть  отсчи¬
тываемыми.  Сопоставляя  свои  переживания  с  часами  (или
календарем),  мы  придаем  понятию  времени  объективный
характер.  Но  промежутки  времени,  указываемые  часами
или  календарем,  ни  в  какой  мере  не  являются  абсолют¬
ными  величинами,  установленными  для  всей  Вселенной
каким-то  божественным  декретом.  Все  часы,  которыми
когда-либо  пользовался  человек,  были  приноровлены
к  нашей  солнечной  системе.  То,  что  мы  называем  часом,
в  действительности  является  единицей  пространства,
а  именно  дугой  в  15°,  описываемой  с  нашей  точки  зрения
небесной  сферой  в  ее  суточном  круговращении.  А  то,  что
мы  называем  годом,—*  это  просто  определенный  отрезок
пути,  проходимый  Землей  вокруг  Солнца.  Но  как  только
 |08

наука  устремляет  свой  взгляд  на  район,  не  прилегающий
к  Солнцу,  все  наши  земные  представления  о  времени
теряют  всякий  смысл.  Ибо  теория  относительности  гово¬
рит  нам,  что  никаких  твердых  отрезков  времени,  которые
были  бы  независимы  от  той  системы,  к  которой  они  отно¬
сятся,  не  существует.
 Раскрыта  тайна  времени
 Человек,  овладевая  пространством,  сумеет  замедлить
для  себя  ход  времени,  и  люди  будут  свидетелями  по  форме
фантастического,  а  по  существу  реального  события.
 Космонавты,  отправившись  в  межпланетный  рейс  со
скоростью,  близкой  к  скорости  света,  пробудут  в  полете
по  своим  часам  один  год.  Однако,  вернувшись  на  Землю,
они  обнаружат,  что  здесь  прожиты  десятки  лет.  Сменится
целое  поколение,  и  космические  путешественники  реально
очутятся  в  будущем  своих  соотечественников.
 Трудно  представить  себе  подобный  факт.  Ведь  на  Земле
такого  путешествия  в  будущее  не  совершается.  Даже  летя
на  современном  скоростном  самолете,  делающем  в  час
1000  километров,  мы  через  10  часов  полета  очутимся
в  будущем  всего  лишь  на  три  стомиллионных  доли  секунды.
Пилот,  сто  раз  пролетевший  Атлантический  океан
со  средней  скоростью  450  километров  в  час,  стал  дей¬
ствительно  моложе  на  одну  секунду.  Разумеется,  этого
никто  не  заметит.  Сверхскоростной  полет  замедляет  ход
времени  примерно  так  же,  как  выстрел  из  пушки  замед¬
ляет  вращение  Земли.  Вот  почему  выводы  из  теории
Эйнштейна  часто  вопринимаются  нами,  как  фантазия.
 Экипаж  звездолета,  движущегося  со  скоростью,  близ¬
кой  к  скорости  света,  будет  «стареть»  соответственно  вре¬
мени,  показываемому  их  часами.  Все  физические,  химиче¬
ские  и  биологические  процессы  в  организмах  будут  замед¬
ляться,  причем  только  с  точки  зрения  земного  наблюдателя.
 Родители,  оставшиеся  на  Земле,  уже  не  дождутся  воз¬
вращения  сынов  и  дочерей.  Оставленные  год  назад  космо¬
навтами  школьники,  братья  и  сестры,  в  день  возвращения
окажутся  стариками,  поскольку  на  Земле  за  год  путеше¬
ствия  в  Космосе  пройдут  десятки  лет.
 Фантастичен  мир,  в  котором  годы  становятся  секун¬
дами,  а  расстояния,  которые  мы  измеряем  световыми
годами,  сжимаются  в  метры.
 14  д*  ъ.  Этяя«»
 209

ТУДА
 Повсеместно  остается  в  силе  закон  природы,  гласящий,
что  каждое  тело,  будь  то  крохотный  электрон  или  массив¬
ная  ракета,  становится  все  тяжелее  и  тяжелее  до  мере
приближения  его
скорости  к  скорости
света.  Курьерский
поезд,  который  де¬
лает  120  километров
в  час,  становится
тяжелее  на  60  грам¬
мов,  а  наше  тело  в
этом  поезде  увели¬
чивает  свой  вес  на
7  миллиграммов.
 Этот  прирост  мас¬
сы  все  же  только  от¬
носительный.  Для
наблюдателя,  кото-  ^
рый  остается  в  по¬
кое,  протон,  напри¬
мер,  делается  тем  тяжелее,  чем  больше  увеличивается
скорость  в  циклотроне.  Однако,  если  бы  мы  находились  на
протоне,  мы  этого  не  заметили  бы.  Таким  же  образом  пас¬
сажир  в  курьерском  поезде  не  смог  бы  измерить  на  весах,
которые  мчались  бы  вместе  с  ним,  прирост  своей  тяжести
в  7  миллиграммов.  Теоретически  это  возможно  было  бы
сделать  лишь  на  весах,  через  которые  проехал  бы
поезд.
 Наблюдатель,  находящийся  на  протоне,  не  заметил  бы
изменения  времени.  А  если  наблюдателя  поместить  на
фотон,  для  него  совсем  не  будет  существовать  времени.
 Свет  наиболее  отдаленных  от  Земли  спиральных  туман¬
ностей,  по  нашему  измерению,  идет  до  нас  около  по  луг
миллиарда  световых  лет.  Но  по  счету  времени  на  фотонах
этой  туманности  они  улетели  именно  в  тот  момент,
когда  достигли  нашей  планеты.
 Арифметика  утверждает,  что  полет  к  Солнцу  на  ракете,
летящей  со  скоростью  фотона,  будет  длиться  8  минут
и  18  секунд.  На  этой  же  ракете  для  полета  к  звезде  Альфа
Центавра  потребуется  4,3  года.  А  чтобы  достигнуть  на  ней
туманности  Андромеды,  необходимо  лететь  около
750  000  лет.  Но  это  опять-таки  с  точки  зрения  вычисли¬
теля,  живущего  на  Земле.
 210

Современная  наука  внесла  существенную  поправку
в  наши  обычные  представления.  Для  микромиров,  оказы¬
вается,  существуют  иные  законы,  чем  для  макромиров:
 частицы,  а  следовательно  и  аппараты,  перемещающиеся
со  скоростями,  соразмерными  со  скоростью  света,  подчи¬
няются  не  законам  классической  механики,  открытой
Ньютоном,  а  законам  механики  Эйнштейна,  основанной
на  теории  относительности.
 Благодарные  потомки  никогда  не  забудут  научного
подвига  Эйнштейна,  раскрывшего  тайну  времени.  По  вы¬
веденной  им  формуле  они  легко  могут  математически  под¬
считать,  на  сколько  замедлится  течение  времени  для  путе¬
шественников,  летящих  на  ракете  со  скоростью  света.
 Вот  она,  эта  формула:
 С  Земли  по  космическому  маршруту  вылетел  звездо¬
лет.  Его  скорость  V  равна  0,999  скорости  света  с,  а  соб¬
ственное  время  путешествия  Т0  составляет  один  год.
Решив  уравнение,  мы  узнаем,  что  на  Земле  за  время  отсут¬
ствия  звездолета  прошло  около  70  лет.
 Подставив  соответствующие  своему  полету  значения
в  эту  формулу,  космонавты  смогут  определить,  как  далеко
они,  после  возвращения  на  Землю,  попадут  в  будущее,
насколько  они  по  сравнению  с  земными  жителями  будут
моложе  своих  сверстников,  оставшихся  на  планете.
 и  обратно.
 14*  211

Для  такого  путешествия  в  будущее  нужен  летательный
аппарат.  Но  перед  человечеством  еще  никогда  не  стояла
столь  восхитительная  задача,  как  за  одну  человеческую
жизнь  облететь  Вселенную  и,  вернувшись  назад,  очутиться
не  среди  своих  современников,  а  в  обществе,  сменившем,
может  быть,  не  одну  цивилизацию.
 Конечно,  такой  летательный  аппарат  будет  создан.  Да
о  нем  уже  в  наши  дни  говорят  почти  как  о  реальном.  Это
будет  новый  вид  транспорта,  в  котором  не  старятся.
Вероятно,  это  будет  фотонная  ракета.
 Скорость  корабля  будет  тем  больше,  чем  с  большей  ско¬
ростью  выбрасываются  из  его  двигателя  частицы.  Мак¬
симальной  возможной  скоростью  во  Вселенной  является
скорость  света.  Следовательно,  оптимальный  эффект  мы
получим  от  двигателя,  выбрасывающего  фотоны  в  напра¬
влении,  обратном  к  движению  ракеты.  Расчеты  показы¬
вают,  что  импульс,  получаемый  фотонной  ракетой  на  еди¬
ницу  горючего,  в  100  000  раз  превышает  удельный  им¬
пульс  для  химической  ракеты.
 Путешествие  в  будущее
 Из  теории  Эйнштейна  следует  еще  один  вывод,  кажу¬
щийся  не  менее  фантастичным,  чем  замедление  хода  вре¬
мени  для  тел,  летящих  со  скоростью  света.  Этот  вывод  сле¬
дующий:  для  тел,  совершающих  полет  со  скоростью  ёвета,
расстояния  уменьшаются,  как  бы  сплющиваясь  по  оси
движущегося  объекта.
 В  простой  на  вид  формуле
 заключено  это  парадоксальное  физическое  явление,  совер¬
шенно  не  укладывающееся  в  рамки  наших  обычных  пред¬
ставлений.  С  Земли  вылетел  звездолет.  Он  летит  со  ско¬
ростью  V,  близкой  к  скорости  света.  Буквой  /0  обозначена
в  формуле  длина  пути  в  масштабе  земных  мер,  а  буквой  1Х  —
та  же  длина  по  путемеру  космонавтов.  Эта  длина  имеет
максимальное  значение  в  системе  отсчетов  землян.  В  си¬
стеме  же  летящего  звездолета,  как  показывает  формула,
она  сокращается.
 При  составлении  будущих  межзвездных  маршрутов
космонавтов  не  будут  смущать  кажущиеся  нам  сейчас  не¬
преодолимыми  расстояния.
 212

Трудно  подыскать  слова,  по  достоинству  оцейййающйе
науку  математику,  которую  мы  (что  греха  таить)  порой
называем  сухой,  неинтересной  !
 Гений  Эйнштейна  через  язык  цифр  и  формул  дал  нам
возможность  (пусть  пока  мысленно)  выйти  далеко  за  пре¬
делы  нашей  планеты  и  подготовлять  почву  для  путешествий
по  звездным  мирам,  для  путешествий  в  будущее.
 Всего  одной  человеческой  жизни,  оказывается,  доста¬
точно,  чтобы  облететь  всю  известную  сейчас  Вселенную.
Нет  сомнения  в  том,  что  звездолеты,  посланные  с  Земли,
встретят  на  своем  пути  другие  планетные  системы,  насе¬
ленные  разумными  существами.  От  встречи  с  ними,  надо
полагать,  пополнятся  наши  знания.
 Так  теория  относительности  Эйнштейна  показывает,
что  человек  может  проникнуть  далеко  в  пространство
и  время.  Мы  можем  достигнуть  самых  отдаленных  звезд
и  самых  отдаленных  туманностей,  мы  можем  в  пределах
одной  человеческой  жизни  проникнуть  в  будущие  тыся¬
челетия,  даже  в  будущие  миллиарды  лет  развития  Земли
и  солнечной  системы.  Единственное,  чего  не  позволяет
нам  теория  относительности,—  это  вернуться  в  прошлое.
 Никаким  путем  мы  не  можем  вернуть  время  назад.
Однако  некоторые  ученые  считают,  что  уравнения  кван¬
товой  механики,  по-видимому,  допускают  обратимость
времени.
 Наблюдения  и  измерения  любой  системы  подтверждают
необратимость  времени.  Но  ведь  обратимость  времени  не
может  зависеть  от  такого  случайного  фактора,  как  наблю¬
дения  человеком  его  последствий!
 Безусловно,  обратный  ход  времени  в  макромире  исклю¬
чен.  Но  из  законов  физики  не  следует,  что  в  микромире,
в  микроявлениях  что-то  мешало  бы  времени  идти  назад
так  же,  как  и  вперед.  Если  это  найдет  подтверждение,  кто
знает  чем  обогатится  в  связи  с  этим  человечество!
 Могут  сказать:  это  противоречит  здравому  смыслу!
 Факты,  правда,  из  другой  области,  заставляют  отнес¬
тись  к  данному  вопросу  иначе.  Современная  физика  пока¬
зала  пример  того,  как  законы,  которыми  мы  руководству¬
емся  в  повседневной  практике  жизни,  неприменимы  для
объяснения  процессов  в  микромире  —  атоме,—  а  также
в  макромире  —  Вселенной,—  где  приходится  иметь  дело
с  качественно  новыми  закономерностями.  Не  значит  ли  это,
что  наши  знания  сейчас  пока  недостаточны  для  того,  чтобы
 213

Положительно  илй  отрицательно  ответить  на  вопрос:
возможен  ли  обратный  ход  времени?
 Мир  еще  полон  загадок.  Мы  расходуем  энергию  мозга
на  разрешение  неизвестного  и  ощущаем  притоки  радости,
волны  истинного  счастья,  когда  удается  познать  неведомое.
 Тропинка,  по  которой  нам  пришлось  идти  к  вершине
знаний  о  строении  материи,  проложена  учеными  по  непро¬
ходимым  ранее  местам.  Но  те,  кто  делал  первые  «просеки»
в  недоступной  чаще,  уже  далеко  впереди,  на  подступах
к  новым  открытиям!
 «Ум  человеческий  открыл  много  диковинного  в  при¬
роде  и  откроет  еще  больше,  увеличивая  тем  свою  власть
над  ней».  (Ленин,  Соч.,  т,  14,  стр.  268).

Глава  18
 ПОСЛУШНЫЕ  МОЛЕКУЛЫ
 Чудеса  химии
 Планета  наша  представляет  собой  гигантскую  химиче¬
скую  лабораторию,  в  которой  непрерывно  происходит
созидание  и  разрушение  веществ.  Испокон  веков  химиче¬
ские  реакции  совершались  в  природе  независимо  от  чело¬
века.  Но  вот  химики,  постепенно  раскрыв  строение  веще¬
ства,  стали  перестраивать  его  по  своей  воле,  создавая  то,
чего  нет  в  природе,  или  то,  чем  она  бедна.  Наступила  эра
 215

разумного  вмешательства  в  неживую  природу  и  коренной
ее  переделки.
 Мы  живем  в  век  химии.  Она,  словно  воздух,  пронизы¬
вает  всю  нашу  жизнь.  Тысячи  веществ,  окружающих  нас
в  повседневной  жизни,—  все  это  продукты  химических
производств.
 Для  людей  пытливого  ума  область  химии  и  химической
промышленности  представляет  собой  своеобразную  це¬
лину,  край,  зовущий  на  свои  просторы  творцов  нового,
солдат  технической  революции.  Это  поле  деятельности
гигантских  масштабов.
 Начнем  знакомство  с  превращениями  в  химии.
 Для  развития  неорганического  мира  на  Земле  давно
уже  нет  тех  условий,  какие  были  при  формировании  нашей
планеты.  Однако  химики  сумели  «поправить»  природу.
Изучив,  при  каких  условиях  происходит  наивыгоднейшее
превращение  одного  неорганического  вещества  в  другое,
они  воспроизводят  их  теперь  искусственным  путем.  И  мир
неживой  природы  начинает  «оживать»,  обогащаться  но¬
выми  формами.
 Важнейшим  химическим  процессом  в  природе  является
окисление.  Это  главным  образом  реакция  разложения  слож¬
ных  органических  веществ  на  простые  —  неорганические.
Процесс  окисления  сопровождается  выделением  тепловой
энергии.  Существует  три  вида  реакции  окисления:  мед¬
ленное  окисление,  например  ржавление  железа;  дыхание
живых  организмов,  а  также  гниение  и  тление  органических
веществ;  быстротекущая  реакция  горения  и  мгновенная  —
взрыв.
 Химический  процесс,  противоположный  окислению,
т.  е.  процесс,  в  результате  которого  происходит  не  при¬
соединение,  а  освобождение  кислорода,  называется  вос¬
становлением.
 Для  дыхания  живых  организмов,  населяющих  земной
шар,  требуется  огромное  количество  кислорода.  И  если
бы  процессу  окисления  не  был  противопоставлен  процесс
восстановления,  то  очень  скоро  весь  запас  кислорода  из
атмосферы  был  бы  израсходован  и  все  живое  на  Земле
задохнулось  бы  от  его  недостатка.  Но  животный  мир,
потребляющий  кислород,  спасают  растения.  В  организме
растений  протекают  восстановительные  процессы.  И  хотя
растения  тоже  поглощают  некоторое  количество  кислорода,
выделяют  его  они  гораздо  больше.

Огромное  количество  металлических  изделий  гибнем
вследствие  окисления.  Металл  при  этом  превращается
в  окалину,  ржавчину.  Но  еще  большее  количество  металла
человек  добывает  из  руд,  используя  реакцию  восстанов¬
ления.
 Три  «кита»  химии
 Современная  промышленная  химия  стоит  на  трех
«китах».  Это  —  температура,  давление  и  катализаторы.
 Химики-производственники  оперируют  в  основном  тем¬
пературами  порядка  от  —100  до  +2  000°  С.  Все,  что  нахо¬
дится  за  этими  пределами,  пока  остается  достоянием
лабораторий.
 Когда  температура  уменьшается,  газообразные  веще¬
ства  переходят  в  жидкое  состояние:  при  температуре
—194,5°  С  воздух,  например,  превращается  в  жидкость
голубоватого  цвета,  которую  можно  переливать,  как
воду.  Для  этой  жидкости  и  обычный  лед  является  «огнем»:
она  кипит  на  льду,  как  на  огне,  только  пары  ее  очень
холодные.
 Жидкое  вещество  с  понижением  температуры  становит¬
ся  твердым.  Спирт,  например,  при  низкой  температуре
делается  твердым  и  от  удара  взрывается,  но  зажечь  его
нельзя:  в  отличие  от  жидкого  спирта,  он  не  горит.  Ртуть,
опущенная  в  тонкую  стеклянную  пробирку  с  жидким
 217

воздухом,  станоЁйтся  Фа-
кой  твердой,  что,  разбив
пробирку,  можно  полу¬
ченный  ртутный  «гвоздь»
молотком  забить  в  дере¬
вянную  доску.
 Если  же,  наоборот,  тем¬
пература  увеличивается,
то  тела  из  твердого  состоя¬
ния  переходят  в  жидкое,
жидкие  при  высоких  тем¬
пературах  испаряются,
т.  е.  становятся  газооб¬
разными.  Молекулы  ве¬
ществ  при  температурах
порядка  12  тысяч  градусов
распадаются  на  атомы.
 Промежутки  между  молекулами  в  некоторых  веществах
значительно  больше  самих  молекул,  из  которых  составле¬
ны  эти  вещества.  На  это  указывает,  например,  тот  факт,
 Ч,„А  ЬО*
 что  один  литр  воды  при  комнатной  температуре  поглощает
около  700  литров  газа  аммиака,  а  при  нуле  градусов  —
 218

свыше  одной  тысячи  лит¬
ров;  при  этом  объем  воды
увеличивается  на  ничтож¬
ную  величину.  Аммиак
размещается  в  промежут¬
ках  между  молекулами
воды  и  химически  взаи¬
модействует  с  ними.  В  та¬
ких  же  промежутках  нахо¬
дится  и  воздух  в  воде  —
тот  воздух,  которым  ды¬
шат  рыбы.
 Второй  «кит»  —  давление.  Давление  играет  чрезвы¬
чайно  большую  роль  в  искусственных  химических  реак¬
циях,  которые  многими  тысячами  осуществляются  на  фаб¬
риках  и  заводах.
 Некоторые  процессы  при  высоких  давлениях  протека¬
ют  очень  быстро.  Например,  при  давлении  1500  атмосфер
газообразный  этилен  сразу  превращается  в  пластическую
 массу.  Водород  и  азот  сое¬
диняются  в  аммиак  при
давлении  4000—5000  атмо¬
сфер  без  применения  ка¬
тализаторов  —  ускорите¬
лей  химических  реакций.
 Повышение  давления
приводит  к  удивительным
превращениям  и  вызывает
самые  неожиданные  по¬
следствия.  Оказывается,
что  при  давлении  порядка  30  тысяч  атмосфер  погибают
находящиеся  в  воде  бактерии.  Молоко,  подвергнутое  тако¬
му  давлению,  может  сохраняться
после  этого  в  герметической  посуде,
не  прокисая,  в  течение  месяца  и  даже
больше
 Давление  в  100  тысяч  атмосфер
сжимает  автомобильное  смазочное
масло  до  половины  первоначального
объема‘  и  делает  его  твердым.  При
этом  же  давлении  и  температуре  2—
 ’—3  тысячи  градусов  углерод  пре-
вращается  в  алмаз,
 1
 5000  Атлл
 219

Интересно,  что  бумага,  подвергнутая  давлению  в  40  ты¬
сяч  атмосфер,  становится  прозрачной  и  сохраняет  это
свойство  после  снятия  давления.
 Расчеты  показывают,  что  с  помощью  очень  высоких
давлений  можно  получить  совершенно  новые  материалы.
Так,  при  давлении  250  000  атмосфер  аммиак  превращается
в  металлоподобное  вещество;  то  же  происходит  и  с  водоро¬
дом  при  давлении  400  000  атмосфер  .При  давлении  250  000  —
750  000  атмосфер  можно  получать  соединения,  которые
при  нормальном  давлении  не  существуют  и  свойства  кото¬
рых  представляют  для  промышленности  огромный  интерес.
Например,  можно  получить  окись  молибдена  состава  МоО,
которая  теоретически  должна  выдерживать,  не  плавясь,
температуру  10  000°  С.  Ожидают  также  получить  новые
полупроводники,  превосходящие  по  свойствам  германий
и  кремний.  Следовательно,  можно  получить  абсолютно
новые  материалы  с  поразительными  свойствами.  Одни
из  них  будут  лишены  электрического  сопротивления.
Другие  окажутся  практически  неплавкими  при  нормаль¬
ном  давлении  и  поэтому  найдут  широчайшее  применение.
 Несомненно,  что  широкое  использование  высоких
давлений  даст  человечеству  еще  много  новых  чудесных
открытий  в  науке  и  технике.
 И,  наконец,  еще  об  одном  «ките»  современной  промыш¬
ленной  химии  —  катализаторах,  этих  могучих  ускорите¬
лях  химических  реакций.
 Катализаторы  представляют  собой  или  соответствую¬
щим  образом  приготовленные  металлы,  или  некоторые
химические  соединения.  Расходуются  они  в  очень  неболь¬
ших  количествах  и,  сильно  ускоряя  реакцию,  остаются
при  этом  химически  неизменными.
 Химики  установили,  что  катализатор  способен  не  толь¬
ко  ускорять,  но  порой  и  менять  результаты  химической
реакции.  Газ  метан,  например,  окисляется  только  при
высокой  температуре  и  дает  углекислый  газ  и  воду.  В  при¬
сутствии  же  катализатора  кислород  присоединяется  к
молекуле  метана,  образуя  метиловый  спирт.  В  первом
случае  к  молекуле  метана  присоединяются  две  молекулы
кислорода,  а  во  втором  —  лишь  один  атом  кислорода.
 Без  катализаторов  не  обходится  сейчас  ни  производ¬
ство  синтетического  каучука,  ни  синтетического  бензина,
ни  красителей,  ни  лекарственных  веществ,  ни  многих
и  многих  химических  продуктов*
 220

Итак,  температура,  давление  и  катализаторы  (еще,
правда,  и  энергия  излучения,  но  о  ней  будем  вести  речь
специально)  —  вот  те  основные  условия,  которые  исполь¬
зуют  химики  при  создании  новых  веществ.
 Солнечное  вещество
 В  XIII  веке  Марко  Поло  привез  из  Китая  белые  полу¬
прозрачные  чаши  и  невиданной  красоты  вазы.  Напрасно
пытались  венецианские  мастера,  славившиеся  тогда  ис¬
кусством  выработки  стеклянных  изделий,  узнать  у  зна¬
менитого  путешественника,  из  чего  изготовлены  эти
вещи.  Он,  проживший  26  лет  в  Китае,  мог  сказать  лишь
то,  о  чем  ему  говорили  китайцы:  Солнце  и  Луна  состоят
из  белого  вещества  —  каолина.  Такое  вещество  есть
в  Китае,  из  него  и  сделаны  полупрозрачные  сосуды.
 Не  только  венецианские  мастера  потеряли  сон,  думая
о  каолине,  но  и  некоторые  алхимики  бросили  тогда  поиски
«элексира  жизни»  и  пытались  разгадать  загадку  «солнеч¬
ного  вещества».
 Прошло  уже  около  четырех  столетий  после  того,  как
вернулся  Марко  Поло  из  Китая.  По-прежнему  на  вес  зо¬
лота  ценились  замечательные  китайские  изделия,  а  сек¬
рет  выделки  снежно-белых  полупрозрачных  чаш  не  был
открыт.  Но  химики  узнали  в  конце  концов,  что  «солнечное
вещество»  —  это  глина.
 Горные  породы  от  воздействия  тепла,  воды  и  углекис¬
лоты  воздуха  с  течением  времени  распадаются  на  полевой
шпат,  кварц  и  слюду.  Полевой  шпат  при  выветривании
тоже  разрушается,  образуя  химически  чистую  белую  гли¬
ну—каолин.  Это  химическое  соединение  кремнезема  и  гли¬
нозема.  В  первом  атомы  кислорода  соединены  с  атомами
кремния,  а  во  втором  —  с  атомами  алюминия.
 «Алюминий  в  глине!»  С  таким  заголовком  стали  появ¬
ляться  статьи  в  газетах  и  журналах  в  начале  текущего
столетия.  «В  земной  коре,—  сообщали  авторы,—  этого
легчайшего  металла  в  два  раза  больше,  чем  железа».
 В  Ленинградском  институте  прикладной  химии,  там,
где  впервые  был  получен  один  из  видов  синтетического
каучука  и  где  появились  на  свет  многие  другие  новые
материалы,  в  этом  штабе  химической  науки  наши  ученые
разработали  электролитический  метод  добычи  голубого
металла  из  алюминиевой  руды  —  глины.
 224

В  1928  году  на  третьей  Ленинградской  областной  пар¬
тийной  конференции  профессор  П.  П.  Федотьев  доложил
об  этом  методе,  а  год  спустя,  27  марта  1929  г.,  на  заводе
«Красный  выборжец»  был  получен  первый  слиток  алю¬
миния.
 «Этот  слиток  алюминия,—  сообщала  пресса,—  пред¬
ставляющий  музейную  ценность,  должен  быть  сохранен
как  памятник  одного  из  крупнейших  достижений"  совет¬
ской  техники».
 В  глине  атомы  алюминия  крепко  связаны  с  кислородны¬
ми  атомами.  Для  того  чтобы  разделить  их,  нужно  затратить
много  энергии.  Следовательно,  исходя  из  закона  сохране¬
ния  энергии,  обратный  процесс  —  соединения  атома  алю¬
миния  с  кислородом  —  должен  сопровождаться  выделе¬
нием  большого  количества  энергии  (в  виде  тепла).
 Соединить  алюминий  с  кислородом  легко.  Для  этого
алюминиевый  порошок  смешивают  с  окисью  железа.
Алюминий  отнимает  кислород  у  железа,  и  вся  смесь  сама
разогревается  до  трех  тысяч  градусов.  При  столь  высокой
температуре  плавятся  и  легко  свариваются  металлы.
Так  появилась  новая  сварочная  смесь,  которую  назвали
термитом.  Эта  смесь  состоит  из  70%  окалины,  20%  алю¬
миниевого  порошка  и  10%  железной  стружки.  В  качестве
зажигательной  смеси  для  термита  применяется  двуокись
марганца,  бертолетова  соль,  алюминиевый  порошок  и
сера.  От  огня  спички  такая  смесь  загорается  и  развивает
температуру  порядка  1200—1300  градусов,  и  термитная
смесь  начинает  гореть  ярким  белым  огнем.  Окалина,  отдав
кислород  алюминию,  через  несколько  секунд  превращает¬
ся  в  расплавленное  железо,  которое  и  сваривает  металлы.
 Родственники  самоцветов
 У  голубого  металла  алюминия  четыре  «родственника»:
рубин,  топаз,  аметист  и  сапфир.  Эти  красивые  самоцветы
редко  встречаются  в  природе,  поэтому  они  высоко  ценятся.
 Дороже  всех  раньше  стоил  «камень  Востока»  —  крова¬
во-красный  рубин.  Он  отличается  не  только  своеобразием
окраски,  но  и  твердостью.  Им,  как  алмазом,  можно  резать
стекло  и  сталь.  Без  рубина  нельзя  сделать  хороших  часов.
Часы  «на  камнях»  —  это  часы  с  рубиновыми  подшипни¬
ками.  Без  таких  подшипников  теперь  не  обходится  ни  один
тонкий  прибор.
 222

Раньше  природные  рубины  находили  на  Урале,  в  Ин¬
дии,  Америке,  Египте,  Иране.  А  теперь  эти  драгоценные
камни  выращивают  искусственным  путем.  Метод  производ¬
ства  искусственных  рубинов  чрезвычайно  прост.  Чудесный
«камень  Востока»  рождается  и  растет  в  огне  из  белого  раз¬
молотого  в  пудру  глинозема.  Поэтому  невелика  и  стои¬
мость  искусственных  рубинов  —  она  исчисляется  десят¬
ками  рублей  за  килограмм.
 Крупнейшие  рубины,  найденные  в  природе,  весят  не
более  70  каратов  (один  карат  равен  200  миллиграммам).
Искусственным  путем  наши  инженеры  получают  рубины
в  500  и  более  каратов.
 Что  общего  между  глиноземом  и  драгоценным  камнем?
Химический  состав  —  вот  что  роднит  их.  И  тот  и  другой  —
окись  алюминия,  в  которой  два  атома  алюминия  связаны
тремя  атомами  кислорода.
 В  давно  прошедшие  времена  в  горниле  нашей  планеты
йз  молекул  глинозема  выкристаллизовались  рубины.  Они
приобрели  кроваво-красную  окраску  благодаря  присут¬
ствию  в  них  незначительного  количества  солей  хрома.
Из  таких  же  молекул  глинозема  образовались  кристаллы
сапфира,  окрашенные  в  синий,  как  небо,  цвет  солями  желе¬
за  и  титана,  а  также  кристаллы  топаза  и  аметиста.
 Глина  оказалась  «матерью»  не  только  драгоценных
камней,  но  и  камней,  режущих  сталь.
 Когда  бесформенные  куски  глины  в  руках  опытного
ваятеля  превращаются  в  произведение  искусства,  то  это
кажется  естественным.  Но  когда  глина  в  руках  химиков
делается  материалом,  режущим  сталь,  то  это  уже  грани¬
чит  с  фантазией.  Однако  наши  химики  сумели  придать
глине  новые,  необычайно  ценные  свойства.  Профессор
И.  И.  Китайгородский,  работая  над  созданием  искусствен¬
ных  минералов,  получил  кристаллы  с  высокими  механи¬
ческими  свойствами.  Из  разновидностей  этих  новых  мате¬
риалов  им  созданы  керамические  резцы.
 Природная  окись  алюминия,  или,  как  ее  еще  называют,
корунд  обладает  твердостью,  лишь  немногим  уступающей
твердости  алмаза.  Высока  и  температура  плавления  ко¬
рунда:  она  равна  2050  градусам.  Однако  даже  при  очень
большой  твердости  и  очень  высокой  температуре  плавления
корунд  не  годится  для  изготовления  резцов.
 Исследуя  режущие  свойства  корундовых  материалов,
профессор  И.  И.  Китайгородский  вместе  со  своими  сотруд-
 223

киками  обнаружил,  что  чем  плотнее  расположены  кристал¬
лы  в  корундовых  материалах,  тем  лучше  их  режущие  свой¬
ства.  Это  побудило  ученых  искать  способы  приготовления
искусственного  минерала  с  максимально  возможной  твер¬
достью.  В  результате  был  создан  новый  камень  —  микролит.
 Средняя  величина  кристаллов  микролита  не  превыша¬
ет  трех  тысячных  долей  миллиметра.  У  корундовых  же  мате¬
риалов  средняя  величина  кристаллов  во  много  раз  больше.
 Необыкновенная  плотность  расположения  кристаллов  в
микролите  придает  ему  исключительно  высокую  прочность
и  такую  твердость,  которая  позволяет  резать  им  сталь.
 Из  микролита  делают  резцы,  снимающие  стружку  со
стальной  болванки  примерно  с  такой  же  легкостью,  с  ка¬
кой  нож  срезает  кожуру  с  яблока.  Внешне  такой  резец
похож  на  фарфоровую  пластинку,  имеющую  размеры
14  X  12  X  5  миллиметров.  И  вот  эта  маленькая  пласти¬
ночка,  укрепленная  на  резце,  позволяет  обрабатывать
чугун  и  бронзу  на  токарном  станке  со  скоростями  резания
свыше  3000  метров  в  минуту,  т.  е.  в  десять  раз  бблыиими,
чем  они  были  раньше.  Стоимость  керамических  резцов
в  десятки  раз  меньше  твердосплавных.
 Резец  из  твердых  сплавов  вследствие  сильного  нагре¬
вания  при  быстром  резании  несколько  теряет  твердость.
Керамический  же  резец  —  более  тугоплавкий  материал.
Его  твердость  не  теряется  даже  при  очень  высоких  скоро¬
стях  резания.  А  поскольку  он  не  размягчается  от  тепла,
развиваемого  при  работе,  то  и  длительность  работы  у  него
гораздо  больше,  чем  у  обычного  резца.
 Будущее  микролита  огромно.  Совсем  недавно  в  числе
изделий  из  микролита  фигурировали  одни  лишь  резцы.
Теперь  же  выпускаются  не  только  разные  резцы,  но  так¬
же  фрезы,  сопла  для  пескоструй¬
ных  аппаратов,  нитеводители  для
прядильных  машин.  Микролит
применяют  сейчас  вместо  алмаза
при  бурении  скважин  в  твердых
горных  породах.
 Недавно  химики  создали  два
новых  химических  соединения,  ко¬
торые  не  встречаются  в  природе,—
когезит  и  боразон.
 Когезит  обладает  редким  и
единственным  в  своем  роде  свой¬
 224

ством:  он  устойчив  против  горячей  фтористоводородной
кислоты.
 Боразон  —  это  нитрид  бора.  Он  тверже  алмаза  и  луч¬
ше  него  противостоит  окисляющей  среде.  Боразон  чрез¬
вычайно  устойчив  к  высоким  давлениям,  устойчивее  даже,
чем  карбиды.  Вполне  возможно,  что  из  боразона  будут
в  скором  времени  делать  цилиндры,  поршни  и  молоты,
способные  выдерживать  большие  давления,  а  это  позво¬
лит  еще  больше  повысить  достижимый  предел  темпера¬
тур  и  давлений.
 Промышленность  ежегодно  расходует  большое  коли¬
чество  алмазов.  Алмаз  —  это  самый  твердый  в  природе
камень.
 Алмазные  зубья  буров  «грызут»  в  толще  земной  коры
гранитные  породы  и  позволяют  человеку  пробираться
к  подземным  морям  из  нефти.
 Дисковыми  пилами,  в  которые  запрессована  алмазная
крошка,  режут  оптическое  стекло  и  такие  твердые  по¬
роды  камня,  как  агат,  рубин,  кварц.
 Алмазная  «игла»  —  некоторое  подобие  карандаша
с  миниатюрным  алмазом  —  употребляется  для  гравиро¬
вания.
 Алмазные  инструменты  применяются  для  сверления,
шлифования  и  обтачивания  твердых  сортов  стали.
 Алмаз,  уголь  и  графит  —  разновидности  углерода.
 При  одном  и  том  же  весе  объем  алмаза  в  1,5  раза  мень¬
ше  объема  графита.  Следовательно,  в  алмазе  атомы  угле¬
рода  расположены  плотнее.  В  этом  и  заключается  отличие
драгоценного  камня  от  графита.
 Изучив  строение  кристаллов  алмаза  и  графита,  уче¬
ные  теоретически  определили,  при  каких  условиях  атомы
углерода  образуют  крупный  кристалл.  Для  этого  необхо¬
димы  давление  около  100  тысяч  атмосфер  и  температура
в  несколько  тысяч  градусов.  Сейчас  уже  наша  промыш¬
ленность  выпускает  большое  количество  кристаллов  ис¬
кусственного  алмаза.
 Еще  более  чудесные  превращения  осуществляют  хими¬
ки  с  молекулами  органических  соединений.
 Пройдет  немного  времени,  и  вместо  того,  чтобы  добы¬
вать  естественные  алмазы  из  земной  коры,  человек  на
химических  заводах  будет  получать  из  атомов  углерода
алмазы  огромной  величины,  причем  стоимость  их  едва  ли
превысит  стоимость  хорошего  стекла.
 15 	А.  Ф.  Буянов
 225

Глава  19
ПИЩА  ДВИГАТЕЛЕЙ
 Искусственная  нефть
 Как  ни  велики  запасы  ископаемого  топлива  на  Земле,
они  все-таки  не  вечны.  Раньше  всего  иссякнет  жидкое
топливо  —  нефть,  пища  огромной  армии  двигателей,  рабо¬
тающих  сейчас  повсюду.
 В  мировых  запасах  топлива  нефть  составляет  ничтож¬
ную  часть:  0,002%,  а  95%  этих  запасов  падает  на  камен¬
ный  уголь.
 Как  быть?  Все  виды  топлива,  рассуждали  химики,
будь  то  дрова,  уголь,  нефть,  бензин,  построены  природой
в  основном  из  одних  и  тех  же  атомов  —  углерода  и  водоро¬
да.  Почему  же  эти  вещества  дают  при  сжигании  разное
количество  тепла?
 Анализ  показал:  чем  богаче  молекула  данного  топлива
водородом,  тем  больше  в  ней  содержится  энергии.  В  ка¬
менном  угле  водорода  имеется  4%,  а  в  нефти  —  в  три  раза
больше.  И  теплотворная  способность  нефти  в  1,5  раза  вы¬
ше,  чем  теплотворная  способность  угля.  Горючий  газ  ме¬
тан  содержит  в  шесть  раз  больше  водорода,  чем  уголь.
И  тепла  он  дает  больше.
 Значит,  делают  вывод  химики,  если  уголь  химически
обогатить  водородом,  то  получится  более  ценное  топливо.
Скоро  был  разработан  и  способ  производства  бензина
из  угля:  размолотый  уголь  смешивают  с  отходами  нефти,
остающимися  после  ее  перегонки.  Образовавшуюся  пасту
специальными  насосами  подают  в  подогреватель,  туда  же
подают  и  водород.  Подогретая  смесь
поступает  в  аппараты,  где  поддержи¬
вается  температура  500  градусов  и
давление  200  атмосфер.  В  этих  усло¬
виях  атомы  водорода  соединяются  с
атомами  углерода.  Так  из  угля  полу¬
чается  продукт,  из  которого  выделяют
бензин.
 Способ  обогащения  угля  водоро¬
дом  называется  гидрогенизацией.  С
помощью  гидрогенизации  из  одной  тонны  угля  и  140  ки¬
лограммов  водорода  получают  около  600  килограммов
бензина.
 226

Теперь  если  природная  нефть  и  кончится,  то  это  не  гро¬
зит  «голодной  смертью»  двигателям.  Нефть  будут  получать
искусственным  путем.  Что  же  касается  природной  нефти,
то  химики  располагают  многими  способами  более  рацио¬
нального  ее  использования.
 Много  загадок  кроется  в  черном  маслянистом  вещест¬
ве  —  нефти.
 Тысячелетия  назад  египтяне  и  греки  возили  ее  к  себе
с  Кавказа,  чтобы  иметь  в  жилищах  слабый,  мерцающий  свет.
 Русский  умелец  Федор  Прядунов  в  1745  г.  выделил  из
нефти  керосин,  и  искусственный  свет  стал  конкурировать
с  дневным.
 Новая  эпоха  в  использовании  нефти  началась  с  того
момента,  как  эта  «кровь  земли»  привела  в  движение  пер¬
вый  двигатель.
 Название  «нефть»  присвоено  смеси  нескольких  жидких
органических  веществ.  Это  «фамилия»  многочисленных
членов  нефтяной  семьи,  имеющих  каждый  свое  имя  —
метан,  этан,  пентан,  октан  и  другие.
 Если  поставить  рядом  молекулы  нефтяных  родственни¬
ков,  то  они  будут  различаться  по  «росту».  Самая  малень¬
кая  молекула  у  газа  метана.  В  нем  один  атом  углерода
химически  связан  с  четырьмя  атомами  водорода.
 Ближайший  сородич  метана  —  этан  —  тоже  газ.
 По  мере  удлинения  молекулы  вещество  меняет  свои
свойства  и  переходит  сначала  в  жидкое,  а  затем  в  твердое
состояние.  Так,  пентан,  в  молекуле  которого  5  атомов  угле-
 лыиз  16—20  метановых  звеньев  образуют  смазочные  мас¬
ла,  с  16—17  звеньями  —  вазелин,  а  еще  более  длинные
молекулы  —  парафины,  воски,
 рода,  представляет  со¬
бой  жидкость.
 То,  что  мы  называ¬
ем  бензином,  можно
рассматривать  как
смесь  веществ,  молеку¬
лы  которых  построены
в  основном  из  6,  7  и  8
неполных  метановых
звеньев.
 Керосин—смесь  ве¬
ществ  из  более  длин¬
ных  молекул.  Молеку-
 15*  227

Русский  инженер  В.  Г.  Шухов  еще  до  революции  изо¬
брел  аппарат,  позволяющий  получать  из  нефти  значитель¬
но  большее  количество  бензина,  чем  при  обычной  пере¬
гонке,  дающей  до  20%  бензина.  В  аппарате  же  Шухова
при  повышенном  давлении  и  более  высокой  температуре
количество  отгоняемого  бензина  намного  увеличивается.
 В  аппарате  Шухова  часть  сложных  и  больших  моле¬
кул  нефти  расщепляется  на  более  мелкие,  простые.  Так,
если  молекула  вазелина  разрывается  пополам,  то  вместо
нее  образуются  две  молекулы,  входящие  в  состав  бензина.
 Изобретение  Шухова  не  было  использовано  в  царской
России.  Однако  американцы  с  успехом  стали  применять
его  у  себя.  Через  несколько  лет  русское  изобретение  вер¬
нулось  на  родину,  но  уже  с  английским  названием  «кре¬
кинг»,  от  слова  «расщеплять».
 Крекинг-процесс  непрерывно  совершенствовался,  В
1909  г.  из  одной  тонны  нефти  получали  лишь  100  килограм¬
мов  бензина,  а  в  1930  г.—  270  килограммов.  Ученые  непре¬
рывно  работают  над  совершенствованием  этого  процесса.
 Новую  страницу  в  крекинг-процесс  вписал  выдающий¬
ся  советский  химик  Герой  Социалистического  Труда  акаде¬
мик  Николай  Дмитриевич  Зелинский.
 Осенью  1918  г.,  когда  Кавказ  был  отрезан  от  молодой
Советской  республики  и  на  учете  была  каждая  бочка
авиационного  бензина,  Зелинский  разработал  метод  полу¬
чения  его  из  солярового  масла  —  продукта,  выделяемого
из  нефти.
 Синтетический  бензин
 В  «конструкторском  бюро»  химиков  все  необычно.
Здесь  вместо  чертежных  досок  стоят  длинные  столы  со
стеклянной  посудой,  в  банках  —  различные  реактивы.
Это  «строительный»  материал.
 Химикам  известны  особенности  природного  бензина:
каркасом  для  его  молекул  служат  атомы  углерода,  к  кото¬
рым  присоединены  атомы  водорода.  Чтобы  построить
молекулу  искусственного  бензина,  необходимы  углерод
и  водород.  В  качестве  углеродного  сырья  химики  исполь¬
зовали  угарный  газ  (тот  самый  газ,  от  которого  болит
голова,  если  раньше  времени  закрыть  трубу  истопленной
печи).  Соединившись  с  водородом,  этот  газ  и  превращается
в  горючее  для  двигателей.
 228

Если  через  раскаленный  кокс  продувать  воздух,  то
содержащийся  в  воздухе  кислород  соединится  с  углеродом
кокса  и  образует  угарный  газ.  Если  же  через  раскаленный
кокс  прогонять  пары  воды,  то  кислород  воды  связывается
с  углеродом  кокса,  образуя  угарный  газ  и  освобождая
при  этом  водород.
 В  аппаратах,  в  которых  осуществляются  эти  процессы,
из  каждой  тонны  угля  получают  1340  куб.  метров  газовой
смеси,  состоящей  из  одной  части  угарного  газа  и  двух
частей  водорода.
 Если  такую  смесь  в  присутствии  катализаторов  нагреть
до  180—210  градусов,  то  короткие  молекулы,  находящиеся
в  ней,  начнут  срастаться  в  длинные.  Из  угарного  газа
и  водорода  образуются  молекулы  новых  веществ.  Часть
из  них  —  газообразные  продукты,  другая  часть  с  молеку¬
лами  подлиннее  —  жидкости.  Молекулы  окиси  углерода
и  водород  —  эти  бесконечно  малые  химические  частички  —.
с  помощью  катализаторов  связываются  в  заводском  аппа¬
рате  в  «капельки»  синтетического  топлива,  которые,
сливаясь  в  ручейки  образуют  реки  синтетического  топлива.
 Глава  20
 ЗОДЧЕСТВО  ХИМИКОВ
 Воскрешение  химических  «мертвецов»
 Органические  соединения,  молекулы  которых  построе¬
ны  из  углеродных  и  водородных  атомов,  называются
у  гл  ев  од  ор  одами.
 Молекулы  углеводородов,  вытянутые  в  виде  нити  или
имеющие  ветвеобразное  строение,  образуют  вещества,
именуемые  парафинами  и  олефинами.  Слово  «парафин»
в  переводе  с  латинского  означает  пассивный.
 Раньше  отходы  переработки  нефти,  содержащие  от  45
до  75  %  парафиновых  углеводородов,  выбрасывали,  так
как  все  попытки  химиков  переработать  их  в  другие  про¬
дукты  были  тщетными.  Парафиновые  углеводороды  не
вступали  ни  в  какие  соединения,  их  даже  стали  называть
«химическими  мертвецами».
 За  «воскрешение»  этих  веществ  взялся  русский  химик
М.  И.  Коновалов.  Он  нашел,  что  азотная  кислота  принагре-
 229

вании  превращает  парафины  в  нитропарафины.  Процесс
обработки  азотной  кислотой  называется  нитрованием.
Новые  вещества  в  отличие  от  парафинов  легко  вступают
в  химические  соединения.  Советские  ученые,  в  том  числе
 академик  А.  В.  Топчиев  и  профессор  А.  И.  Титов,  усовер¬
шенствовали  методы  нитрования.  Изучая  этот  процесс,
они  установили,  что  углеводороды  нитруются  не  азотной
кислотой,  а  окислами  азота.  Это  открытие  позволило  ис¬
пользовать  для  нитрования  промежуточный  продукт  при
получении  азотной  кислоты,  что  удешевило  и  сильно  упро¬
стило  производство  нитроуглеводородов,  являющихся
сырьем  для  производства  пластических  масс,  синтетиче¬
ского  волокна,  взрывчатых  веществ,  растворителей,  лекар¬
ственных  веществ  и  веществ,  уничтожающих  сельскохозяй¬
ственных  вредителей.  Ряд  синтетических  продуктов:  уксус¬
ная  кислота,  уксусный  ангидрид,  ацетон,  винный  спирт,
синтетическое  топливо,  синтетическая  олифа,  смазочные
масла,  мыло,  не  требующее  жира,  но  обладающее  способ¬
ностью  мылиться  в  морской  воде,  и  многие  другие  веще¬
ства  —  могут  быть  получены  из  нитропарафинов.
 Твердые  и  сладкие  спирты
 Удивительные  превращения  происходят  в  парафино¬
вых  углеводородах,  если  к  их  молекулам  в  соответствую¬
щие  места  присоединить  атомы  кислорода.  В  частности,
парафиновые  углеводороды  превращаются  при  этом  в
спирты.
 Спиртов  много.  И  заблуждение  думать,  что  все  они—
пьянящие  жидкости.  Спирты  составляют  обширный  класс
 230

органических  соединений.  Среди  них  есть  жидкие  и  твер¬
дые,  сладкие  и  горькие,  безвредные  и  ядовитые.
 Обычно  считают,  что  спирт  —  жидкость.  И  действи¬
тельно,  спирт  гераниол,  имеющий  в  каркасе  молекулы
10  атомов  углерода,—  жидкое  вещество.  Но  спирты,  содер¬
жащие  в  молекуле  более  12  атомов  углерода,  уже  твердые
вещества.  В  голове  кашалота,  например,  есть  жир,  в  кото¬
ром  найден  твердый,  так  называемый  цетиловый,  спирт.
Из  пчелиного  воска  выделены  твердые  спирты  —  церило-
вый  и  мирициловый.
 Некоторые  спирты  названы  гликолями,  что  по-гречески
значит  сладкий.  Среди  этих  спиртов  известен  этиленгли¬
коль  —  бесцветная  жидкость,  легко  смешивающаяся  с  во¬
дой  в  любых  пропорциях.  При  добавлении  в  нее  40%  воды
получается  «незамерзающая»  жидкость  —  антифриз,  кото¬
рая  превращается  в  кристаллы  льда  лишь  на  49-градусном
морозе.  Такую  смесь  применяют  для  заливки  радиаторов
авто-  и  авиадвигателей  в  зимнее  время.
 Существуют  спирты,  у  которых  молекула  имеет  не
нитевидное,  а  кольцевое  строение.  Их  называют  аромати¬
ческими.  Большинство  этих  спиртов  обладает  приятным
запахом  и  их  применяют  в  парфюмерной  промышлен¬
ности.
 Многие  спирты  получают  сейчас  синтетическим  путем
из  органических  кислот.
 Кислоты  пищевые  и  кислоты  лекарственные
 Всем  знаком  вкус  столового  уксуса,  но  не  все  знают,  что
он  близкий  родственник  спирта.
 Если  в  молекуле  спирта  у  того  самого  атома  углерода,
к  которому  присоединен  водный  остаток,  заменить  два
атома  водорода  одним  атомом  кислорода,  то  получается
новое  вещество  —  органическая  кислота.
 Органические  кислоты  —  важнейший  класс  химических
соединений.  Их  так  же  много,  как  и  спиртов.  Простейшая
из  них  —  муравьиная  кислота  —  содержится  в  выделе¬
ниях  муравьев,  в  меде,  в  крапиве,  в  пчелином  яде.  Более
сложная  —  уксусная  кислота.  Ее  пятипроцентный  раствор
мы  употребляем  в  виде  приправы  к  пище  под  названием
столового  уксуса.  Но  особенно  ценна  эта  кислота  как  про¬
мышленный  продукт.  С  помощью  уксусной  кислоты  полу¬
чают  ацетатный  искусственный  шелк;  она  требуется  для
 231

производства  искусственного  красителя  —  индиго.  Много
ее  идет  на  приготовление  аспирина,  антипирина,  фенаце¬
тина  и  других  лекарственных  препаратов.
 Органические  кислоты,  содержащие  в  молекуле  не
более  четырех  атомов  углерода,—  легко  подвижные  жид¬
кости.  Кислоты  с  молекулой  покрупнее  —  маслянистые
жидкости,  а  с  еще  более  крупной  —  твердые  вещества.
 Некоторые  органические  кислоты  выполняют  важную
роль  в  организме  человека.  Аскорбиновая  кислота,  напри¬
мер,  необходима  человеку  —  это  витамин  С.
 Проблема  синтеза  высших  органических  кислот  реше¬
на  в  производственном  масштабе  благодаря  блестящим
работам  по  окислению  парафина,  выполненным  академиком
С.  С.  Наметкиным,  профессором  Г.  С.  Петровым  и  другими.
 В  1946  г.  в  СССР  был  построен  завод,  на  котором  син¬
тетическим  путем  стали  вырабатывать  органические  кисло¬
ты,  сделавшиеся  важнейшим  сырьем  многих  отраслей
промышленности.
 Сырьем  для  производства  синтетических  жирных  кис¬
лот  служит  парафин,  который  добывают  из  нефти,  бурого
угля  или  из  сланцев.  Значительное  количество  парафина
получается  в  виде  отходов  при  производстве  синтетического
жидкого  топлива.  Парафин  при  окислении  образует  жир¬
ные  кислоты.  Из  этих  кислот  и  их  продуктов  вырабатывают
синтетическую  олифу,  растворители,  душистые  вещества,
хозяйственные  и  туалетные  мыла,  смазочные  материалы,
а  также  флотационные  жидкости,  с  помощью  которых
отделяют  от  руды  ценные  металлы  и  минералы.
 Жирные  кислоты
 Ежегодно  во  всем  мире  расходуется  на  питание  47%
всех  потребляемых  жиров  и  на  технические  цели  —  53  %,
из  которых,  в  свою  очередь,  около  60%  тратится  на  при¬
готовление  мыла.
 Наша  мыловаренная  промышленность  поглощает  чуть
ли  не  треть  всех  вырабатываемых  в  стране  растительных
масел.  Но  ведь  всем  известно,  что  подсолнечное  масло,
например,  весьма  ценный  продукт  питания.  Зачем  же  тра¬
тить  на  мыло  пищевые  жиры?!  Кстати  заметим,  что  жир-то
и  не  нужен  для  этого.  Жир  —  сложное  органическое  сое¬
динение.  Он  состоит  из  глицерина  и  органических,  так
называемых  жирных  кислот.  В  производстве  мыла  тре-
 232

буются  только  жирные  кислоты,  а  их  можно  получать
из  отходов  нефтяной  и  коксохимической  промышленности.
 Все  известные  нам  жиры  и  масла  растительного  и  жи¬
вотного  происхождения  —-  это  химические  соединения  гли¬
церина  с  различными  органическими  кислотами.
 Теоретически  возможно  получение  искусственным  путем
чрезвычайно  большого  количества  жиров  и  масел,  так
как  органические  кислоты  в  молекуле  жира  могут  ме¬
няться.
 Вместо  трехатомного  спирта  —  глицерина  —  в  жирах
могут  быть  и  другие  спирты.  Этим  и  объясняется  много¬
образие  жиров  в  животном  и  растительном  царстве.
 Твердые  жиры  перерабатываются  мыловаренной  про¬
мышленностью,  а  жидкие  (сюда  относятся  главным  обра¬
зом  растительные  масла)  применяются  в  лакокрасочной
промышленности.  Все  эти  виды  жиров,  сильно  отличаясь
друг  от  друга  физическими  свойствами,  сравнительно
мало  различаются  по  химическому  составу.  Твердые  жиры
имеют  в  своем  составе  твердые  органические  кислоты  —
стеариновую  и  пальмитиновую.  Жидкие  жиры  содержат
жидкую  (олеиновую)  кислоту,  в  молекуле  которой  на  два
атома  водорода  меньше,  чем  в  молекуле  стеариновой  кис  ло¬
ты^  Следовательно,  основное  химическое  различие,  напри¬
мер,  между  бараньим  салом  и  хлопковым  маслом  кроется
в  неодинаковом  количестве  содержащихся  в  их  молекулах
атомов  водорода.  Поэтому  методом  гидрогенизации,  т.  е.
путем  присоединения  водорода  к  молекулам  жира  пере¬
рабатывают  сейчас  малоценные  жиры  в  более  ценные,
а  твердые  и  малоусваиваемые  жиры  —  в  более  питатель¬
ные,  т.  е.  более  мягкие.  Искусственное  «умягчение»
твердых  жиров  освобождает  организм  от  излишней  работы.
 Когда  было  установлено  химическое  строение  молекул
животных  и  растительных  жиров,  стало  возможным  вести
работу  по  синтезу  их  сначала  из  главных  составных  ча¬
стей,  т.  е.  из  глицерина  и  органических  кислот,  а  затем
и  из  более  простых  веществ  —  газов,  подобно  тому,  как
это  производится  в  микроскопических  «лабораториях»
природы,  в  клетках  растительного  организма.  Молекулы
углекислого  газа  и  водорода  соединяются  в  твердые  вещест¬
ва  —  углеводороды.  Эти  твердые  вещества  превращаются  в
органические  кислоты.  Кислоты  же  потом  химически  соеди¬
няются  с  глицерином.  Так  вырабатывают  искусственные
жиры.
 233

«Секреты»  мыла
 Путь  от  молекулы  жирной  кислоты,  содержащей
не  менее  8  атомов  углерода,  до  молекулы  мыла  —  корот¬
кий.  Стоит  только  в  головной  части  кислотной  молекулы
заменить  атом  водорода  атомом,  например,  натрия,  как
маслообразная  жидкость  превращается  в  твердое  вещест¬
во  —  обычное  мыло.  Вместо  натрия  в  молекулу  органиче¬
 ской  кислоты  можно  вводить  и  другие  металлы.  Так  полу¬
чают  различные  мыла.
 Калий  дает  так  называемое  «зеленое»  мыло,  применяе¬
мое  в  медицине  как  антисептическое  средство.
 Свинец  образует  с  высшими  жирными  кислотами  еще
одно  медицинское  мыло,  растворимое  в  эфире.  Оно  извест¬
но  под  названием  свинцового  пластыря  и  применяется
в  виде  липкого  лекарственного  состава,  который  наносится
на  кусок  плотной  ткани  и  прикладывается  к  нарыву  или
ране.
 234

Цинковые  и  ртутные
мыла  имеют  вид  порошка.
 Их  употребляют  в  каче¬
стве  присыпки.
 Мыла,  приготовленные
с  медью,  идут  одни  на  ле¬
чение  язв,  другие  расхо¬
дуются  в  качестве  ядов
для  уничтожения  вредите¬
лей  растений,  третьи  ис¬
пользуются  для  окраски
подводной  части  кораблей.
 В  промышленности  распространены  аммониевые  мыла:
это  и  вещества  для  смазки,  и  смеси  для  полировки.
 Кадмиевые,  никелевые,  кобальтовые  и  хромовые  мыла
требуются  при  изготовлении  непромокаемой  бумаги,  пару¬
сины,  кожи.
 Есть  еще  магниевое  мыло,  применяемое  для  сухой
чистки  шелковых  тканей.  Это  мыло  в  отличие  от  других
не  способствует  воспламенению  ткани  от  разряда  статиче¬
ского  электричества,  накапливающегося  на  волокнах
при  трении.
 Химики  не  ограничились  только  тем,  что  сэкономили
в  процессе  мыловарения  ценный  продукт  —  глицерин.
Они  заодно  решили  проверить,  рационально  ли  расходуют¬
ся  органические  кислоты  в  процессе  потребления,  т.  е.
при  мытье  и  стирке.  Советский  специалист  Д.  А.  Рожде¬
ственский  установил,  что  при  стирке  основная  часть  мыла
уходит  не  на  процесс  очищения  ткани  от  загрязнения,
а  на  побочные  реакции.  Так,  на  нейтрализацию  кислот¬
ности  грязи  и  воды,  а  также  на  поглощение  тканью  рас¬
ходуется  около  45%  мыла.  Кроме  того,  чтобы  сделать
воду  более  мягкой,  тратится  еще  четверть  его.  Значит,
около  трех  четвертей  общего  количества  мыла  расхо¬
дуется  не  на  мытье,  а,  по  существу,  впустую,  на  по¬
бочные  процессы.
 Но,  оказывается,  при  стирке  дело  не  ограничивается
перерасходом  мыла.  В  воде,  особенно  в  «жесткой»,  есть
соли  кальция  и  магния.  Эти  соли  образуют  с  органически¬
ми  кислотами  нерастворимые  соединения,  которые,  оседая
на  стираемой  ткани,  затрудняют  ее  очистку.  Больше  того,
находясь  в  порах  ткани,  эти  соединения  затем  окисляются
и  служат  причиной  преждевременного  износа  ткани.
 235

Некоторые  хозяйки  пользовались  обычным  мылом  при
стирке  шелковых  и  шерстяных  изделий.  Когда  же  ткани
начинали  «ползти»,  то  женщины  обвиняли  текстильщиков,
якобы  вырабатывающих  плохие  ткани.  На  самом  деле
виновато  было  мыло,  которое  в  воде  выделяет  щелочь,
разрушающую  шелковые  и  шерстяные  изделия.
 Как  оказалось,  износ  ткани  от  стирки  можно  сократить
вдвое,  если  применять  новые  моющие  средства.
 Что  же  это  за  средства?
 В  отличие  от  мыла  их  вырабатывают  не  из  жирных  кис¬
лот,  а  из  спиртов,  производство  которых  проще.  Такие
спирты,  содержащие  в  молекуле  до  18  атомов  углерода,
дают  прекрасные  моющие  вещества.  Приготовленные  из
этих  веществ  порошки  одинаково  хорошо  моют  и  в  кислой,
и  в  щелочной,  и  в  нейтральной  воде.  Выпускаются  они
под  разными  названиями:  «Новость»,  «Балтика»  и  другие.
Примеси  солей  в  воде  не  уменьшают  очищающей  способ¬
ности  порошков.
 Раскрыт  теперь  и  секрет  моющей  способности  мыла.
Грязь  на  ткани  или  на  поверхности  кожи  —  это  не  что
иное,  как  прилипшие  к  жировым  веществам  частички  пыли.
 Смыть  жир  водой  не  удается,  так  как  он  даже  не  смачивает¬
ся  ею.  Молекулы  же>мыла  в  воде  расщепляются  на  свобод¬
ную  щелочь  и  жирную  кислоту.  Щелочь  омыляет,  т.  е.
 236

переводит  в  мыло  жировые  вещества  и  таким  образом  отде¬
ляет  грязь,  а  жирная  кислота,  плавающая  в  воде  в  виде
эмульсии,  связывает  и  уносит  ее.
 Так  ведет  себя  мыло  в  воде.
 Воски
 Жиры  и  масла  содержат  те  же  химические  элементы,
что  и  воск.  Однако  строение  их  различно.  В  каркас  моле¬
кул  жиров  и  масел  входит  многоатомный  спирт  —  глице¬
рин  —  и  органические  кислоты,  а  в  каркас  молекул  вос¬
ка  —  одноатомный  спирт  и  главным  образом  жирные  кис¬
лоты.
 Жиры  и  масла  —  это  питательный  материал  для  расти¬
тельных  и  животных  организмов.  Что  же  касается  воска,
то  у  растений  он  служит  защитным  покровом,  а  у  насеко¬
мых  —  водозащитной  пленкой  или  строительным  мате¬
риалом.
 Пчелиный  воск,  как  известно,  готовится  пчелами  из
того  же  сырья,  что  и  мед.  Главный  продукт  питания  пче¬
 лы  —  это  сладкий  сок  —  нектар,  выделяемый  цветами.
В  нектаре  содержатся  растворенные  в  воде  сахаристые,
минеральные  и  ароматические  вещества8  Своим  хоботком
 237

пчела  высасывает  нектар  из  цветка,  в  медовом  зобике  он
смешивается  со  слюной,  и  именно  благодаря  ей  нектар
превращается  в  то,  что  мы  называем  медом.
 Отложенный  в  восковые  соты  мед  имеет  от  60  до  70%
воды,  однако  ее  содержание  через  некоторое  время  снижает¬
ся  до  18—20%,  вместе  с  этим  продолжается  и  созревание
меда.
 Воск,  необходимый  для  постройки  сот,  вырабатывается
в  тельце  пчелы  тоже  из  нектара,  только  для  воска  его
требуется  в  несколько  раз  больше,  чем  для  меда.  На  при¬
готовление  одного  килограмма  воска  идет  столько  же  нек¬
тара,  сколько  нужно  его  на  четыре  килограмма  меда.
 Помимо  органического  воска,  существует  еще  неорга¬
нический.  Это  минерал,  названный  греками  озокеритом,
что  в  переводе  означает  «подобный  воску».  Месторождения
озокерита  —  горного  воска  —  есть  только  в  Советском
Союзе:  в  Украинской,  Узбекской  и  в  Туркменской  ССР.
От  породы  воск  можно  отделить  или  растворителями
(он,  например,  легко  растворяется  в  бензине),  или  горячей
водой,  которая  расплавляет  его  и  вымывает  из  пор  камня.
 Главнейший  потребитель  воска  —  производство  обув¬
ного  крема.  Немало  расходуется  его  при  выработке  техни¬
ческой  бумаги,  на  изготовление  косметических  кремов
и  т.  д.  Воски  находят  применение  не  менее  чем  в  40  отрас¬
лях  промышленности.
 Глава  21
ТАЙНА  ЦВЕТОВ
 Красавцы  сада
 Трудно  пройти  равнодушно  мимо  цветов.  Еще  издали
они  привлекают  внимание  своим  великолепным  ярким
нарядом  и  ароматом.
 Обаяние  цветов  неотразимо,  но  кратковременно  их
существование.  Они  скоро  увядают.  Еще  раньше  пропа¬
дает  аромат.
 Архитекторы  и  художники  разных  времен  и  народов
в  своем  творчестве  уделяли  немало  внимания  цветам.  Но  ни
одно  скульптурное  изображение,  ни  одна  самая  лучшая
картина  не  в  состоянии  передать  всю  прелесть  живых
цветов,  а  тем  более  их  запах.
 238

И  только  химики  смогли  создать  это  невидимое,  но
ощущаемое,  эту,  казалось  бы,  неповторимую  особенность
цветов.
 С  непревзойденным  искусством  они  строят  молекулы
ароматических  веществ.  По  тонкости  работы  их  архитек¬
турное  сооружение  из  атомов  не  имеет  себе  равного.
 Мы  берем  цветок  в  руки,  наслаждаемся  его  ароматом,
любуемся  окраской.  Химикам  же  известен  секрет  образо¬
вания  этих  веществ  в  организме  растения.
 С  того  момента,  как  молекулы  углекислого  газа  погло¬
тились  зеленым  листом,  они  все  время  усложняются,
в  результате  образуются  спирты  и  органические  кислоты,
играющие  важную  роль  в  жизни  растений.
 Если  спирты  и  органические  кислоты  соединяются
вместе,  то  получаются  душистые  вещества.  Но  стоит  толь¬
ко  к  молекуле  душистого  вещества  присоединиться  атому
кислорода,  как  рождается  новое  вещество,  из  которого
образуется  смола.
 Такое  превращение  можно  наблюдать  при  порезе  или
ранении  растения.  Вытекающее  из  ранки  жидкое  вещество
на  воздухе  постепенно  твердеет.  Это  под  влиянием  кисло¬
рода  воздуха  происходит  окисление,  т.  е.  смолообразо¬
вание.
 Молодые  листочки  растения,  словно  лаком,  покрыты
бальзамом.  В  жаркое  время  бальзам  служит  защитой  от
чрезмерного  испарения  влаги,  но,  как  только  появляется
в  воздухе  влага,  он  опять  начинает  пропускать  ее.  Баль¬
зам  вырабатывается  растением  путем  растворения  смолы
в  душистых  веществах.
 239

Растению  нужны  также  жиры  и  масла.
 Жиры  накапливаются  главным  образом  в  плодах  и  се¬
менах,  где  они  откладываются  как  запасное  вещество.
И  жиры,  и  масла,  как  мы  уже  знаем,—  это  химические
соединения  глицерина  с  органическими  кислотами.
 Сила  запаха  цветов  зависит  от  яркости  падающего  на
них  света  и  количества  получаемого  ими  тепла.  Многие
цветы  в  солнечный  день  пахнут  сильнее,  чем  в  пасмурный.
К  ним  относятся  резеда,  гвоздика,  душистый  горошек.
Некоторые  пахнут  и  днем,  и  ночью  —  ландыш,  сирень.
Иные  только  днем  —  нимфея,  иные  только  ночью  —
вечерница.
 У  ряда  орхидейных  растений  цветы  различно  пахнут
днем  и  вечером,  на  солнце  и  в  тени,  например  днем  они
пахнут  ландышем,  вечером  —  розой.
 Тысячелетия  отделяют  нас  от  того  времени,  когда  рас¬
тительными  смолами  и  бальзамами  впервые  начал  поль¬
зоваться  человек.
 Давно  уже  научились  люди  консервировать  и  запах
душистых  цветов.
 Жидкое  золото
 На  пиршестве  богов,  как  говорится  в  одном  из  мифов
древней  Греции,  Эрос  случайно  пролил  нектар,  и  на  этом
месте  выросла  белоснежная  роза.  Однажды  такую  розу
хотела  сорвать  Афродита  и  уколола  о  шипы  палец.  Кровь
богини  любви  окрасила  розу  в  красный  цвет  и  наделила
ее  божественным  ароматом.
 Такова  легенда  о  происхождении  красной  розы.  Фак¬
тически,  по  утверждению  ботаников,  родина  розы  —
нагорная  часть  древнего  Ирана.  Из  этой  жаркой,  безоблач¬
ной  страны  и  началось  ее  путешествие  по  всему  свету.
 Название  розы  на  разных  языках  мира  помогает  узнать
маршрут  этого  путешествия.  Древнеиранская  вереда,  как
называлась  раньше  роза,  прибыла  к  армянам  и  арабам  под
названием  вард.  Почти  не  изменив  этого  имени,  поселилась
она  и  в  Грузия.  В  Греции  ее  называли  родон,  и  только
к  римлянам  она  прибыла  со  своим  теперешним  именем  —
роза,  которое  распространилось  потом  по  всему  миру.
К  нам  эта  «путешественница»  пришла  из  разных  стран
и,  найдя  радушный  прием,  расселилась  по  бескрайним
просторам  от  жаркого  юга  до  холодного  севера.
 240

Среди  всех  роз  люди  тысячелетиями  отбирали  .самые
душистые  и  давно  уже  научились  консервировать  их
запах.
 Розовые  лепестки  погружали  в  оливковое  масло.  В  на¬
душенное  таким  образом  масло  снова  погружали  лепестки
и  так  делали  6—7  раз,  пока  не  получали  сильно  пахнущее
розами  масло.
 С  течением  времени  кустарные  способы  переросли
в  промышленные.  Однако  и  сейчас  еще  количество  полу¬
чаемого  розового  масла  измеряется  необычайно  малой
величиной.  С  гектара  собирается  от  1000  до  2500  килограм¬
мов  цветков  роз.  А  из  четырех  тонн  розовых  лепестков,
т.  е.  из  трех  миллионов  цветков  розы,  добывается  лишь
килограмм  розового  масла.
 Из  цветов  жасмина  добывают  ароматное  масло.  Чтобы
получить  килограмм  этого  масла,  необходимо  собрать
и  переработать  тонну  цветочной  массы,  содержащей  около
десяти  миллионов  цветков.  Вот  почему  ароматное  масло
цветов  —  очень  дорогой  продукт.  Не  случайно  его  иногда
называют  «жидким»  золотом.
 Благоухающее  семейство
 В  химической  лаборатории  душистые  вещества  —  по
стоянные  гости.  Знаменитый  русский  химик  Н.  Н.  Зинин
при  открытии  анилина  пользовался  веществом,  имеющим
запах  горького  миндаля  —  нитробензолом,  у  которого
такой  же  запах,  как  и  у  эфирного  масла,  полученного
из  плодов  миндального  дерева.  С  подобным  запахом  найде¬
но  было  еще  одно  вещество  —  бензальдегид,  которое  так
же,  как  и  нитробензол,  является  химическим  родственни¬
ком  бензола.  Как  впоследствии  выяснилось,  большинство
бензольных  соединений  обладает  приятным  запахом.  Это
целое  благоухающее  семейство.
 Химики  стали  исследовать,  что  общего  есть  между  эфир¬
ным  маслом  миндаля  и  схожими  с  ним  по  запаху  вещества¬
ми.  Исследование  привело  к  раскрытию  нового  секрета
природы.
 В  косточках  миндаля,  персика,  абрикоса  и  вишни  накап¬
ливается  пахучее  вещество  —  амигдалин.  Молекула  этого
вещества  под  влиянием  кислот  распадается  на  четыре
части,  образуя  две  молекулы  глюкозы,  одну  молекулу
бензальдегида,  придающего  амигдалину  запах  миндаля,
 16 	А.  Ф.  Буянов
 241

и  одну  молекулу  синильной
кислоты,  придающей  косточ¬
ке  горечь.
 При  дальнейшей  работе
с  бензальдегидом  открылся
еще  секрет.  Небольшое  изме¬
нение  в  строении  его  моле¬
кулы  приводит  к  получению
нового  душистого  вещества,
имеющего  запах  ромашки.
 После  этого  стало  ясно,  как  химическим  путем  можно
получать  те  ароматические  вещества,  которые  природа
накапливает  в  миндале  и  в  ромашке.
 Природа,  как  выяснилось,  иногда  производит  лишнюю
работу,  поэтому  совсем  не  целесообразно  копировать  ее.
Например,  ванилин.  Природа  выра¬
батывает  его  в  семенах  тропических
растений.  Это  душистое  вещество
находит  огромное  применение  в  пар¬
фюмерии,  кондитерском  и  ликерно¬
водочном  производстве.  После  того
как  химики  узнали  химическое  стро¬
ение  ванилина,  его  стали  произво¬
дить  синтетическим  путем  многими
способами.
 Запах  розы  определяет  химиче¬
ское  вещество  гераниол.  Незначи¬
тельное  изменение  в  строении  его  молекулы  дает  души¬
стое  вещество  линалоол,  имеющее  запах  ландыша.
 Нагревание  линалоола  с  уксусным  ангидридом  приво¬
дит  к  образованию  вещества,  имеющего  запах  сирени
и  получающегося  химическим  путем  из  скипидара.
 Роза  по  структуре  молекул  пахучего  вещества  являет¬
ся  близким  родственником  фиалки.  Только  одним  присое¬
динением  атома  кислорода
к  молекуле  гераниола  меня¬
ется  запах  розы  на  запах
фиалки.
 В  сосновой  хвое,  в  лимон¬
ном  дереве  и  в  померанцевой
корке  найдено  химическое  со¬
единение,  которое  называет¬
ся  лимонен.  Изучение  пре-
 242

вращений  этого  вещества  в  организме  растений  раскрыло
секрет  образования  в  природе  таких  продуктов,  как  ка¬
учук,  душистые  вещества  и  другие.
 По  своему  химическому  строению  к  молекуле  лимонена
очень  близки  молекулы  изопрена,  из  которых  в  природе
строится  каучук.
 Мы  уже  знаем,  что  с  химической  точки  зрения  аромати¬
ческие  вещества  представляют  собой  соединения,  образо¬
ванные  из  органических  кислот  и  спиртов.  Ввиду  большого
числа  органических  кислот  и  спиртов  теоретически  воз¬
можно  получить  бесконечное  количество  разных  соедине¬
ний.  Практика  использовала  далеко  еще  не  все  эти  воз¬
можности.
 Запах  вещества  зависит  от  атомного  «скелета»  состав¬
ляющих  его  молекул.  Душистые  вещества,  имеющие  в  сво¬
ей  основе  одинаковый  скелет,  различаются  лишь  нюансами
запаха.  Однако  запах  оказался  зависимым  не  только  от
архитектуры  молекул,  но  и  от  величины  атомной  построй¬
ки.  Так,  с  утяжелением  молекулы  уменьшается  сила  запа¬
ха.  При  этом  вещества,  составленные  из  легких  молекул,
имеют  запах  фруктов  и  ягод,  из  более  тяжелых  —  прият¬
ный  запах  цветов.
 Запахом  обладают  многие  химические  соединения,  но
не  все  они  могут  быть  использованы  как  ароматические
вещества.  Так,  бензол,  нафталин,  анилин  и  многие  другие
вещества  имеют  весьма  интенсивный  запах,  однако  их
запах  не  вызывает  у  нас  приятного  ощущения.
 Качество  запаха  определяется  именно  нежностью,
а  не  резкостью  аромата.
 Советская  химия  давно  уже  производит  не  только  те
ароматические  вещества,  которые  имеются  в  природе.
Реки  ароматных  жидкостей  льются  сейчас  с  заводов,  где
из  уксусной  кислоты  и  винного  спирта  получается  новое
химическое  соединение,  обладающее  запахом  фруктов.
Та  же  уксусная  кислота  с  другим,  так  называемым  амило¬
вым  спиртом  дает  вещество,  пахнущее  грушами.  Жидкость
с  запахом  ананаса  получается  из  масляной  кислоты  и  вин¬
ного  спирта.  Химическое  соединение  с  запахом  яблок
рождается  в  результате  реакции  между  валерьяновой
кислотой  и  винным  спиртом.  Эта  же  валерьяновая  кислота
с  амиловым  спиртом  дает  продукт,  с  запахом  апельсина.
 Синтетическим  путем  получают  вещества  с  запахом
меда,  еловой  хвои,  жасмина,  ландыша.  Из  одного  только
 16*  243

бензола  приготовляют  вещества  с  запахами  аниса,  мяты,
тмина  и  других  приятно  пахнущих  растений.
 В  Советском  Союзе  вырабатываются  миллионы  кило¬
граммов  душистых  веществ.  Они  используются  в  парфю¬
мерии,  косметике,  пищевой  промышленности.  Однако
душистые  вещества  находят  самое  разнообразное  и  порой
неожиданное  применение.
 В  тех  местах,  где  водятся  акулы,  работа  водолазов
очень  опасна.  Однако  известно,  что  эти  хищники  далеко
 обходят  места  с  разложившимся  акульим  мясом.  Акулам
явно  не  нравится  специфический  запах,  исходящий  от
гниющего  мяса  их  сородичей.  Какое  же  вещество  обладает
таким  запахом?  Химики  ответили  —  уксусная  кислота.
Именно  ее  запах  так  не  нравится  акулам.  Дальнейшие
исследования  и  опыты  показали,  что  еще  больше  отпуги¬
вает  акул  запах  экстракта  сульфата  меди.  В  результате
был  создан  антиакулий  препарат,  состоящий  из  одной
части  уксуснокислой  меди  и  трех  частей  красящего
вещества,  образующего  вокруг  пловца  чернильное  обла¬
ко.  Используя  это  вещество,  водолазы  могут  спокойно
выполнять  работу  под  водой,  не  опасаясь  нападения  хищ¬
ников.
 Долголетие  запаха
 Как  ни  одно  музыкальное  произведение  не  может
состоять  из  одной  ноты,  так  и  духи  не  могут  состоять  из
одного  запаха.  Это  «букет»  запахов.
 Подобно  тому,  как  из  многих  цветов  можно  составить
прекрасный  букет,  так  и  из  нескольких  ароматических
веществ  создаются  «букеты»  запахов.  Так,  смесь  души¬
стых  масел  акации,  розы  и  горького  миндаля  дает  новый
запах—фиалки.
 244

Например,  в  состав  известных  духов  «Красная  Москва»
входят  27  различных  душистых  веществ,  8  эфирных  масел
и  5  настоев  из  природных  продуктов.  Не  легко  разобраться
в  этом  ароматическом  хаосе.  Поэтому  подбирают  составы
духов  люди  с  хорошо  развитым  обонянием.
 Запах  духов  быстро  улетучивается.  Для  того  чтобы
закрепить  запах,  употребляют  специальные  органические
вещества  —  фиксаторы.  В  качестве  фиксаторов  раньше
применяли  амбру  —  продукт,.  вырабатываемый  организ¬
мом  кашалота,  мускус  —  продукт  семенных  желез  неко¬
торых  животных,  цибет  и  другие  продукты  животного
происхождения.  Сейчас  химики  вырабатывают  фиксаторы
синтетическим  путем.
 Советские  ученые  В.  Н.  Белова  и  Е.  К.  Смолянинова
вместе  со  своими  помощниками  создали  синтетическое
душистое  вещество  тибетолид,  обладающее  тонким  мускус¬
ным  запахом.
 Кстати,  существуют  две  теории  запаха  —  химическая
и  физическая.
 Нужно  отдать  справедливость  нашему  очень  тонкому
измерительному  прибору  —  обонянию,  этому  природно¬
му  «градуснику»  запаха.  Обоняние  позволяет  обнару¬
жить  в  воздухе  десятимиллионные  доли  миллиграмма  се¬
роводорода  и  в  50  раз  меньшее  количество  меркапта¬
на  —  отвратительно  пахнущего  органического  вещества.
 Благодаря  легкой  испаряемости  молекулы  ароматиче¬
ских  веществ  распределяются  в  воздухе  и  при  вдыхании
воздействуют  на  органы  обоняния.  Сторонники  химиче¬
ской  теории  считают,  что  молекулы  ароматического  веще¬
ства,  попадая  на  слизистую  оболочку  носа,  вызывают  раз¬
дражение  обонятельного  нерва,  в  результате  чего  появ¬
ляется  ощущение  запаха.
 Если  с  вдыхаемым  воздухом  поступает  большое  коли¬
чество  пахнущих  молекул  какого-либо  душистого  вещества
и  сразу  вступает  в  реакцию  почти  все  реагирующее  веще¬
ство  слизистой  оболочки  носа,  то  наступает  притупление
обоняния.  Но  если  в  этот  момент  поднести  к  носу  другое
ароматическое  вещество,  то  «усталый»  нос  ясно  ощутит
новый  запах.  Следовательно,  активное  вещество  слизистой
оболочки  носа  способно  раздельно  реагировать  с  различ¬
ными  молекулами  душистого  вещества.  В  снятии  «устало¬
сти»  обоняния,  как  полагают,  принимают  участие  атомы
кислорода.
 245

Физическая  теория  обоняния  существует  еще  со  времен
М.  В.  Ломоносова.  Он  сам  принимал  участие  в  ее  формиро¬
вании.  Однако  эта  теория  долгое  время  уступала  химиче¬
ской,  потому  что  не  имела  в  своем  распоряжении  достаточ¬
но  убедительных  опытных  данных.  Сейчас  такие  данные
появились.  Обнаружено,  например,  что  бабочки-самцы
распознают  местонахождение  пахучей  самки  на  расстоянии
более  километра.
 Безусловно,  здесь  не  может  быть  никакой  речи  о  пе¬
редаче  по  воздуху  химических  веществ.  Тогда  как  же
это  происходит?  Исследователи  пришли  к  заключению,
 что  молекулы  душистых  веществ  генерируют  колебания
с  соответствующей  длиной  волны.  Волоски  органов  обоня¬
ния,  словно  микроантенны,  воспринимают  эти  волны,  по¬
рождая  ощущение  запаха.
 Для  проверки  предположения  были  поставлены  опыты.
Вот  один  из  них.  Мед  поместили  в  герметически  закупо¬
ренный  ящик.  В  стенке  ящика  сделали  окошечко  из
материала,  пропускающего  инфракрасные  лучи.  Пчелы
не  заставили  себя  долго  ждать.  Значит,  природа  запаха
не  химическая,  а  физическая.
 Если  запахи  порождают  волны,  то  мы  скоро  сумеем
передавать  любые  ароматы  на  любое  расстояние.  Кино
и  телевизионные  передачи,  помимо  звука  и  цвета,  обре¬
тут  третье  «измерение».  Физики  же,  исследовав  область
спектра  излучений  молекулами  ароматических  веществ,
научатся  генерировать  запахи,  не  используя  при  этом
цветы  и  душистые  вещества.
 Мечта?  Да!  Но  так  ли  далека  эта  чудесная  мечта  от
действительности,  если  физики  не  ошиблись  в  опытах?
 246

Глава  22
 ХИМИЧЕСКАЯ  ПАЛИТРА
 Краски  природы
 Чем  больше  усложняется  архитектура  молекулы  веще¬
ства,  тем  характернее  выявляются  в  нем  новые  особен¬
ности,  тем  шире  становятся  области  его  применения  и  ра¬
зительнее  контрасты  этих  применений.
 Нитроглицерин,  например,—  взрывчатое  вещество,  но
он  же  и  лекарственное  средство.
 Акрихин  и  стрептоцид  всем  известны  как  лекарства,
однако  они  же  являются  и  красителями.  Лекарств-краси¬
телей  много.  Все  они  появились  в  результате  развития
синтетической  химии,  в  результате  работ  химиков  над'
созданием  искусственных  красителей.
 Давно  известен  людям  красный  краситель,  но  добывать
его  было  очень  трудно.  Знаменитый  античный  пурпур,
которым  окрашивали  царские  мантии,  получали  из  мор¬
ских  улиток.  Глубоко  ныряли  за  ними  ловцы  в  синие  во¬
ды  Средиземного  моря.  Нужно  было  достать  со  дна  мо¬
ря  восемь  тысяч  ракушек  багрянки,  чтобы  из  желёзок
этой  улитки  выделить  один  килограмм  красного  краси¬
теля.
 Синий  цвет  давал  краситель,  выделяемый  из  листьев
растения  индигоноска,  растущего  в  Индии.  Отсюда  и  про¬
изошло  название  красителя  —  индиго.
 При  раскопках  пирамид  найдены  ткани,-  окрашенные
в  пунцовый  цвет.  Краситель,  дающий  этот  цвет,  извлека¬
ли  из  корней  растения  марены.  В  Европу  марена  переко¬
чевала  под  названием  ализари,  а  краситель  получил  на¬
звание  ализарин.
 В  позапрошлом  веке  человек  сделал  первую  попытку
быть  независимым  от  природы.  Он  стал  разводить  расте¬
ния,  из  которых  получались  красящие  вещества.  Но  для
культурного  разведения  растений,  содержащих  красящие
вещества,  требовалось  много  плодородной  земли.  Количе¬
ство  же  красителя,  содержащегося  в  выращиваемых
растениях,  было  ничтожно  мало.
 Тогда  пошли  по  другому  пути  —  ученые  стали  изы¬
скивать  средства  получения  красителей  искусственным
путем.
 247

Синтетические  красители
 В  1842  г.  в  лаборатории  Казанского  университета
русский  химик  Николай  Николаевич  Зинин  создал  орга¬
ническое  вещество  —  анилин.  Раньше  это  вещество  полу¬
чали  лишь  из  природного  красителя  —  индиго.
 Зинин  подверг  бензол  действию  азотной  кислоты  и  полу¬
чил  нитробензол.  На  нитробензол  он  воздействовал  серо¬
водородом.  Молекулы  нитробензола  при  этом  отдавали
кислородные  атомы  сероводороду,  получая  от  него  взамен
атомы  водорода.  Так  в  колбе  родилась  жидкость  —  анилин.
 Открытие  Зинина  положило  начало  новой,  анилино¬
красочной  промышленности  —  одной  из  основ  современ¬
ной  промышленной  химии.  В  настоящее  время  из  анили¬
на  производят  множество  разных  красителей,  более
100  лекарственных  веществ,  различные  фотографические
препараты  и  другие  ценные  вещества.
 Далеко  отстала  природа  от  чудесной  пробирки  хими¬
ков.  То,  что  природа  создает  в  течение  года  на  огромных
пространствах  земли,  получается  сейчас  на  заводах  за
несколько  часов  в  любое  время  года.
 В  1888  г.  уже  насчитывалось  около  тысячи  новых  краси¬
телей.  К  1923  г.  число  их  увеличилось  в  полтора  раза,
а  в  настоящее  время  количество  синтетических  красите¬
лей  увеличилось  еще  в  несколько  раз.
 В  соревновании  с  природой  химики  вышли  победителя¬
ми.  Сейчас  они  вырабатывают  вещества,  дающие  окраски
лучше  и  ярче,  чем  у  цветов.
 Советскими  инженерами  созданы  тысячи  синтетиче¬
ских  красителей,  которые  давно  и  полностью  вытеснили
из  употребления  природные.
 Анилино-красочная  промышленность  в  прошлом  была
«дочерью»  текстильной  промышленности,  но  теперь  она
так  выросла,  что  питает  своей  продукцией  свыше  20  отрас¬
лей  промышленности,  правда,  среди  них  по-прежнему
самым  крупным  потребителем  остается  текстильная.
 Для  каждой  группы  волокон  существуют  свои  краси¬
тели.  Так,  различаются  красители  для  хлопка,  шерсти,
для  натурального  и  искусственного  шелка.
 Существует,  кроме  того,  много  красителей,  применяе¬
мых  для  окраски  кожи,  меха,  дерева,  бумаги,  металла...
 Крупные  потребители  красителей  —  лакокрасочная  и
полиграфическая  промышленность.  Здесь  все,  от  цветного
 248

карандаша  и  до  акварели,  от  чернил  и  до  цветной  фото-
графин,  требует  красителей.
 Синтетические  красители  в  огромном  количестве  по¬
требляет  резиновая  промышленность.
 В  пищевой  промышленности  они  используются  для
окраски  сыра,  масла,  печенья,  напитков.
 Жировой  промышленности  красители  нужны  для  окра¬
ски  мыла,  свечей.
 Но  применение  красителей  давно  уже  вышло  за  рамки
обычных  окрасок.  В  различных  отраслях  народного  хозяй¬
ства  требуются  красители  с  водоотталкивающими  и  про¬
тивогнилостными  свойствами.
 До  последнего  времени  не  изучены  были  океанские
течения,  но  вот  после  растворения  в  океане  нескольких
тонн  красителя  была  решена  загадка  Гольфстрима,  этой
невидимой  теплой  реки,  текущей  в  толще  вод  океана.
Окрашенный  красителем  поток  позволил  определить  ее
ширину,  измерить  глубину,  проследить  маршрут  движения
и  узнать  скорость  течения.
 В  самое  последнее  время  выявилась  возможность  еще
одного  необычного  использования  красящих  веществ.
Бумага  разрушается  ультрафиолетовыми  лучами  и  выцве¬
тает.  От  старения  ее  не  в  состоянии  спасти  даже  самые  луч¬
шие  условия  хранения.  Она  желтеет  и  нанесенные  на  нее
рисунки,  гравюры  или  рукописный  текст  гибнут.  Наша
промышленность  выпускает  сейчас  краски,  носящие  наз¬
вание  бланкофоры.  Стоит  только  покрыть  бумагу  с  тек¬
стом  или  рисунками  водным  раствором  бланкофора,  как
тончайший  слой  красящего  вещества  приобретает  способ¬
ность  превращать  ультрафиолетовые  лучи  в  видимый  белый
свет,  который  не  вреден  для  бумаги.
 Бланкофоры  бывают  белые,  красноватые  и  синеватые.
Это  позволяет  подобрать  тон,  соответствующий  оттенку
обрабатываемой  бумаги.  Новыми  красками  можно  рестав¬
рировать  старые  документы,  рисунки,  картины  и  другие
музейные  ценности.
 Красители-хамелеоны
 Есть  красители,  которые,  как  хамелеоны,  меняют  ок¬
раску  в  зависимости  от  той  среды,  в  которую  их  вводят.
Этим  индикаторным  свойством  пользуются  при  химиче¬
ских  анализах.
 249

Один  из  самых  распространенных  химических  инди¬
каторов  —  гелиантин.  Желтый  цвет  он  меняет  на  красный
при  подкислении.
 Другой  краситель  —  фенолфталеин,—  бесцветный  в
нейтральной  среде,  окрашивается  щелочью  в  розовый  или
малиновый  цвет.
 Окраска  индикаторов  меняется  потому,  что  молекулы
красителей  образуют  новые  ионы  под  действием  кислот
или  щелочей.
 Есть  красители  «невидимки».  Они  обнаруживают  свое
существование  лишь  с  повышением  температуры.
 Существуют  красители,  меняющие  окраску  при  изме¬
нении  температуры.  Ими  польузуются  в  тех  случаях,
когда  необходимо  предупредить,  например,  перегрев  ци¬
линдра,  поршней,  подшипников  и  т.  д.  Части  двигателя,
окрашенные  этими  красителями,  сигнализируют  об  опас¬
ности  изменением  цвета.  Так,  фиолетовый  цвет  после
нагрева  до  440  градусов  превращается  в  белый.  Подобны¬
ми  красителями  делают  цветные  пометки  на  электриче¬
ских  пробках.  Перегоревшую  пробку  легко  обнаружить
по  изменившейся  окраске.
 Некоторые  красители  при  повышении  температуры
способны  менять  цвет  сначала  на  один,  а  затем  на  другой.
 Наша  промышленность  выпускает  в  продажу  так  назы¬
ваемые  термоиндикаторные  карандаши.  Каждый  из  них
имеет  определенный  цвет  при  нормальной  температуре.
Но  если  ими  нанести  на  испытываемый  предмет  цветные
полоски,  то  с  повышением  температуры  каждая  полоска
изменит  свой  цвет  на  другой.  Например,  фиолетовая  при
температуре  200  градусов  сделается  синей;  кремовая  при
нагреве  до  240  градусов  изменит  цвет  на  коричневый;
зеленая  при  270  градусах  станет  желтой.
 Но  красители  сейчас  требуются  не  только  для  окра¬
шивания.  Синтетические  красители  неплохо  служат  и  в
медицине.  Краситель  конго  красный,  например,  ускоряет
свертывание  крови  и  его  применяют  как  средство,  оста¬
навливающее  кровотечение.
 О  бласти  применения  искусственных  красителей  необъят¬
ны.  И  богатство  красок  в  природе,  создававшееся  мил¬
лионы  лет,  начинает  уже  бледнеть  перед  творениями  хими¬
ков.  Сотни  тысяч,  а  может,  и  миллионы  лет  пришлось  бы
ждать  появления  в  природе  многих  новых  красителей,
вырабатываемых  сейчас  искусственным  путем.
 250

Глава  23
 БОРЬБА  ЗА  ДОЛГОЛЕТИЕ
 Жизненные  амины
 «Пища  богов»  —  так  называли  герои  уэллсовского
научно-фантастического  романа  открытый  ими  продукт,
который  они  стали  в  крохотных  дозах  добавлять  к  корму
подопытных  животных.  В  результате  цыпленок  приобре¬
тал  размеры  страуса,  кошка  вырастала  величиною  с  тигра,
крыса  достигала  роста  медведя.
 В  основу  этой  своей  фантазии  знаменитый  английский
писатель  Г.  Уэллс  положил  реальное  достижение  науки
своего  времени  —  открытие  витаминов  —  веществ,  без
которых  нарушается  развитие  и  жизнедеятельность  живот¬
ного  и  человеческого  организма.
 Витамины  получили  название  от  латинского  слова
«вита»  —  жизнь.  Роль  этих  жизненных  аминов  в  биохими¬
ческих  процессах  живого  организма  очень  велика.  Когда
витаминов  не  было  в  пище  жителей  Севера,  они  гибли
от  трудно  излечиваемой  болезни  —  цинги.  Недостаток
витаминов  в  пище  детей  вызывает  другую  страшную  бо¬
лезнь  —  рахит.
 Жиры,  белки  и  углеводы  —  основные  элементы  пищи.
Выделяющаяся  при  химическом  изменении  этих  веществ
в  организме  энергия  необходима  для  поддержания  жизни.
Жиры  и  углеводы  потребляются  организмом  в  качестве
«горючего»  материала.  Белки  идут  главным  образом  на
постройку  новых  клеток.  Но  есть  еще  три  категории  ве¬
ществ,  крайне  необходимых  для  организма,—  это  вода,
соли  и  витамины.
 В  течение  жизни  человек  в  среднем  съедает  «каравай»
хлеба  весом  в  шесть  тысяч  килограммов,  выпивает  «круж¬
ку»  молока  объемом  в  шесть  тысяч  литров  и  «стакан»
воды,  вмещающий  свыше  десяти  тысяч  литров,  не  считая
значительного  количества  других  напитков.  Кроме  того,
на  «завтрак»  ему  требуется  двухтонный  кусочек  масла,
а  на  «обед»,  не  считая  мяса  и  рыбы,  идет  более  30  тысяч
килограммов  овощей  и  фруктов.  «Одна  «щепотка»  соли
к  такому  «обеду»  весит  гГолтонны.
 Количество  же  витаминов,  потребляемых  человеком
в  течение  жизни,  измеряется  буквально  граммами.  Но  эти
 251

граммы  активно  участвуют  в  тех  химических  превращени¬
ях,  которые  принято  называть  обменом  веществ.  Витамины
ускоряют  и  регулируют  все  химические  превращения
в  организме.
 Растения  —  главные  поставщики  витаминов.  «Фабри¬
кой  витаминов»  в  растении  является  зеленый  лист.  Здесь
вырабатывается  полуфабрикат  для  витамина  А,  накапли¬
вается  витамин  С,  имеются  витамины  группы  В  и  другие.
 Вот  почему  рекомендуется  употреблять  в  пищу  зеленый
лук,  шпинат,  салат,  щавель  и  молодые  листья  капусты.
 Трудно  переоценить  роль  витаминов  в  жизни  людей
и  животных.  С  ними  связаны  важнейшие  жизненные
процессы:  обмен  веществ,  деятельность  органов  чувств,
работа  нервной  системы,  процессы  формирования  новых
веществ  в  организме,  явления  роста,  размножения  и  мно¬
гие  другие.  Чрезвычайно  велико  значение  витаминов
и  в  жизни  растений.
 Сейчас  известно  около  двух  десятков  витаминов.  Какую
же  роль  выполняют  они  в  организмах?
 Без  витаминов  нет  жизни
 Обмен  веществ  протекает  в  животном  организме  при
непосредственном  участии  ферментов  и  витаминов.  Раз¬
режьте  яблоко,  и  белая  мякоть  его  буквально  на  ваших
глазах  приобретет  коричневый  оттенок.  Отломите  от  гри¬
ба  подосиновика  кусочек  шляпки,  и  вы  увидите,  как  све¬
жая  мякоть  этого  кусочка  сделается  сначала  синеватой,
а  потом  совсем  почернеет.  Поместите  кусочек  дрожжей
в  сладкую  воду,  и  вы  через  некоторое  время  заметите,
 252

как  из  воды  начнут  выделяться  пузырьки  газа  —  это
углекислый  газ.  Все  эти  внешне  наблюдаемые  процессы  —
результат  химических  реакций,  протекающих  под  влия¬
нием  ускорителей  процессов  —  ферментов,  которые  иног¬
да  называют  еще  энзимами.  Ферменты  —  это  биологиче¬
ские  катализаторы,  ускорители  процессов,  а  витамины
представляют  собой  органические  соединения,  по  боль»
шей  части  органические  кислоты.
 Ферменты  имеют  строение  более  сложное,  чем  витами¬
ны.  Они  участвуют  в  разнообразных  превращениях  веще¬
ства  в  живом  организме.  Без  ферментов  невозможна  жизнь,
поскольку  без  них  организм  животного  и  человека  не
в  состоянии  ни  усваивать,  ни  перерабатывать  питатель¬
ные  вещества.
 Сами  же  ферменты,  во  всяком  случае  большинство  из
них,  образуются  в  живых  организмах  при  содействии
витаминов.  Академик  Н.  Д.  Зелинский  высказал  в  1922  г.
предположение,  что  витамины  представляют  собой  строи¬
тельный  материал  для  ферментов.  Его  предположение
подтвердилось  опытами.  Установлено,  например,  что  одна
активная  часть  фермента,  так  называемый  кофермент,
состоит  из  витамина,  а  другая,  выполняющая  роль  пере¬
носчика,—  из  белкового
вещества.
 В  растительных  и
животных  организмах
углеводы  претерпевают
глубокие  изменения,
прежде  чем  из  них  об¬
разуются  белки  или  жи¬
ры.  Сначала  при  содей¬
ствии  ферментов  из  уг¬
леводов  образуется  пи-
ровиноградная  кислота.
 Эту  кислоту  фермент
карбоксилаза  превра¬
щает  в  белки  или  в  жи¬
ры.  Когда  в  организме
не  хватает  витамина  Вх,
то  в  первую  очередь  за¬
держивается  образова¬
ние  карбоксилазы,  что
вызывает  нарушение  уг-
 253

л  вводного  обмена.  Получающаяся  пировиноградная  кисло¬
та  не  расходуется  на  построение  белков  и  жиров,  а  накап¬
ливается.  От  этого  страдает  нормальная  жизнедеятель¬
ность,  а  у  людей,  кроме  того,  страдает  нервная  си¬
стема.
 В  растительном  организме  витамин  Вх  принимает
участие  в  отщеплении  от  пировиноградной  кислоты  угле¬
кислого  газа  и  в  присоединении  его  к  ней.  Раньше  счита¬
ли,  что  углекислый  газ  поступает  в  растение  только
через  листья.  Академик  А.  Л.  Курсанов  своими  опыта¬
ми  доказал,  что  корни  тоже  способны  поглощать  его,  да¬
же  без  участия  в  этом  процессе  солнечного  света.
 Откуда  берется  углекислый  газ  в  почве?
 Органические  вещества,  находящиеся  в  земле,  разру¬
шаются  микробами  почвы.  Это  разрушение  идет  иногда
до  полной  минерализации  их,  т.  е.  до  превращения  орга¬
нических  веществ  в  воду  и  углекислый  газ.
 В  почву  органические  вещества  могут  попадать  в  ре¬
зультате  того,  что  при  уборке  урожая  в  земле  и  на  поле
остаются  растительные  остатки,  а  также  в  результате  вне¬
сения  в  почву  органических  удобрений.
 А  витамины  какую  тут  играют  роль?  Оказывается,
под  влиянием  витаминов  в  корнях  растений  образуется
свыше  десяти  разных  аминокислот.  Эти  аминокислоты
из  корней  поступают  в  растительные  ткани,  где  из  них
формируются  разнообразные  белковые  вещества.  Образо¬
ванию  аминокислот  и  белков  в  растительном  организме
способствуют  витамины  В2,  В6,  В12,  РР,  Н  и  другие.
 Жиры  также  не  могут  появиться  в  растительном  орга¬
низме  без  содействия  витаминов.  В  их  образовании  из
углеводов  участвуют  витамины  Вх,  В2,  РР  и  другие,  а  из
белков  —  витамин  В6.
 Дыхание  —  важнейший  жизненный  процесс  у  расти¬
тельных  и  животных  организмов.  Этот  процесс  дает  орга¬
низму  энергию,  необходимую  для  взаимопревращения
веществ,  а  следовательно,  и  для  развития  его.  Наукой
доказано,  что  дыхание  осуществляется  в  организме  при
помощи  витаминов  В2  и  Вс.
 Но  как  же  образуются  сами  витамины?
 В  растительном  организме  витамины  создаются  из
простых  соединений.  Разные  растения  содержат  разное
количество  витаминов.  Содержание  витаминов  меняется
и  в  процессе  роста  растений.  Так,  проросшие  семена  бога-
 254

че  витаминами,  чем  непроросшие.  Исходя  из  этого,  можно
проросшими  семенами  сдабривать,  обогащать  витаминами
корм  для  скота.
 В  теле  растений  витамины  распределены  неравномерно.
Исследования  показывают,  что  в  кожуре  плодов  и  овощей
больше  витаминов,  чем  в  мякоти.  В  цедре  лимона  их
содержится  втрое,  в  кожице  сливы  —  в  десять  раз,  а  кры¬
жовника  —  в  два  раза  больше,  чем  в  мякоти.
 Корнеплоды  при  прорастании  теряют  значительное
количество  витаминов.  Вот  почему  необходимо  строго
следить  за  правильным  хранением  их.
 Удобрения  оказывают  большое  влияние  на  способ¬
ность  растений  накапливать  витамины.  Например,  от  недо¬
статка  в  почве  азотных  удобрений  вдвое  снижается  содер¬
жание  витаминов  в  овсе.  Недостаток  в  почве  фосфора  ска¬
зывается  на  уменьшении  в  растениях  витамина  С.
 Синтез  витаминов
 Для  организма  человека  наиболее  необходимы  витами¬
ны  А,  В,  С,  Б  и  некоторые  другие.
 Витамин  А  —  витамин  роста.  Он  нужен  также  для
поддержания  в  здоровом  состоянии  кожных  покровов,
слизистой  оболочки  глаз  и  для  сохранения  нормальной
остроты  зрения.  В  организме  животных  витамин  А  накап¬
ливается  в  печени.
 В  растениях  содержится  «полуфабрикат»  витамина  А,
так  называемый  «каротин»,  от  латинского  слова  «каро-
та»  —  морковь.  От  каротина  зависит  окраска  плодов  и  ово¬
щей,  например  абрикосов,  моркови.  Молекула  каротина
в  организме  человека  расщепляется  на  две  равные  части
и  дает  витамин  А.  По  месту  разрыва  присоединяются  ато¬
мы  кислорода,  придающие  молекулам  витамина  А  харак¬
тер  спиртовых  молекул.
 Из  одиннадцати  основных  видок  живых  существ  имеют
вполне  развитую  систему  зрительного  восприятия  только
три.  Это  моллюски  (спруты),  позвоночные  и  наконец  насе¬
комые,  ракообразные  и  паукообразные.  Между  ними  нет
никакой  связи,  ни  анатомической,  ни  эмбриологической,
ни  эволюционной.  Однако  знаменателен  тот  факт,  что
у  всех  этих  трех  видов  живых  существ  процесс  зрительного
восприятия  очень  близок  и  сходен.  В  нем  участвует  вита¬
мин  А.  Как  выяснилось,  восприятие  света,  начиная  от
 255

фототропизма  растений  (стремления  их  тянуться  в  направ¬
лении  света)  и  кончая  зрением  человека,  зависит,  оказы¬
вается,  от  светочувствительного  пигмента  типа  кароте-
ноидов.
 Сетчатка  нашего  глаза  воспринимает  световые  раздра¬
жения  несколькими  слоями.  Самый  глубокий  слой,  состоя¬
щий  из  клеток-«палочек»  и  «колбочек»,  представляет  собой
как  раз  тот  прибор,  который  воспринимает  зрительные  ощу¬
щения.  Содержимое  клеток-палочек  чувствительно  только
к  серому  цвету,  а  колбочек  —  ко  всем  остальным.
 В  клетках-палочках  заключен  фермент  —  зрительный
пурпур.  Это  красное  вещество,  именуемое  химиками  родо¬
псином,  представляет  собой  соединение  белка  с  витами¬
ном  А.  Под  действием  света  родопсин  химически  изме¬
няется.  В  темноте  он  снова  восстанавливается.  Появляю¬
щиеся  химические  соединения  действуют  на  глазной  нерв,
переносящий  зрительное  изображение  в  мозг.  Указанное
химическое  изменение  может  протекать  лишь  при  наличии
витамина  А.
 Колбочковые  клетки  в  сетчатке  глаза  наполнены
другим  ферментом  —  йодопсином  (фиолетовое  вещество),
которое  приобретает  химическую  активность  под  дей¬
ствием  света  благодаря  наличию  в  нем  витамина  А.
 Вот  почему  так  велико  значение  этого  витамина  для
сохранения  нормального  зрения  и  усиления  остроты  его.
Вот  почему  витамин  А  в  повышенных  дозах  необходим
людям,  которым  по  характеру  работы  требуется  напря¬
гать  зрение  —  шоферам,  машинисткам,  часовым  масте¬
рам  и  другим.
 Из  продуктов  животного  происхождения  витамином  А
богаты  рыбий  жир,  сливочное  масло,  печень  и  яичный
желток.  В  продуктах  растительного  происхождения  этого
витамина  нет.  Но  в  моркови,  томатах,  рябине,  шпинате,
петрушке,  зеленом  луке,  щавеле  и  абрикосах,  как  мы
уже  говорили,  содержится  каротин.  Из  этого  вещества
в  организме  животных  и  человека  образуется  вита¬
мин  А.
 Витамин  В  —  вещество  сложное.  Сейчас  известно
несколько  его  разновидностей:  Вх,  В2  и  другие.  Химиче¬
ский  состав  и  строение  их  различны.  Наибольшее  значе¬
ние  имеет  витамин  Вх.  Отсутствие  в  пище  витамина  Вх
влечет  за  собой  расстройство  нервной  системы  и  сердечной
деятельности,  так  как  в  тканях  накапливается  продукт
 256

неполного  сгорания  углеводов  —  пировиноградная  кис¬
лота,  вызывающая  быструю  утомляемость.
 Эта  же  кислота,  накапливаясь  в  крови  и  в  тканях  орга¬
низма,  может  вызвать  нервные  и  сердечные  расстройства.
Только  молекулы  витамина  Вх  способны  защищать  необы¬
чайно  чувствительные  к  этой  кислоте  ткани  сердца  и  моз¬
га.  Механизм  действия  витамина  Вх  заключается  в  том,
что  он  приводит  к  разложению  или  окислению  пировино-
градной  кислоты  и  удалению  ее  из  организма.
 Витамин  Вх  в  повышенных  дозах  нужен  людям,  трудо¬
вая  деятельность  которых  связана  с  напряжением  нервной
системы.  Группа  японских  исследователей  пришла  к  вы¬
воду,  что  нервное  перенапряжение  жителей  крупных  горо¬
дов  в  основном  объясняется  городскими  шумами  и  связано
с  большим  расходом  человеческим  организмом  витамина
Вх.  Ученые  пришли  к  выводу,  что  недостаток  этого  витами¬
на  сопровождается  явлениями,  которые  наблюдаются  у  лю¬
дей,  долго  находящихся  в  среде,  где  чересчур  много  шума,
а  именно:  раздражительностью,  сердцебиением,  бессо-
ницей,  потерей  способности  к  физическому  труду  и  к  сво¬
бодному  изложению  своих  мыслей  и  т.  д.
 Витамина  Вх  много  в  свежем  луке,  в  моркови.  Однако
в  процессе  варки  количество  его  уменьшается  чуть  ли
не  в  тысячу  раз.
 Советские  химики  Г.  В.  Челинцев,  3.  В.  Беневолен¬
ская,  В.  Г.  Лебедев  и  И.  М.  Лиснянский  разработали
и  внедрили  в  промышленность  метод  производства  синте¬
тического  витамина  Вх.  Добавляя  этот  витамин  в  готовую
пищу,  мы  компенсируем  разрушившийся  при  варке  при¬
родный  и  делаем  безвитаминную  пищу  полноценной  для
организма.
 Молекула  витамина  В2—  рибофлавина  —  имеет  при¬
мерно  такое  же  количество  углеродных  и  водородных  ато¬
мов,  как  и  молекула  витамина  В1?  но  строение  ее  значитель¬
но  сложнее.  Считают,  что  молекулы  витамина  В2  играют
важную  роль  в  зрительном  восприятии.  Витамин  В2
способствует  также  нормальному  усвоению  пищи  и  пра¬
вильному  обмену  веществ  в  организме.  Он  предохраняет
от  заболеваний  кожи,  глаз  и  заболеваний  слизистой  обо¬
лочки  рта  и  губ.
 В  естественных  продуктах  витамин  В2  содержится
главным  образом  в  дрожжах,  печени  животных,  молоке,
яйцах  и  зародышах  зерен.
 17 	А.  Ф.  Буянов
 257

Витамины-кислоты
 Среди  витаминов  есть  ряд  органических  кислот.  Одну
из  них  химики  называют  пантотеновой,  от  греческого
слова  «пантос»  —  вездесущий.  Она  обнаружена  в  расти¬
тельных  и  животных  организмах,  но  сейчас  ее  производят
синтетическим  путем.
 Если  в  пище  не  будет  достаточного  количества  панто¬
теновой  кислоты,  то  это  может  привести  к  преждевремен¬
ному  поседению  волос.  Но  роль  пантотеновой  кислоты
в  организме  отнюдь  не  исчерпывается  этим.  Как  известно,
молекулы  белков  и  жиров  расщепляются  в  желудочно-
кишечном  тракте  на  составные  части:  белки  —  на  амино¬
кислоты,  а  жиры  —  на  глицерин  и  органические  кисло¬
ты.  Когда  эти  разукрупненные  молекулы  поступают  из
кишечника  в  организм,  то  здесь,  с  помощью  пантотеновой
кислоты,  из  них  снова  строятся  молекулы  белков  и  жиров.
Интересно,  что  процесс,  происходящий  в  живом  организ¬
ме,  подсказал  химикам,  какими  путями  можно  идти  для
синтетического  получения  белков  и  жиров  на  производстве.
 При  отсутствии  в  организме  другой  кислоты  —  аскор¬
биновой  (витамина  С)  —  люди  заболевали  цингой.  Недо¬
статок  в  пище  витамина  С  вызывает  также  головные  боли,
общую  слабость,  быструю  утомляемость,  пониженную
сопротивляемость  организма.
 Советские  химики  Г.  Н.  Лебедев,  А.  Д.  Беззубов,
А.  Н.  Волкова,  П.  Е.  Буль,  Е.  П.  Ярош,  Л.  О.  Шнайдман,
Е.  А.  Чесночков  и  А.  А.  Шмидт  разработали  способ  про¬
изводства  витамина  С  из  глюкозы.
 Много  человеческих  жизней  отнимала  распространен¬
ная  в  мире  болезнь  —  пеллагра.  Ее  первоначальные
симптомы  —  головные  боли,  забывчивость,  мрачные  пред¬
чувствия,  рассеянность,  раздражительность  и  утомляе¬
мость.  В  1937  г.  химики  и  врачи  нашли  вещество,  излечи¬
вающее  эту  болезнь.  Оно  оказалось  не  чем  иным,  как  откры¬
той  уже  70  лет  назад  никотиновой  кислотой.  Досадно  было,
что  все  эти  годы  много  тысяч  людей  страдали  от  пеллагры,
а  исцелитель  —  никотиновая  кислота  (витамин  РР)  —
лежал  на  полках  лабораторий.
 Красные  и  белые  кровяные  шарики  быстро  «стареют»
и,  просуществовав  не  более  40  дней,  гибнут.  На  их  место
должны  поступать  «молодые».  Они  рождаются  в  костном
мозге.  Фолиевая  кислота,  найденная  в  зеленых  листьях,
 258

оказалась  тем  веществом,  которое  способствует  дозрева¬
нию  кровяных  шариков.  Пути  синтеза  фолиевой  кислоты,
так  же  как  и  других  важных  витаминов,  тоже  найде¬
ны  наукой.
 Советские  ученые  создали  синтетический  витамин  В12.
Характер  его  действия  на  организм  аналогичен  действию
фолиевой  кислоты,  но  активность  в  несколько  сотен  раз
превышает  активность  вещества,  добытого  из  зеленого
листа.
 Из  плодов  лимона  несколько  лет  тому  назад  был  выде¬
лен  витамин  Р.  Он  способствует  укреплению  стенок  ка¬
пиллярных  сосудов  и  предупреждает  кровоизлияния  в  мозг,
сердце  и  сетчатку  глаз.  Этот  витамин  содержится  в  расти¬
тельных  продуктах.  Больше  всего  его  имеется  в  лимонах,
апельсинах,  в  черной  смородине,  в  винограде.  Значитель¬
ное  количество  витамина  Р  найдено  в  листьях  чайного
растения  и  в  приготовленном  из  них  чае.
 Чудесные  исцелители
 Давно  известно,  что  тресковый  жир  излечивает  рахит  —
тяжелую  болезнь  детей,  в  результате  которой  кости  ребен¬
ка  становятся  мягкими  и  искривляются,  а  зубы  развивают¬
ся  медленно.  Как  выяснили  ученые,  в  тресковом  жире
содержится  витамин  Б.
 Существует  несколько  разновидностей  витамина  Б,
но  все  они  выполняют  в  организме  одинаковую  работу  —
управляют  процессом  отложения  кальция  и  фосфора  в  рас¬
тущей  кости.
 В  самой  лучшей  детской  пище,—  в  материнском  моло¬
ке  —  имеется  почти  все,  что  необходимо  для  роста  и  разви¬
тия  детского  организма,  однако  очень  мало  витамина  Б
и  железа.  Железом  детский  организм  еще  при  рождении
обеспечен  матерью  примерно  на  полгода.  После  этого
он  получает  железо  из  таких  пищевых  продуктов,  как
молоко,  яйца,  каша  и  другие.  Что  касается  витамина  Б,
то  о  нем  следует  рассказать.
 В  1925  г.  химики  открыли  новое  вещество  —  холе¬
стерин,  которое  также  излечивает  от  рахита.  Однако
у  холестерина  оказались  примеси.  От  них  решили  изба¬
виться,  так  как  в  чистом  виде  он  обещал  дать  именно  то,
что  могло  заменить  витамин  Б.  Вскоре  исследователи  тор¬
жествовали  —  получен  был  чистый  холестерин.
 17*  259

Нетерпеливые  медики  сразу  же  начали  испытывать  его
на  животных.  Но  то,  что  прекрасно  делал  «грязный»
холестерин,  не  мог  сделать  очищенный.  Он  не  давал  ника¬
кого  эффекта.
 Пришлось  начать  поиски  неизвестного  вещества.  И  на
сей  раз  его  нашли  в  примесях,  от  которых  с  таким  трудом
удалось  освободиться.
 Новое  вещество  обладало  значительно  большей  актив¬
ностью,  чем  тресковый  жир  или  холестерин.  Но,  когда
стали  его  изучать,  снова  столкнулись  с  неожиданностью.
Оказалось,  что  все  труды  и  изобретательность  были  потра¬
чены  на  открытие  известного  уже  более  20  лет  химическо¬
го  вещества  —  эргостерина.  Доли  миллиграмма  его  ока¬
зывали  действие,  равноценное  действию  целого  литра
свежего  трескового  жира.
 Эргостерином  снабжали  нас  раньше  растения,  и  уже
в  организме  человека  он  под  влиянием  солнечных  лучей
переходил  в  витамин  Б.  Получаемый  сейчас  синтетическим
путем  витамин  Б  не  требует  дополнительного  облучения.
 Следует  отметить,  что  для  взрослого  организма  вита¬
мин  Б  вреден,  так  как  способствует  ускоренному  окосте¬
нению  даже  в  суставах,  что  становится  потом  причиною
сильных  болей  в  суставах.
 Каждый  витамин  выполняет  в  человеческом  организме
только  свою,  строго  определенную  роль.  Так,  несверты-
вание  крови  считалось  раньше  неизлечимым  заболеванием.
Небольшая  царапина  долго  кровоточила,  отчего  человек
сильно  ослабевал.  А  когда  на  операционном  столе  хирур¬
га  появлялся  такой  больной,  то  он  мог  умереть  даже  после
прекрасно  проведенной  операции.  Исследования  показали,
что  такая  болезнь  вызывается  отсутствием  в  организме
витамина  К.
 Свой  инициал  в  виде  буквы  К  витамин  получил  от  сло¬
ва  «коагуляция»,  являющегося  синонимом  слова  сверты¬
вание.
 Свертывание  крови  —  это  процесс  превращения  веще¬
ства,  содержащегося  в  кровяной  плазме  (так  называемого
фибриногена),  из  растворимого  состояния  в  нерастворимое.
Такой  процесс  происходит  при  наличии  витамина  К.
Синтез  витамина  К  впервые  осуществил  академик
А.  В.  Палладии.
 Сходство  в  строении  и  химических  свойствах  витами¬
на  К  с  другим  известным  веществом,  называемым  бета-
 260

метилнафтохиноном,  подсказало  химикам,  что  это  вещест¬
во  тоже  должно  обладать  подобными  же  кровоостанавли¬
вающими  свойствами.  Медики  не  замедлили  проверить
новое  средство  на  животных.  И  предположение  химиков
подтвердилось.  Так  удалось  найти  витаминоподобное  веще¬
ство,  действующее  сильнее  того,  которое  накапливает
природа  в  печени  различных  рыб.
 Следует  упомянуть  еще  о  витамине  Е.  Этот  витамин
содержит  два  вещества.  Отсутствие  в  организме  одного
вызывает  бесплодие.  Другое  же  регулирует  работу  молоч¬
ных  желез.  Самым  богатым  хранилищем  витамина  Е  в  при¬
роде  является  сливочное,  хлопковое,  кукурузное  и  паль¬
мовое  масла.
 Недостаток  витаминов  в  пище  ощущается  особенно  зи¬
мой,  так  кай  количество  их  с  каждым  месяцем  хранения
свежих  овощей  и  фруктов  резко  снижается.  Поэтому
неоценимую  услугу  оказывают  людям  витамины,  выраба¬
тываемые  на  наших  заводах.
 Витамины  одинаково  необходимы  организму  ребенка
и  взрослого.  Вот  почему  Советское  правительство,  заботясь
о  здоровье  трудящихся,  специальным  постановлением  ввело
обязательную  витаминизацию  ряда  пищевых  продуктов.
 Катализаторы  в  живом  организме
 В  химической  лаборатории  для  расщепления  молекул
углеводов  на  углекислый  газ  и  на  воду  требуются  сильные
физические  факторы  воздействия.  Совсем  иначе  протекают
такие  реакции  в  организме,  где  катализаторами  процес¬
са  служат  ферменты.  Ферменты,  находящиеся  в  прото¬
плазме  клеток,  вместе  с  витаминами  обеспечивают  течение
важнейших  для  организма  химических  реакций.
 Ферменты  —  это  катализаторы  в  живом  организме.
В  организме  такие  катализаторы  играют  очень  важную
роль.  Они  ускоряют  течение  реакций.  С  их  помощью  в  ор¬
ганизме  происходит  разложение  сложных  веществ  на  про-
 264

стые.  С  их  помощью  производится  и  синтез  сложных
веществ  из  простых.  Неорганические  вещества  превраща¬
ются  ими  сперва  в  простые  органические  соединения,  затем
в  аминокислоты,  полипептиды  и,  наконец,  в  белки.
 Участие  ферментов  в  разложении  сложных  веществ
в  процессе  дыхания  впервые  раскрыли  В.  И.  Палладии
и  А.  Н.  Бах,  а  участие  ферментов  в  синтезе  доказано  было
А.  Н.  Данилевским,  который  в  1886  г.  установил,  что  под
влиянием  пепсина  (желудочного  сока)  раствор  пептона
(белковоподобного  продукта)  превращается  в  студень.
 В  то  время  считалось,  что  ферменты  могут  только  раз¬
рушать.  Созидание  же,'  как  полагали,  присуще  лишь
живой  материи.
 В  настоящее  время  получают  множество  веществ  с  по¬
мощью  ферментативного  синтеза.
 Чрезвычайно  важное  свойство  ферментов  открыл  ака¬
демик  А.  И.  Опарин.  Оказывается,  один  и  тот  же  фермент,
находясь  в  живой  клетке,  может  и  разрушать,  и  созидать.
 Если  он  находится  в  протоплазме,  как  в  растворе,  то  он
действует  разрушающе;  если  же  он  находится  в  связанном
состоянии  на  уплотненных  частях  протоплазмы,  то  дей¬
ствует  созидающе.
 Химики  научились  выделять  ферменты  в  чистом  виде.
 Биохимики  на  основании  учения  о  ферментах  предска-
 262

зывают  скороспелость  растения,  сахаристость  плодов,
засухоустойчивость  злаков,  на  что  раньше  селекционерам
требовались  целые  месяцы.
 Ферменты  на  производстве
 На  основе  работ  академика  А.  Н.  Баха  и  его  школы
возник  новый  раздел  науки  —  техническая  биохимия.
 Многовековое  производство  вина,  табака  и  чая  основы¬
валось  раньше  на  рецептах,  выведенных  практикой,  сущ¬
ность  же  процессов  оставалась  неизвестной.  Бах  и  его
ученики  доказали,  что  в  этих  производственных  процес¬
сах  идут  ферментативные  превращения  сырья  в  готовый
продукт.
 Теория  А.  Н.  Баха  помогла  разрешить  важные
практические  задачи.  Известно,  например,  что  чем  старее
вино,  тем  оно  лучше.  Но  старение  вина  требует  многих  лет.
 Академик  А.  И.  Опарин  открыл,  что  небольшая  добав¬
ка  в  молодое  вино  препарата  окислительного  фермента
пероксидазы  намного  сокращает  врезйя  старения  вина,
 Очень  эффективным  оказалось  использование  фермен¬
тов  при  переработке  табака  а  чая.  Раньше  томление
табака  продолжалось  длительное  время  и  требовало  боль-
 263

ших  производственных  помещений.  Советский  ученый
А.  И.  Смирнов,  руководствуясь  теорией  Баха,  нашел
наилучшие  условия  влажности,  температуры,  интенсивно¬
сти  воздухообмена  и  указал,  как  управлять  процессом
томления  табака.  Теперь  способ  Смирнова  широко  исполь¬
зуется  нашей  промышленностью.
 Технология  приготовления  чая  до  последнего  времени
не  имела  научных  основ.  Работы  академика  А.  И.  Опари¬
на  и  других  советских  ученых  раскрыли  суть  превращений,
происходящих  в  чайном  листе  во  время  его  переработки
и  легли  в  основу  получения  высококачественного  чая.
 Замечательных  результатов  достигли  советские  ученые
и  в  области  хлебопечения,  где  ферментативные  процессы
используются  для  оценки  качества  муки,  улучшения  хлебо¬
пекарных  свойств  ее  и  т.  д.
 Особенно  большое  значение  имеет  применение  концен¬
трированных  ферментов  в  кожевенной,  текстильной,
спиртовой  и  других  отраслях  промышленности.
 Изучение  самих  ферментов  привело  к  необычайно  важ¬
ным  последствиям.  Наука  открыла  «дверь»  в  мир  расти¬
тельных  организмов,  а  это  позволило  вмешиваться  в
природу  растений,  переделывать  ее  по  своему  усмотрению.
 Ряд  свойств  различных  растений  —  их  урожайность,
скороспелость,  устойчивость  к  морозу  и  к  засухе  —  ре¬
гулируется  теперь  направленным  действием  ферментов.
 Витамины  —  это  гормоны  растений.  Название  гормон
произошло  от  греческого  слова  гормон  —  движущий,  воз¬
буждающий.  Поэтому  витамины  называют  еще  фитогор¬
монами,  т.  е.  растительными  гормонами,  так  как  они
вырабатываются  в  растениях.
 Витамины  —  активные  регуляторы  химических  процес¬
сов  в  живом  организме.  На  создание  их  организм  человека
не  затрачивает  энергии:  они  приносятся  с  пищей  извне.
Но  другие  биологические  активные  регуляторы  —  гормо¬
ны  —  вырабатываются  специальными  железами  внутрен¬
ней  секреции.
 Синтетические  гормоны
 В  организме  человека  одни  гормоны  контролируют  пи¬
щевой  обмен,  другие  регулируют  рост  и  обеспечивают  раз¬
множение,  третьи  «заведуют»  жизнедеятельностью  орга¬
низма.
 264

В  коре  надпочечников  вы¬
рабатываются  так  называе¬
мые  кортикальные  гормоны.
Они  получили  свое  название
от  латинского  слова  кор-
текс—  кора.  Пока  их  выде¬
лили  28,  но  полагают,  что
их  больше.
 Особенностью  кортикаль¬
ных  гормонов  является  их
 строение.  Это,  во-пер¬
вых,  не  белки  и  не
аминокислоты,  как
другие  гормоны;  во-
вторых,  их  строение
сходно  между  собой,
но  совершенно  отлич¬
но  от  других  гормо¬
нов.  Роль  кортикаль¬
ных  гормонов  в  орга¬
низме  сводится  к  то¬
му,  что  одна  группа
их  регулирует  содер¬
жание  минеральных
веществ  в  крови,  а
другая  контролирует
запасы  гликогена  в
печени,  т.  е.  заведует
«складом»  крахмало¬
подобного  вещества
в  организме.
 Замечено,  что  ког¬
да  организм  выраба¬
тывает  кортикальные
гормоны,  количество
витамина  С  в  нем
уменьшается.  В  коре
 265

надпочечников  тоже  найдено  значительное  количество
витамина  С.  Однако  секрета  их  взаимодействия  узнать
пока  не  удалось.
 Прежде  всего  открыто  было  химическое  строение  гормо¬
на  адреналина,  выделяемого  надпочечной  железой.  Хими¬
ческая  активность  адреналина  необычайно  высока.  В  кро¬
ви  взрослого  человека  содержится  0,0000000055  грамма
адреналина,  т.  е.  у  всех  людей  на  Земле  всего  лишь
13,75  грамма.
 Адреналин  управляет  работой  мышц,  но  не  тех  мышц,
которые  по  нашей  воле  заставляют  работать  руки,  ходить
ноги,  закрывать  глаза,  а  тех,  которые  не  зависят  от  настро¬
ения  и  капризов  обладателя  —  например,  мышц  сердца.
 Адреналин  выполняет  в  организме  также  роль  перенос¬
чика  водорода.  При  биологическом  окислении  адреналин
превращается  в  соединение,  носящее  название  адренахром.
Каждая  молекула  этого  соединения  легко  присоединяет
четыре  атома  водорода,  переходя  снова  в  адреналин.
 Вещество,  содержащее  адреналин,  выделяется  в  орга¬
низме  человека  при  раздражении  нервов,  регулирующих
деятельность  дыхания  и  кровообращения.  А  при  раздра¬
жении  нервов,  управляющих  деятельностью  мышц,  выде¬
ляется  ацетилхолин.
 Открытие  веществ,  с  помощью  которых  нервная  систе¬
ма  управляет  деятельностью  органов  и  тканей,  позволило
использовать  их  для  восстановления  деятельности  того
или  иного  органа  при  нарушении  нервной  связи.  Для  этого
адреналин  и  ацетилхолин  стали  приготовлять  искусствен¬
ным  путем.
 Раньше  нужно  было  забить  несколько  быков,  чтобы  из
их  желез  добыть  один  грамм  адреналина.  Много  ума,  зна¬
ния  и  изобретательности  требовалось  для  того,  чтобы  вы¬
делить  микроскопические  количества  гормона  из  общего
количества  вещества,  в  котором  они  находились.  А  когда
химики  узнали,  что  в  основе  молекулы  адреналина  лежит
бензольное  кольцо,  этот  гормон  начали  вырабатывать
на  химических  заводах.
 Гормоны,  управляющие  гормонами
 В  центре  нашей  головы  природа  запрятала  небольшую
по  величине  железу  —  гипофиз,—  роль  которой  в  жизне¬
деятельности  людей  очень  велика.  Эта  железа  вырабаты-
 206

вает  около  25  различных  гормонов.  Изучено  из  них  ном
только  шесть.
 Какова  же  роль  гормонов  гипофиза?
 Эти  гормоны  управляют  в  организме  действием  гормо¬
нов  других  желез.  Вот  один  из  таких  «управляющих»
с  труднопроизносимым  названием  —  адренокортикотроп-
ный  гормон  —  проник  с  кровью  в  надпочечники  и  здесь
понуждает  железы  надпочечника  вырабатывать  гормоны.
Другой  гормон  гипофиза  регулирует  рост  организма.
Третий  и  последующие  управляют  деятельностью  щито¬
видной,  поджелудочной,  половой  и  других  желез  внутрен¬
ней  секреции.
 Половые  железы  всех  людей  вырабатывают  два  вида
гормонов:  экстрогены  и  андрогены.  Первые  ответственны
за  появление  женского  организма,  а  вторые  —  мужского.
В  женском  организме  образуется  больше  экстрогенов,
в  мужском,  наоборот,  больше  андрогенов.
 Половые  гормоны  по  своему  строению  представляют
собой  как  бы  перевернутое  изображение  друг  друга.  Это,
если  так  можно  сказать,  два  одинаковых  соединения
только  с  противоположно  направленным  действием.
 Химиками  создан  сейчас  искусственный  гормон  типа
экстрогенов.  Это  так  называемый  стилбестрол.  Строение
его  не  похоже  на  строение  природного  гормона,  однако  по
эффективности  действия  он  превосходит  природный.
 Изучение  и  искусственное  построение  молекул  гормо¬
нов  —  это  не  только  борьба  за  долголетие.  При  помощи
синтетических  гормонов  человек,  может  быть,  сумеет
выращивать  гигантских  животных  и  птиц,  а  также  созда¬
вать  животных  с  необычайно  большой  мускульной  силой.
 С  помощью  искусственных  гормонов  можно  наращи¬
вать  у  животных  нежное  и  вкусное  мясо,  повышать  удой
молока  и  т.  д.
 Изучение  химического  строения  витаминов  и  гормонов
привело  уже  сейчас  к  поразительным  результатам.  Ока¬
залось,  что  многие  из  этих  веществ,  имеющие  различные
физиологические  функции,  очень  близки  друг  к  другу
по  своей  структуре.  В  организме  человека  и  животных
они  строятся  по  принципу  величайшей  экономии.  Холе¬
стерин,  например,  построен  из  четырех  соединенных  моле¬
кул-колечек.  Из  них  три  бензольных  кольца,  т.  е.  шести¬
угольные,  и  одно  пятиугольное,  к  которому  присоединена
молекула  из  восьми  атомов  углерода.  Холестерин  —  хими-
 267

ческий  родственник  витамина  Ё).  Он  постоянно  присут¬
ствует  в  природных  жирах  и  выполняет  в  человеческом
организме  роль  «лекаря»  от  различных  ядов.
 Химики,  раскрыв  строение  витаминов  и  гормонов,
организовали  их  производство.  Тем  самым  они  помогли
врачам  проникнуть  в  тайники  живого  организма,  чтобы
устранять  там  болезненные  нарушения.
 Огромные  успехи  достигнуты  химиками  и  в  области
синтеза  лекарственных  средств.
 Глава  24
 ЭЛИКСИР  ЗДОРОВЬЯ
 Конструирование  лекарств
 Наши  далекие  предки  пользовались  лекарствами  из
«аптеки»  природы.  Это  были  вещества  минерального  про¬
исхождения  —  ртуть,  сера,  всевозможные  соли  и  многое
другое;  вещества  животного  происхождения  —  желчь,
жиры,  вытяжки  из  печени;  использовались  также  веще¬
ства,  входившие  в  состав  лука,  мака,  чеснока,  мяты  и  дру¬
гих  растений.
 Больше  всего  лекарственных  средств  поставлял  людям
именно  растительный  мир.  И  это  понятно.  Растения  дают
пищу  животным  и  человеку.  На  земном  шаре  насчитывает¬
ся  около  160  тысяч  видов  растений,  и  многие  из  тех  расте¬
ний,  которые  издавна  считались  лекарственными,  были
подвергнуты  научному  исследованию.  Полезными  призна¬
но  не  более  300,  а  для  лечебных  целей,  как  выяснилось,
может  быть  использовано  еще  меньше.  К  тому  же  среди
всех  растений  не  оказалось  таких,  которые  давали  бы
лекарственные  средства  для  борьбы  с  туберкулезом,  тифом
и  многими  другими  болезнями.  Тогда  на  помощь  медицине
пришла  химия.
 Углерод  и  хлор  в  руках  инженеров-химиков  превра¬
щаются  в  наркотическое  средство  —  хлороформ.  Из  камен¬
ноугольной  смолы  производится  сульфидин,  излечиваю¬
щий  от  крупозного  воспаления  легких,  менингита,  кори,
дифтерии  и  некоторых  других  болезней.  Из  смолы  же
вырабатывается  салициловая  кислота.  Натриевая  соль
этой  кислоты  применяется  как  лекарство  от  ревматизма.
 268

Не  только  одни  простые  вещества  идут  на  приготовле¬
ние  лекарств.  Краситель  хризоидин,  например,  хорошо
знают  текстильщики.  Они  давно  применяют  его  для
окраски  тканей.  После  незначительного  переконструиро¬
вания  молекул  этого  красителя  химики  создали  новое
вещество,  обладающее  способностью  убивать  болезне¬
творные  бактерии.  Это  красный  стрептоцид.  Врачи  про¬
верили  действие  этого  лекарства  и  убедились,  что  оно
убивает  микробов  ангины,  а  также  микробов,  вызывающих
гнойные  процессы  и  другие  заболевания.
 Лечебные  свойства  красного  стрептоцида,  как  потом
установили,  объясняются  тем,  что  в  человеческом  орга¬
низме  его  молекула  расщепляется,  образуя  менее  сложное
вещество  —  сульфаниламид,  который  стали  называть
белым  стрептоцидом.  Производство  белого  стрептоцида
оказалось  проще.  Поэтому  отпала  необходимость  выраба¬
тывать  красный  стрептоцид.  Белый  стрептоцид  губителен
для  многих  болезнетворных  микробов.  Действует  он
только  на  организм  микроба  и  почти  не  приносит  вреда
человеку.
 В  дальнейшем  выяснилось,  что  и  другие  химические
соединения,  имеющие  в  своем  строении  сульфамидные
группы,  ведут  себя  подобно  стрептоциду.  Это  позволило
химикам  установить  зависимость  лечебных  свойств  от
химического  строения  вещества.
 В  июле  1937  г.  советские  химики  И.  Я.  Постовский
и  Л.  Н.  Болдырев  синтезировали  сульфидин.  Год  спустя
получили  сульфазол,  вслед  за  которым  синтезировали
прекрасное  противодизентерийное  средство  —  дисульфан.
 Создание  сульфамидных  лекарственных  средств  от¬
крыло  принципиально  новое  направление  в  борьбе  с  болез¬
нетворными  микробами  —  это  путь  химической  подделки
веществ,  необходимых  микробам.
 Множество  молодых,  цветущих  жизней  унесла  страш¬
ная  болезнь  «белая  смерть»—  туберкулез.  Изыскивая
противотуберкулезное  лекарство,  советские  химики
С.  А.  Гиллер,  А.  И.  Калниньш,  Г.  М.  Семенюк,  Н.  Н.  Нау¬
менко  и  Н.  М.  Гершова  установили,  что  салициловая  киог
лота  способствует  увеличению  потребления  кислорода
бациллами.  Следовательно,  заключили  ученые,  надо  соз¬
дать  такое  соединение  этой  кислоты,  которое  действовало
бы  на  организм  бациллы,  как  яд.  Поскольку  химики
действовали  совместно  с  врачами,  они  быстро  нашли  его.
 209

Это  оказалась  органическая,  так  называемая  параамино-
салициловая  кислота  —  сокращенно  «Паск».
 При  введении  натриевой  или  кальциевой  соли  этой
кислоты  в  организм  больного  туберкулезные  бациллы
поглощают  ее  и  начинают  «задыхаться»,  так  как  «Паск»
 затрудняет  усвоение  ими  кислорода  и  в  результате  при¬
водит  их  к  гибели.
 «Паск»  —не  универсальное  средство  от  туберкулеза.  Оно
излечивает  лишь  некоторые  формы  его.  Но  окрыленные
первым  успехом  химики  продолжали  работу.  И  скоро
медицина  обогатилась  новым  противотуберкулезным  ле¬
карством  —  тибоном,  который  излечивает  особенно  тяже¬
лые  поражения  гортани.
 Группа  ученых  Всесоюзного  научно-исследователь¬
ского  химико-фармацевтического  института  им.  С.  Орджо¬
никидзе  создала  другой  противотуберкулезный  препарат—
фтивазид.
 Новое  лекарство  обладает  сильным  лечебным  действием
при  различных  формах  туберкулеза  легких.  Применение
фтивазида  дает  быстрое  улучшение  состояния  больного:
снижается  температура,  улучшается  состав  крови,  умень¬
шается  кашель,  исчезает  слабость,  у  больного  повышается
аппетит.  Под  влиянием  фтивазида  рассасываются  специ¬
фические  туберкулезные  поражения  и  исчезают  воспали¬
тельные  явления  в  легких.
 Этот  препарат  эффективен  не  только  при  легочном
туберкулезе,  но  и  при  туберкулезе  гортани,  дыхательных
 270

путей,  лимфатических  желез,  почек,  костей  при  туберку¬
лезном  менингите.  Не  менее  положительно  его  действие
при  лечении  туберкулеза  кожи  (волчанки).  У  страдающих
этой  болезнью  в  течение  многих  лет  за  бдну-две  недели
приема  фтивазида  наступает  быстрое  улучшение.
 Победители  страшных  болезней
 Первые  европейцы,  попавшие  в  Южную  Америку,
очень  часто  гибли  там  от  тропической  лихорадки.  Лучшие
врачи  оказывались  бессильными  против  этой  болезни.
Однако  в  Перу  лекари-индейцы  излечивали  от  лихорадки
даже  тогда,  когда,  казалось  бы,  смерть  уже  переступила
порог  жилища  больного.
 Исцеление  приносила  кора  хинного  дерева.  Изучив
состав  этой  коры,  химики  обнаружили  в  ней  хинин.
Именно  он  и  излечивал  от  малярии  —  так  названо  было
заболевание  тропической  лихорадкой.  Дальше  следовал
знакомый  уже  нам  путь.  Химики  сделали  в  колбе  то,  что
вырабатывается  в  хинном  дереве.
 Чтобы  вырастить  хинное  дерево,  нужны  годы  и  годы.
Но  всего  несколько  дней  требуется  химикам  для  того,
чтобы  «вырастить»  хинин  в  колбе.  Однако  хинин,  являясь
прекрасным  противомалярийным  средством,  вызывает  не¬
приятные  явления  —  звон  в  ушах,  временную  глухоту,
тошноту.  Это  заставило  химиков  заняться  поисками
веществ,  которые  были  бы  лучше,  чем  природные.  И  такие
вещества  были  найдены.  Синтетическим  путем  получили
сначала  вещество,  которое  было  названо  плазмохин.  По
лечебному  действию  оно  превосходило  хинин,  а  побочные
явления  у  него  отсутствовали.
 Синтез  плазмохина  —  большое  достижение  науки.  Но
химики  не  остановились  и  на  этом.  В  1933  г.  им  удалось
«сконструировать»  новое  противомалярийное  средство  —
акрихин,  который  оказался  значительно  эффективнее
хинина.
 Расскажем  и  еще  об  одном,  пока  что  мало  известном
достижении  лекарственной  химии.  Издавна  жиры  расти¬
тельного  и  животного  происхождения  использовались
в  народной  медицине  для  лечения  кожных  и  инфекционных
болезней.  Однако  лишь  недавно  раскрыт  секрет  их  дей¬
ствия.  Жирные  кислоты,  содержащиеся  в  растительных
маслах,  обладают  антибактериальными  свойствами.  Они

губительно  действуют  на  болезнетворных  микробов.  Так,
хаулмугровая  и  гидрокарповая  жирные  кислоты,  добы¬
ваемые  из  масла  тропических  растений,  убивают  возбуди¬
телей  проказы.  Раньше  эта  тяжелая  и  заразная  кожная
болезнь  считалась  неизлечимой.  Больные  проказой  изо¬
лировались  от  общества  в  специально  отведенные  для  них
места  жительства  —  лепрозории.
 Препараты,  приготовляемые  из  хаулмугрового  масла,
излечивают  проказу  не  только  в  ранних  стадиях  заболе¬
вания,  но  и  даже  застарелые  ее  формы.
 Одним  из  злейших  врагов  человечества  является  рак.
Ежегодно  он  уносит  во  всем  мире  большое  количество
цветущих  жизней.  В  арсенале  врачей  против  этой  болезни
имеются  и  химические  средства.  К  числу  таких  средств
относятся  противоопухолевые  антибиотики,  в  частности
актиномицин  А,  полученный  американскими  учеными
Ваксманом  и  Вудрефом,  а  также  другие  антибиотики.
 Эффективные  противоопухолевые  вещества  выделены
из  растений.  При  лечении  ими,  например,  рака  кожи
результат  получается  не  хуже,  чем  при  лечении  опухоли
рентгеновыми  лучами.
 Исходя  из  того,  что  некоторые  вирусы  избирательно
накапливаются  в  тканях  опухолей,  исследователи  испыты¬
вают  действие  вирусной  инфекции  на  развитие  злокаче¬
ственной  опухоли.
 Больших  успехов  добились  на  поприще  борьбы  с  рако¬
выми  заболеваниями  химики.  Ими  создано  немало  синте¬
тических  препаратов,  дающих  хорошие  результаты  при
лечении  злокачественных  опухолей.
 В  1945  г.  советский  ученый  Н.  В.  Лазарев  предложил
лечить  рак  химическими  соединениями,  сходными  по
структуре  с  азотистыми  основаниями  —  пуринами  и  пири-
мидинами.  Без  этих  оснований  раковые  клетки  не  в  состоя¬
нии  ни  развиваться,  ни  размножаться.  Если  вместо  полез¬
ного  для  клеток  опухоли  вещества  им  предоставить  близ¬
кое  по  строению,  но  вредное  для  них  вещество,  то  эффект
не  заставит  себя  ждать.
 Идея  оказалась  правильной.  Такие  препараты  теперь
созданы,  и  с  помощью  их  удается  лечить  острые  формы
белокровия,  а  также  некоторые  виды  опухолей  молочной
железы  и  кишечника.
 Другой'советский  ученый,  Л.  Ф.  Ларионов,  предложил
для  лечения  раковых  опухолей  применить  вещества,
 272

из  которых  раковые  клетки  синтезируют  нуклеиновые
кислоты  и  ,белки,  только  к  этим  веществам  должно  быть
химически  присоединено  какое-либо  ядовитое  соединение.
Принцип  оказался  тоже  верным.
 В  настоящее  время  таким  путам  создано  и  применяется
два  препарата:  допан  и  сарколизин.  Они  прошли  проверку
в  клинике  и  теперь  широко  применяются  в  лечебной  прак¬
тике.
 Наступление  на  рак  продолжается.
 Лечение  жемчугом
 В  нашей  крови  содержатся  красные  кровяные  шарики—
эритроциты,  переносчики  кислорода,  и  белые  кровяные
шарики  —  лейкоциты,  защитники  организма  от  инфекции.
Первые  «живут»  около  месяца,  а  вторые  —  не  больше
трех  дней.
 «Фабрики»  кровяных  шариков  в  организме  человека  —
костный  мозг,  селезенка  и  лимфатические  железы.  В  них
ежедневно  должно  вырабатываться  около  триллиона  крас¬
ных  и  свыше  20  миллиардов  белых  кровяных  шариков.
Нарушение  этого  «плана»  приводит  организм  к  очень
серьезному  заболеванию,  в  частности  связанному  с  недо¬
статком  в  крови  лейкоцитов.
 Советские  ученые  задались  целью  открыть  такое  лекар¬
ственное  средство,  которое  могло  бы  воздействовать  на
кровотворные  органы,  заставляло  бы  их  вырабатывать
необходимое  количество  лейкоцитов  и  эритроцитов  в  то
время,  когда  нормальная  деятельность  этих  органов  нару¬
шена.
 В  своей  работе  они  учли  открытие  русского  врача
М.  В.  Черноруцкого,  доказавшего  в  1911  г.,  что  химиче¬
ское  соединение  —  нуклеиновокислый  натрий  —  способ¬
ствует  быстрому  увеличению  количества  лейкоцитов  в
крови  здорового  человека.
 В  гное  была  найдена  нуклеиновая  кислота.  Устано¬
влено,  что  она  образуется  там  в  результате  разложения
лейкоцитов,  «павших  в  сражении»  с  внедрившимися  бо¬
лезнетворными  микробами.  При  этом  выяснилось,  что
нуклеиновая  кислота  воздействует  на  нервную  систему
и  побуждает  костный  мозг  пополнять  убыль  лейкоцитов
в  крови.  Таким  образом,  организм  сам  способен  регулиро¬
вать  выработку  кровяных  шариков.  Лекарственные  пре-
 18 	д.  ф.  Буяцо$

параты,  приготовленные  из  нуклеиновой  кислоты,  облег¬
чают  эту  задачу.
 Наши  ученые  нашли,  что  содержащийся  в  нуклеино¬
вой  кислоте  гуанин  оказывает  сильное  действие  на  крово¬
образующие  органы.  Гуанин  содержится  и  в  жемчужном
пате,  добываемом  из  раковин  или  чешуи  рыб.  Это  он
содействует  образованию  у  жемчужин  красивых  радуж¬
ных  переливов.  Из  гуанина  сейчас  по  методу,  разработан¬
ному  заслуженным  деятелем  науки  профессором  Н.  В.  Лаза¬
ревым,  Н.  В.  Храмовой-Борисовой  и  другими,  приготов¬
ляют  новый  лекарственный  препарат,  получивший  назва¬
ние  метацил.
 Для  восстановления  нормальной  деятельности  кро¬
ветворных  органов  метацил  принимается  внутрь  прямо
с  пищей.
 В  химии  сплошь  и  рядом  можно  встретить  вещества,
принадлежащие  к  одному  и  тому  же  классу  соединений,
но  отличающиеся  резко  противоположным  действием  на
организм.  Иприт,  например,  сходен  по  строению  с  новым
лекарством  —  эмбихином.  Однако  иприт  —  отравляющее
вещество,  а  эмбихином  излечивают  злокачественные  опу¬
холи  лимфатических  желез.  Раньше  появление  такой
опухоли  приводило  к  неизлечимой  болезни  —  белокро¬
вию,  т.  е.  к  чрезмерно  быстрому  накоплению  в  крови  лей¬
коцитов.
 Самым  лучшим  лекарственным  средством  считается
такое,  которое,  не  оказывая  вредного  действия  на  орга¬
низм,  губит  носителей  болезни.
 Тамерлан,  как  гласит  предание,  пощадил  жителей
взятого  им  города  Тавриза  лишь  за  то,  что  лекари  этого
города  с  помощью  специальной  мази  избавили  его  воинов
от  платяных  насекомых.
 Насекомые  очень  долгое  время  были  главными  рас¬
пространителями  многих  эпидемических  болезней,  уносив¬
ших  порой  большее  число  жертв,  чем  опустошительные
войны.  Химики  вместе  с  врачами  выработали  средства
лечения  этих  болезней  и  средства  для  уничтожения  их
разносчиков  —  мух,  комаров  и  т.  д.  «Сконструировано»
такое  оружие,  с  помощью  которого  можно  в  короткий  срок
справиться  с  любой  армией  бациллоносителей.  Назы¬
вается  это  химическое  оружие  гексахлоран.  Новое  веще¬
ство  —  страшный  яд  для  насекомых,  но  оно  почти  без¬
вредно  для  людей  и  животных.
 274

Гексахлораном  можно  опыливать,  опрыскивать  или
окуривать  заселенные  насекомыми  места.  Если  раствором
его  опрыскать  стены  комнаты,  то  садящиеся  на  них  мухи
и  комары  погибнут.
 Обработанное  гексахлораном  белье  в  течение  семи
месяцев  убивает  попадающих  на  него  паразитов.  Это  дей¬
ствие  оно  сохраняет  даже  после  стирки.
 Широкое  применение  находит  в  настоящее  время  гекса¬
хлоран  и  в  практике  борьбы  с  сельскохозяйственными
вредителями.
 Соревнование  с  природой
 Китайские  лекари  еще  в  древности  начали  применять
в  качестве  снотворного  опий,  содержащийся  в  высушенном
соке  незрелого  мака.  Но  во  врачебной  практике  в  ряде
случаев  применение  опия  опасно.  И  вот  в  качестве  нового
снотворного  средства  врачи  начали  пользоваться  этило¬
вым  эфиром,  получаемым  из  винного  спирта.  Искусственно
созданное  вещество  во  многом  превосходит  природный
алкалоид  —  опий.
 Органические  соединения,  называемые  алкалоидами,—
это  для  врачей  и  «орудие  обороны»,  и  «орудие  наступле¬
ния».  С  помощью  алкалоидов  врачи  защищают  человече¬
ский  организм  от  болезнетворных  микробов.  Алкалоиды
же  врачи  используют  в  качестве  губительного  средства
против  микробов,  поселившихся  в  организме  больного.
 Главными  поставщиками  алкалоидов  до  недавнего
времени  были  растения.  Выделено  около  700  природных
 18*  275

алкалоидов.  Но  многие  из  этих  веществ  производятся
теперь  и  химическим  путем.
 Алкалоиды  —  ценные  медикаменты.  Они  отличаются
весьма  сильным  физиологическим  действием.  Их  целебные
свойства  широко  используются  врачами  в  лечебной  прак¬
тике  для  снятия  боли,  успокоения  кашля,  их  применяют
как  снотворное  средство.
 Морфий,  например,  успокаивает  нервную  систему,
кокаин  ослабляет  чувствительность  периферических  нер¬
вов;  кодеин  уменьшает  болезненное  раздражение  дыха¬
тельных  путей;  атропин  успокаивает  желудочные  боли,
сальсолин  понижает  кровяное  давление.
 Долгое  время  гангрена  неизменно  требовала  хирурги¬
ческого  вмешательства.  Сейчас  советские  химики  передали
в  арсенал  врачебной  практики  новое  средство  для  ее
лечения  —  алкалоид  пахикарпин,  с  помощью  которого  лег¬
ко  излечивается  болезнь,  делавшая  раньше  людей  кале¬
ками.
 Индейцы  давно  знали,  что  при  жевании  листьев  расте¬
ния  кока  немеет  язык.
 В  прошлом  столетии  из  этих  листьев  химики  выделили
обезболивающее  вещество  —  кокаин.  В  1923  г.  кокаин
был  получен  синтетическим  путем.  А  вскоре  было  синтези¬
ровано  новое  вещество  с  обезболивающими  свойствами  —
новокаин.  Ныне  же  существует  целый  «набор»  синтетиче¬
ских  обезболивающих  средств.
 В  наши  дни  все  лекарственные  вещества,  существую¬
щие  в  «аптеке»  природы,  могут  быть  созданы  в  лабора¬
тории.
 Усилиями  ученых  население  земного  шара  избавлено
сейчас  от  болезней,  уносивших  некогда  в  могилу  миллионы
жертв.  Чума,  малярия,  туберкулез,  дизентерия,  тиф  —
все  эти  и  еще  многие  другие  страшные  болезни  побеждены
разумом  человека.  Современный  врач  вооружен  теперь
могучими  лекарственными  средствами,  в  создание  кото¬
рых  такой  большой  вклад  внесли  химики.  Химические  свой¬
ства  вещества  зависят  от  строения  его  молекул.  Лечебные
свойства  также  находятся  в  определенной  зависимости  от
архитектуры  молекул.  Настанет  время,  когда  ученые  от¬
кроют  законы,  позволяющие  с  математической  точностью
конструировать  лекарства  с  нужными  лечебными  свой¬
ствами.
 276

Глава  25
ТАЙНЫ  БОЛЬШИХ  МОЛЕКУЛ
 Сшивание  молекул
 Огромная  человеческая  семья,  населяющая  нашу  пла¬
нету,  до  недавнего  времени  не  ощущала  недостатка  в  мате¬
риалах  для  своей  созидательной  деятельности.  Эти  мате¬
риалы  —  древесина,  камень,  металл,  волокна,  каучук
и  другие  —  в  достаточном  количестве  поставляла  природа
из  своих  неиссякаемых  кладовых.  Однако  в  настоящее
время  природные  материалы  часто  не  удовлетворяют  воз¬
росшим  требованиям.
 Новая  техника,  новые  режимы  работ  потребовали
таких  материалов,  которые  вообще  не  встречаются  в  при¬
роде.  И  такие  материалы,  со  свойствами  лучшими,  чем
у  природных,  были  созданы.  Создали  их  химики.
 Мы  живем  в  век  интереснейших  превращений  веще¬
ства,  когда  химия  стала  могучим  оружием  в  руках  чело¬
века,  преобразующего  природу.
 Наиболее  ценные  материалы  —  волокна,  мех,  кожу,
смолы,  каучук  и  многие  другие  вещества  —  природа
создает  с  помощью  растительных  и  животных  организмов.
Ученые  отняли  эту  монополию  у  природы.  Такие  же  ве¬
щества  и  материалы  производятся  химическим  путем.
 Современные  химики  —  искуснейшие  архитекторы.  Их
чертежи  —  это  химическое  строение  вещества,  а  «строи¬
тельная  площадка»—  стеклянные  колбы  и  аппараты.  Тем
не  менее,  их  атомно-молекулярные  постройки  поистине
грандиозны.  Они  берут  в  качестве  сырья  продукты  пере¬
работки  угля  и  нефти  и  превращают  эти  «отбросы»  в  цен¬
ные  пластические  массы.
 Из  нефтяного  и  подземного  газов  они  строят  мате¬
риалы  с  такими  универсальными  свойствами,  которыми  не
располагают  природные.
 Атомы  углерода,  находящиеся  в  угле,  с  помощью
извести  и  воды  химики  соединяют  в  молекулы  ацетилена,
которые  служат  сырьем  для  получения  синтетического
каучука  и  волокна.  Молекулы,  составляющие  дерево,  они
перестраивают  так,  что  непрозрачная  древесина  приобре¬
тает  вид  серебристой  прозрачной  пленки  или  превращается
в  крепкие  и  красивые  нити  искусственного  шелка.
 277

Куда  бы  вы  ни  бросили  свой  взгляд,  всюду  увидите
новые  искусственные  и  синтетические  волокнистые  и  эла¬
стичные  материалы,  а  также  пластмассы.  И  замечательно
то,  что  химически  созданные  материалы  —  не  просто
заменители  естественных,  они  обладают  новыми,  необы¬
чайно  ценными  сочетаниями  свойств.  Так,  органическое
стекло  прочно,  как  металл,  и  в  то  же  время  прозрачно.
Некоторые  из  синтетических  каучуков  выгодно  отли¬
чаются  от  естественного  каучука:  они  не  боятся  мороза
и  почти  не  «стареют»,  т.  е.  не  теряют  своих  свойств  со  вре¬
менем.  Искусственное  волокно  может  быть  прочнее  нату¬
рального  и  сочетать  в  себе  одновременно  и  блеск  шелка,
и  «теплоту»  шерсти.
 Познавая  тайны  строения  вещества,  химики  разраба¬
тывают  промышленные  методы  получения  новых,  так  назы¬
ваемых  синтетических  материалов,  т.  е.  материалов,
создаваемых  химическим  путем,  и  успешно  конкурируют
с  природой.  Природа  за  миллиарды  лет  существования
нашей  планеты  создала  всего  один  вид  эластичного  мате¬
риала  —  каучук.  Химики  же  за  несколько  десятилетий
дали  человечеству  не  менее  50  разных  синтетических  кау¬
чуков.  В  природе  насчитывается  несколько  видов  тек¬
стильных  волокон  —  шелк,  шерсть,  хлопок,  лен...  Хими¬
ки  за  короткое  время  создали  свыше  20  видов  искусст¬
венных  и  синтетических  волокон.
 Что  же  касается  природных  строительных  и  конструк¬
ционных  материалов,  то  ассортимент  их  также  весьма
небогат  —  это  древесина,  металл,  камень  и  некоторые
другие.  Химическим  же  путем  создана  не  одна  сотня  кон¬
струкционных  и  строительных  материалов,  именуемых
пластмассами.  Производятся  пластмассы  из  синтетических
смол,  изготовленных  химическим  путем.  Такие  смолы
имеют  общее  название  —  полимеры;  что  это  такое,  мы
сейчас  расскажем.
 Строители  при  возведении  любого  здания  в  качестве
основного  материала  обычно  используют  кирпичи.  Однако
они  могут  возводить  из  кирпичей  бесконечное  количество
непохожих  друг  на  друга  сооружений.
 То  же  можно  сказать  и  о  химиках.  Из  ограниченного
числа  атомов  они  строят  огромное  количество  самых  раз¬
нообразных  веществ.  Особенный  интерес  для  нас  предста¬
вляют  гигантские  молекулы  так  называемых  органиче¬
ских  веществ.
 278

Каркас  этих  молекул  состоит  в  основном  из  атомов
углерода.  Такие  молекулы  «сшиваются»  из  молекул-кар-
ликов.  Химической  «иглой»  при  этом  служит  катализатор.
Он  почти  не  расходуется  в  процессе  «сшивания»,  как
и  стальная  игла  на  швейной  машине.
 Вещества,  состоящие  из  малых  молекул,  способных
соединяться  в  крупные,  химики  назвали  мономерными  или
мономерами,  от  греческого  слова  монос  —  один.  В  отли¬
чие  от  них  вещества,  составленные  из  молекул-гигантов,
назвали  полимерными  или  полимерами  от  греческого
слова  полимерес  —  много  раз  повторяющийся.
 Типичный  представитель  мономера  —  молекула  эти¬
лена,  состоящая  из  шести  атомов,  а  типичный  представи¬
тель  полимера  —  молекула  целлюлозы,  содержащая  около
300  000  атомов.
 Характерной  особенностью  полимеров  является  то,
что  свойства  их  зависят  как  от  количества  входящих  в  их
состав  молекул-мономеров,  так  и  от  расположения  этих
мономеров  в  полимерной  молекуле.  Если  же  молекуляр¬
ных  деталей,  т.  е.  разновидностей  молекул  мономеров,
образующих  полимер,  не  одна,  а  несколько,  то  возмож-
 279

ность  получения  разнообразных  по  свойствам  веществ
сильно  возрастает.  В  природе,  как  известно,  насчиты¬
вается  около  30  разных  аминокислот.  Это  не  так  уж  много.
Но  если  подсчитать  количество  разных  белков,  которые
могут  быть  образованы  из  них,  то  получится  поразитель¬
ная  цифра.  Она  равна  числу,  имеющему  1300  нулей!  Чтобы
представить  себе  этого  цифрового  великана,  скажем,  что
наш  земной  шар  содержит  всего  лишь  1050  атомов,  т.  е.
единицу  с  50  нулями.
 Развивая  эту  мысль,  скажем,  что  количество  известных
сейчас  разных  мономеров  больше,  чем  аминокислот.  Сле¬
довательно,  у  человека  больше  возможностей,  чем  у  при¬
роды,  получать  разнообразные  полимеры.
 Мир  гигантских  молекул,  которые  можно  создать  искус¬
ственным  путем,  практически  безграничен.
 В  настоящее  время  в  распоряжении  химиков  имеется
много  мономеров  —  это  газообразные,  жидкие,  твердые
вещества.  Искусственным  путем  из  них  можно  создать
бесконечно  много  полимеров.  Химикам  известно  несколько
методов  соединения  мономеров  в  полимерные  вещества:
полимеризация,  поликонденсация  и  другие.
 Не  будем  брать  словарь,  чтобы  узнать  значение  нерус¬
ских  слов.  И  полимеризация,  и  поликонденсация  —  это
химические  процессы  сращивания  маленьких  молекул
в  большие.  Различаются  эти  процессы  тем,  что  при  поли¬
меризации  образующееся  вещество  имеет  тот  же  химиче¬
ский  состав,  что  и  мономер,  а  при  поликонденсации  со¬
став  вещества  измененный.  Полимеризацию  можно  пред¬
ставить  себе  как  химическое  сложение  маленьких  молекул
в  большие.
 Молекулы-гиганты  могут  иметь  форму  нитей  и  сеток,
кистей  и  веточек.  Срастаясь,  они  дают  еще  большие,  двух¬
мерные  и  трехмерные  молекулы.
 Сравним  нитевидную  молекулу  со  спичкой.  Вещество,
состоящее  из  нитевидных  молекул,  можно  тогда  предста¬
вить  как  коробку,  наполненную  спичками,  а  из  трехмер¬
ных  —  как  коробку,  в  которой  все  спички  склеены.
 Смолы,  состоящие  из  линейных  молекул,  предста¬
вляют  собой  растворы,  только  благодаря  громадной  длине
молекулярных  цепочек  они  потеряли  подвижность  и  ка¬
жутся  при  обычной  температуре  твердыми,  как  камень.
Но  стоит  смолу  нагреть,  ускоряется  движение  молекул,
и  она  приобретает  пластичность.
 280

Совсем  по  другому  выглядит  вещество,  построенное
из  трехмерных  молекул.  В  нем  молекулы  срастаются
как  бы  в  один  кусок.  Получается  материал,  не  имеющий
пластичности  и  не  способный  растворяться  в  растворите¬
лях.  Однако  именно  эти  свойства  и  представляют  особую
ценность  в  готовых  изделиях.
 Если  смола,  например  полиэтилен,  составлена  из
20  исходных  молекул  этилена,  то  это  жидкое  вещество,
имеющее  хорошие  смазочные  свойства.  Если  молекулы
ее  содержат  по  1500—2000  молекул  этилена,  то  такую
смолу  можно  использовать  для  получения  прочных  пле¬
нок,  изготовления  гибких  труб,  прозрачных  женских  боти¬
ков  и  складывающихся  бутылок.  Для  производства  синте¬
тического  волокна  требуется  смола,  составленная  из  моле¬
кул,  содержащих  5000—6000  молекул  этилена.
 Наибольшим  разнообразием  свойств  отличаются  смолы,
образованные  из  нитевидных  молекул.  Такие  смолы  при
нагревании  плавятся  или  размягчаются.  При  растворении
они  дают  вязкие  растворы,  из  которых  вытягивают  нити,
формируют  пленки  и  которые  можно  использовать  как  лак.
 Вещества,  состоящие  из  вытянутых  нитевидных  моле¬
кул,  легче  превратить  в  искусственные  и  синтетические
волокна,  а  также  в  прочные  пленки.
 Чем  больше  длина  молекул-гигантов,  тем  выше  тем¬
пература  плавления  смолы,  тем  хуже  растворяется  она
в  растворителях.
 Морозоустойчивость,  теплостойкость,  эластичность,
пластичность,  твердость,  растворимость  и  другие  свойства
смолы  зависят  от  строения  составляющих  ее  молекул.  Эти
свойства  теперь  «конструируют»  при  создании  новых
веществ  и  при  переделке  существующих.
 Возьмем,  например,  синтетический  хлоропреновый
каучук.  В  отличие  от  натурального  он  не  горит  и  не  раз¬
рушается  под  действием  масел,  однако  на  морозе  у  него
теряется  эластичность.  Если  к  молекулам  этого  каучука
химически  присоединить  молекулы  изопрена,  то  он  ста¬
новится  морозостойким.
 Когда  химики  уподобляются  садоводам
 Методом  полимеризации  получено  много  синтетиче¬
ских  смол.  К  ним  относятся  довольно  популярное  сейчас
вещество  —  полиэтилен;  твердое  прозрачное  вещество  —
 281

(чИСТИ/э  0}
 Полистирол;  вещество,  идущее  на  изготовление  высоко¬
качественных  органических  стекол,—  полиакрилат  и  дру¬
гие  полимеры.
 Познакомимся  с  одним  из  оригинальных  методов  поли¬
меризации,  предложенным  советскими  учеными  А.  А.  Пер¬
линым  и  С.  Н.  Ушаковым.  Он  напоминает  прием  садово¬
дов,  прививающих  на  одно  растение  другое.  Поэтому
метод  и  получил  название  —  привитая  полимеризация.
 Принцип  ее  заключается^  том,  что  к  природному  или
синтетическому  полимеру  «прививают»,  т.  е.  химически
присоединяют  молекулы  другого  полимера.  Образую¬
щийся  «гибрид»,  наследуя  свойства  «родителей»,  предста¬
вляет  собой  новое  вещество  с  теми  свойствами,  которые
хотели  придать  ему  химики.
 Поясним  сказанное  примером.  Полистирол  знаком
многим  работникам  электротехнической  промышленности.
Из  него  льют  детали  весьма  сложной  формы,  но  материал
этот  очень  хрупкий.  Когда  же  к  молекуле  полистирола
привили  молекулу  синтетического  каучука,  то  получив¬
шийся  гибрид  превзошел  все  ожидания.  Он  утратил  хруп¬
кость  и  приобрел  не  только  проч¬
ность,  но  и  эластичность.  Таких
примеров  можно  привести  много.
 Можно  вести  процесс  полиме¬
ризации  не  одного  какого-либо  ве¬
щества,  а  совместно  двух  и  таким
способом  получать  полимеры  с
очень  ценными  свойствами.  Пояс¬
ним  и  это  примером.
 Газообразное  вещество  —  хло¬
ристый  винил  —  легко  превра¬
щается  в  материал,  изделия  из  ко¬
торого  ежедневно  бывают  в  руках
миллионов  людей.  Это  портфели,
дамские  сумочки,  пояса  и  многое,
многое  другое.
 Прозрачная  жидкость  —  вини¬
лацетат  —  образует  другой  поли¬
мер,  расходуемый  в  производстве
безопасного  автомобильного  стек¬
ла  —  триплекс.
 Если  полимеризацию  хлори¬
стого  винила  и  винилацетата  вес¬
 282

ти  совместно,  то  получается  новый  материал,  отли¬
чающийся  большой  прочностью,  хорошей  эластичностью
и  к  тому  же  прозрачностью.  При  этом  свойство  готового
продукта  можно  менять.  Когда  берется  больше  хлори¬
стого  винила,  продукт  получается  тверже.  Если  же  уве¬
личивается  процентное  содержание  винилацетата,  то  про¬
дукт  получается  эластичнее.'
 Метод  совместной  полимеризации  —  один  из  наиболее
распространенных  и  перспективных  в  современном  произ¬
водстве  синтетических  материалов.
 Переходим  к  поликонденсации.  По  этому  методу  сра¬
щивание  маленьких  молекул  в  большие  сопровождается
отщеплением  побочных  продуктов  —  воды,  аммиака,  хло¬
ристого  водорода  и  других.
 Рост  получаемых  при  поликонденсации  молекул  удается
по  желанию  остановить  на  любой  стадии.  Можно,  напри¬
мер,  остановить  реакцию  в  то  время,  когда  образовались
нитевидные  молекулы,  дающие  растворимую  и  пластичную
смолу.  Чем  длиннее  молекулы  смолы,  тем  она  гуще.  Когда
получается  смола,  нерастворимая  и  не  изменяющаяся  от
тепловых  воздействий,  это  и  значит,  что  образовались
трехмерные  молекулы.
 Таким  образом,  в  зависимости  от  условий  процесса
поликонденсации  из  одного  и  того  же  исходного  вещества
можно  получать  разные  продукты:  вязко-жидкую,  пла¬
стичную  или  твердую  смолу.
 Методом  поликонденсации  получены  фенолформаль¬
дегидная  смола,  а  также  смолы,  получившие  название
капрон,  найлон,  лавсан  и  другие  полимеры,  применяемые
для  получения  синтетических  волокон.  Теория  процесса
поликонденсации  разработана  советским  ученым  В.  В.  Кор-
шаком.
 Чудесные  превращения
 В  некоторых  полимерах  химики  сумели  сочетать  мно¬
гие  ценные  свойства  ряда  природных  материалов.  Одни
из  них  могут  быть  эластичны,  как  резина,  и  прозрачны,
как  стекло;  другие,  обладая  прочностью  стали,  легки,  как
дерево.  Многие  полимеры  необычайно  стойки  к  едким
химическим  жидкостям  и  к  коррозии.
 Из  полимерных  веществ  производят  так  называемые
синтетические  волокна  с  очень  ценными  свойствами.  В  при-
 283

роде  нет,  например,  таких  волокон,  которые  бы  одина¬
ково  хорошо  противостояли  действию  кислот  и  щелочей,
позволяли  бы  делать  из  них  канаты,  приближающиеся
по  прочности  к  стальным,  но  плавающие  на  воде,  или
были  бы  способны  выдержать  такую  же  нагрузку,  какую
выдерживают  синтетические  волокна  в  шинах  больше¬
грузных  автомобилей  и  самолетов.
 На  базе  полимерных  веществ  химики  создали  синтети¬
ческие  каучуки,  превосходящие  природный  своей  морозо¬
стойкостью,  жаростойкостью,  прочностью  на  истира¬
ние,  а  также  сподобностыо  не  разрушаться  бензином
и  маслами.
 Изделия  из  полимерных  материалов  —  ткани,  трико¬
таж,  меха,  обувь,  различные  предметы  домашнего  оби¬
хода,  строительные,  отделочные  материалы,  детали  машин,
приборы,  тончайшая  аппаратура  —  по  своим  свойствам,
прочности,  легкости  и  дешевизне  превосходят  изделия
из  всех  ранее  известных  природных  материалов.
 Но,  может  быть,  новые  химические  материалы  делаются
из  дорогого  сырья  или  требуют  огромных  трудовых  затрат
на  производство?  Что  касается  сырья,  то  наша  страна
имеет  его  в  неограниченном  количестве.  Это  нефтяные
и  природные  газы,  продукты  нефтепереработки  и  коксо¬
химии,  продукты  химической  и  целлюлозно-бумажной
промышленности  и  отходы  сельскохозяйственного  произ¬
водства.
 Ценным  химическим  сырьем  являются  так  называемые
попутные  газы,  выделяющиеся  при  добыче  нефти.  Ученые
подсчитали,  что  при  добыче  одной  тонны  нефти  вместе
с  ней  выделяется  из  недр  земли  от  пятидесяти  до  ста  куби¬
ческих  метров  попутного  газа,  который  пока  еще  сжигают
во  многих  нефтяных  районах.
 Сырьевые  ресурсы  для  химического  синтеза  в  СССР
чрезвычайно  велики.  В  Закавказье,  Татарии,  Башкирии,
в  Куйбышевской  области  и  на  Западной  Украине  имеются
колоссальные  запасы  нефти.  В  Узбекской  ССР,  Ставро¬
польском  крае,  Саратовской  области  и  в  других  районах
страны  имеются  огромные  запасы  природного  газа.  В  1965  г.
по  всему  Советскому  Союзу  намечено  добыть  150  миллиар¬
дов  кубических  метров  природного  газа.  Из  этого  количе¬
ства  около  4  миллиардов  кубических  метров  будет  исполь¬
зовано  в  качестве  сырья  для  ряда  производств  химиче¬
ской  промышленности.  Общее  же  потребление  природного
 284

газа  химической  промышленностью,  включая  и  производ¬
ство  газовой  сажи,  в  1965  г.  составит  всего  5,5%  добычи
природного  газа.  Вот  какие  необъятные  перспективы
открыты  перед  химической  индустрией  в  области  исполь¬
зования  газа  как  одного  из  распространенных  и  ценных
видов  сырья!
 Синтетические  материалы  обладают  еще  одним  преиму¬
ществом  —  они  значительно  дешевле  природных.  Один
рабочий  на  плантации  каучуконосных  деревьев  добывает
за  год  500  килограммов  натурального  каучука.  На  хими¬
ческом  заводе  рабочий  может  выработать  такое  количество
каучука  за  один  день,  причем  производство  синтетичес¬
кого  каучука  не  зависит  ни  от  климата,  ни  от  урожая.
 Однако  не  следует  думать,  что  создание  новых  хими¬
ческих  материалов  —  дело  легкое  и  простое.  Создать  новое
полимерное  вещество  иногда  труднее,  чем  изобрести  новый
прибор  или  станок,  построить  самолет  или  ракету.  То
большое  богатство  синтетических  материалов,  которое
является  сейчас  достоянием  человека,  достигнуто  упор¬
ным  трудом  нескольких  поколений.  Немало  придется
потрудиться  советским  людям  и  в  годы  семилетки,  чтобы
выполнить  величественную  программу  по  развитию  нашей
химической  промышленности,  по  обеспечению  народ¬
ного  хозяйства  синтетическими  материалами.
 Химики  учились  у  шелкопряда
 Небогата  коллекция  природных  волокон,  годных  для
текстильной  переработки.  Растительный  мир  за  миллионы
лет  своего  существования  подарил  человеку  хлопок,  лен,
коноплю  и  некоторые  другие  волокна.  А  животный  мир
поставляет  только  шелк  и  шерсть,  да  к  тому  же  все  эти
волокна  оказались  далеко  не  идеальным  материалом  для
производства  из  них  тканей.
 Природа  выращивает  волокна,  «не  считаясь»  с  тем,
что  их  свойства  малопригодны  для  ткачества.  Хлопок
и  шерсть,  скажем,  имеют  короткие  волоконца.  Людям
пришлось  долго  искать  способы  переработки  их  в  длинные
нити.  И  сейчас  миллионы  станков  и  машин  выполняют  эту
задачу.  Кроме  того,  хлопковые,  шерстяные,  шелковые,
льняные  и  другие  природные  волокна  имеют  строго
определенные  свойства,  которые  придают  ту  или  иную
особенность  и  ткани.
 285

Химики  изготовляют
искусственные  волокна,
обладающие  одновре¬
менно  и  красотой  шел¬
ка,  и  «теплотой»  шерсти.
Ими  созданы  синтетиче¬
ские  волокна,  не  разру¬
шающиеся  кислотами
и  не  изменяющиеся  от
действия  щелочей.
 Но  почему  одни  во¬
локна  называют  искус¬
ственными,  а  другие
синтетическими?
 В  быту  волокна,  соз¬
данные  химическим  пу¬
тем,  называют  то  синте¬
тическими,  то  искус¬
ственными,  считая  эти
слова  синонимами,  оди¬
наковыми  по  значению.
Но  на  самом  деле  эти
слова  означают  неоди¬
наковые  понятия.  И  сейчас  как  раз  наступило  время  это
уточнить.  Все  очень  несложно.
 Если  молекулы  в  получаемом  волокне  те  же,  что  были
и  в  исходном  веществе,  то  мы  имеем  дело  с  искусством
химиков  менять  их  расположение.  Поэтому  такие  волокна
называют  искусственными.  Так,  нити  вискозного  шелка
и  основная  масса  древесины  построены  из  одних  и  тех  же
молекул  целлюлозы.  А  синтетическими  называют  такие
волокна,  молекулы  которых  построены  заново  из  более
простых  веществ.
 Количество  сырья  для  выработки  искусственного  и
синтетического  волокон,  заменяющих  хлопок,  шелк  или
шерсть,  совершенно  неограниченно.  Для  искусственных
волокон  —  это  природные  вещества,  состоящие  из  моле¬
кул-гигантов:  целлюлоза,  белки,  а  для  синтетических  —
химические  продукты,  состоящие  из  молекул-карликов:
нефть,  уголь,  газы  и  другие.
 Из  молекул-карликов  построены  многие  лекарства,
получаемые  нами  в  аптеке.  Из  таких  же  молекул  составлены
сахар,  соль,  красители.
 286

У  каучука,  целлюлозы,  белка,  крахмала  каждая  моле¬
кула  составлена  из  нескольких  тысяч  атомов.  Эти  гигант¬
ские  молекулы  в  тысячи  раз  превышают  размеры  молекул-
карликов.  Однако  и  гигантские  молекулы  все-таки  нераз¬
личимы  невооруженным  глазом  и  вес  их  невелик.  Если
предположить,  что  на  одну  чашу  весов  положена  милли¬
граммовая  гирька,  то  на  другую  чашу  следует  «насыпать»
миллиарды  молекул-гигантов,  и  тогда  только  стрелка
весов  придет  в  равновесие.  Особенность  гигантских  моле¬
кул  заключается  и  в  том,  что  в  них  какая-либо  небольшая
молекула  может  тысячекратно  повторяться,  подобно
узору  на  обоях.
 Размер  и  форма  молекул,  из  которых  составлены  при¬
родные  волокна,  почти  всегда  одинаковы  у  каждого  вида.
Поэтому  одинаковы  у  них  и  «текстильные»  свойства:
гибкость,  крепость,  способность  волокна  скручивать¬
ся  в  нити.
 Молекулы  же,  образующие  искусственное  волокно,
хотя  и  остаются  почти  неизменными  по  сравнению  с  моле¬
кулами  исходного  вещества,  сочетаются  по-иному,  поэтому
и  свойства  у  новых  волокон  более  разнообразны.
 Глава  26
ХИМИЯ-СОПЕРНИЦА  ПРИРОДЫ
 Синтетические  —это  особенные  волокна
 В  производстве  искусственных  волокон  сырьем  служат
природные  полимеры:  целлюлоза  древесины  или  хлопка,
а  также  растительные  и  животные  белки  (соя,  казеин
молока  и  другие).  Из  белков  изготовляют  искусственное
шерстеподобное  волокно.
 Строение  природных  полимеров  в  процессе  их  перера¬
ботки  в  волокна  изменяется  незначительно.  Следовательно,
свойства  получаемых  из  них  волокон  тоже  мало  изменяются.
Химическим  же  путем  можно  получать  полимеры  с  бес¬
конечно  разнообразным  строением.  Поэтому  свойства
синтетических  волокон  можно  широко  изменять.
 Недалеко  от  Москвы,  в  городе  Клин,  расположена
фабрика,  выпускающая  капроновое  волокно.  Сюда  с  хими¬
ческих  заводов  привозят  особое  вещество  —  капролактам,
которое  готовят  из  фенола.
 287

Производство  капроновых  нитей  своеобразно.  Кусочки
смолы  загружают  в  обогреваемую  камеру  прядильной
машины.  Здесь  они  размягчаются,  превращаясь  в  вяз¬
кую,  как  глицерин,  массу.  Разогретая  масса  непрерывно
 выдавливается  струйками  через  отверстия  нитеобразова-
телей  в  шахту,  где  циркулирует  холодный  воздух.  Струйки,
охлаждаясь,  затвердевают  в  нити.  Когда  глядишь  на  пря¬
дущиеся  нити,  то  создается  впечатление,  что  льется  хру¬
стальный  дождь.  Прядение  капронового  волокна  произ¬
водится  со  скоростью  около  километра  в  минуту.
 Капроновые  нити  очень  прочны.  Когда  стало  известно
о  большой  крепости  капроновых  нитей,  ими,  помимо  тек¬
стильщиков,  заинтересовалось  много  других  потреби¬
телей.
 Специалисты-обувщики,  узнав  о  капроновом  волокне,
решили  заменить  им  дратвенные  нитки.  Сделали  опытную
партию  обуви  и  отдали  ее  на  испытание.  Результаты  испы¬
тания  показали,  что  капроновая  нить  толщиною  полмил¬
лиметра  выдерживает  в  2,5  раза  больший  срок  носки,  чем
льняная  дратвенная  нить,  имеющая  диаметр  полтора
миллиметра.  Дратвенная  нить  из  капрона  не  истирается
и  не  рвется  до  полного  износа  обуви.  Замена  дратвенных
ниток  капроновыми  увеличивает  срок  носки  рантовой
обуви  на  15—20%,  а  это  равносильно  выпуску  20  миллио¬
нов  пар  обуви.  Многомиллионная  экономия  от  одной
только  замены  ниток!
 288

Капроновые  нити  увеличивают  и  долговечность  авто¬
мобильных  шин.  Дело  в  том,  что  резина  имеет  хорошую
эластичность,  но  небольшую  прочность.  Эту  прочность
увеличивают,  соединяя  резину  с  несколькими  слоями  так
называемой  кордной  ткани  из  хлопковых,  вискозных  или
капроновых  нитей.  Корд,  не  влияя  на  эластичность  ре¬
зины,  делает  ее  очень  прочной.  Капроновое  волокно  крепче
хлопкового  и  вискозного,  следовательно,  шины,  укреп¬
ленные  им,  служат  дольше.  Шины  с  кордом  из  хлопко¬
вого  волокна  выдерживают  пробег  30  000  километров,  а  с
капроновым  кордом  пробег  увеличивается  до  48  000  кило¬
метров.  В  результате  на  каждой  тысяче  километров
дополнительного  пробега  автомобилей  экономится  более
миллиарда  рублей  в  год.
 Обратили  внимание  на  особенность  капроновых  нитей
и  рыбаки.  Они  починили  капроновой  нитью  разорванные
места  в  наиболее  ответственной  части  сети  и  начали  сле¬
дить  за  тем,  как  ведут  себя  ячейки  сети  из  нового  волокна.
 «...На  протяжении  четырех  месяцев  лова  рыбы  ни  один
участок  сети  из  нового  волокна  не  порвался,—  писали
потом  рыбаки.—  Сушить  его  не  требуется,  так  как  кап¬
роновые  нити  не  набухают  и  не  задерживают  воду  на  своей
поверхности.  Еще  одно  важное  обстоятельство:  во  время
лова  иногда  попадает  в  сети  рыба  с  икрой.  Давя  друг
на  друга,  они  выпускают  икру  и  залепляют  ею  ^ячейки
сети.  Вода  плохо  фильтруется,  сеть  от  очень  большой
нагрузки  рвется,  и  весь  улов  теряется.  А  если  такую
сеть  вытянешь  на  борт,  то  потом  ее  трудно  очистить
от  икры.  К  капроновым  нитям  икра  так  прочно  не  при¬
стает,  потому  что  поверхность  их  гладкая,  а  не  шерохо¬
ватая,  как  у  обычных  нитей...»
 Опыт  работы  с  капроновыми  сетями  показал,  что  они
значительно  долговечнее,  чем  обычные.  Сейчас  капроно¬
вые  сети  широко  используются  рыбаками.
 Кто  хоть  раз  был  на  корабле  или  хотя  бы  на  пароходе,
тот  мог  заметить,  какие  толстые  тросы  удерживают  судно
у  пристани  или  мола.  Эти  тросы  изготовляют  из  волокон
льна,  конопли,  джута  или  из  стальной  проволоки.  Моряки
хорошо  знают  недостатки  таких  тросов:  стальные  тросы
ржавеют,  а  веревочные  —  гниют.  Слышали  они  и  о  до¬
стоинстве  найлоновых  тросов.
 Однажды  советским  морякам  поручили  перегнать
из  Одессы  во  Владивосток  плавучий  док.  В  качестве  бук-
 19 	А.  Ф.  Буянов
 289

сировочного  троса  выбрали  капроновый,  хотя  он  был
почти  в  два  раза  тоньше  обычного.
 Некоторые  члены  команды  тогда  шутили:
 —  Лучше  вести  док  на  чулках.  Это  спокойнее,  чем
тянуть  его  на  нитках,  из  которых  делают  чулки!
 Перегонка  завершилась  удачно.
 Теперь  в  разных  странах  из  найлоновых  и  капроновых
нитей  делают  корабельные  тросы.
 Текстильщики  тоже  сразу  обратили  внимание  на  новое
очень  крепкое  волокно.  Они  произвели  измерения  и  обна¬
ружили,  что  капроновые  нити  примерно  на  25%  легче
и  в  два  —  три  раза  крепче  обычных  вискозных.
 Чтобы  иметь  представление  о  потребительской  цен¬
ности  разных  видов  волокон,  приведем  данные  о  резуль¬
татах  испытаний  в  носке  таких  изделий,  как  носки  и  чулки.
 Из  разного  вида  волокна  было  изготовлено  200  пар
носков.  После  20  дней  носки  и  20  стирок  было  обнаружено:
в  носках  из  вискозного  шелка  80  дыр,  в  носках  из  нату¬
рального  шелка  50  дыр  и  в  носках  из  капронового  волокна
1  дыра.
 Испытания  дамских  чулок  показали,  что  уже  через
20  дней  чулки  из  вискозного  волокна  износились  на  90%,
а  из  капронового  волокна  —  на  8%.  Через  полтора  месяца
вискозные  чулки  совсем  пришли  в  полную  негодность,  в  то
время  как  капроновые  были  изношены  только  на  10%.
 Является  ли  прочность  капронового  волокна  пределом
прочности  химических  волокон?  Расчеты,  произведенные
учеными,  показывают,  что  этот  предел  далеко  еще  не  до¬
стигнут.  При  идеальном  расположении  молекул  полимера
в  будущем  удастся,  получить  волокно  в  десятки  раз  более
прочное,  чем  то,  которое  производится  сейчас.
 290

Мех,  выращенный  на  машинах
 Натуральному  меху  трудно  теперь  соперничать  с  искус¬
ственным  и  в  стоимости,  и  в  изяществе.  На  фабриках  инже¬
неры  могут  «вырастить»  на  машинах  такой  мех,  какой
только  способен  существовать  в  воображении  художника.
А  ведь  человеческое  воображение  неиссякаемо!  У  сопер¬
ницы  природы  —  химии  —  здесь  абсолютно  неограничен¬
ные  возможности.  Мы  уже  видим  на  наших  женщинах
модные  манто,  сшитые  из  роскошного  меха,  не  извест¬
ного  зоологии.  Этот  мех,  выращенный  на  заводах,  не  усту¬
пает  натуральному  по  красоте  и  практичности.
 Какие  особенности  у  искусственного  меха?  Натураль¬
ный  каракуль  бывает,  как  правило,  трех  цветов:  черный,
серый  и  коричневый.  Искусственный  же  можно  делать
любого  цвета.  В  Советском  Союзе  созданы  машины  для
производства  великолепного  искусственного  каракуля.
Но,  к  сожалению,  окраска  его  идет  пока  по  пути  подра¬
жания  природе.  А  разве  не  захотели  бы  наши  жен¬
щины  одеть  пальто  или  жакет  из  голубого  каракуля,
разве  плохо  будет  выглядеть  розовый,  синий,  жел¬
тый  или  какой-либо  другой  красивый  цвет  кудрявого
меха?
 Натуральный  каракуль  вырабатывают  из  шкурок
молодых  ягнят.  Шкурки  эти  маленькие.  Чтобы  сшить
каракулевую  шапку,  нужна  одна  шкурка,  а  для  пошивки
дамского  пальто  их  нужно  более  десяти  штук.  Мех  этот
очень  красивый,  но  и  очень  дорогой.  Ради  его  получения
губится  много  ягнят.
 Как  же  создавали  каракулевый  мех  искусственным
путем?
 Советский  изобретатель  П.  Ф.  Сапилевский  несколько
лет  работал  над  разрешением  этой  проблемы.  В  результате
им  была  создана  машина,  на  которой  вырабатывается
искусственный  каракуль.
 Теперь  вы  всюду  можете  увидеть,  а  может  быть,  даже
и  сами  имеете  изделия  из  искусственного  каракуля.
Из  нового  меха  делают  шапки,  воротники,  из  него  шьют
пальто.
 Искусственный  каракуль  очень  похож  на  натураль¬
ный  и  цветом,  и  изящной  формой  завитков,  и  всем  своим
видом.  Стоимость  же  его  намного  меньше.
 Как  же  из  нитей  делается  кудрявый  мех?
 19*  291

В  натуральном  каракуле  кудряшки  шерсти  вырастают
из  кожи  и  прочно  соединены  с  ней.  Изобретатель  решил
позаимствовать  этот  принцип  построения  меха  у  при¬
роды.  Только  кожу  он  заменил  плотной  тканью,  а  завитки
шерсти  сделал  из  капрона.  На  машине  кудряшки  прочно
приклеиваются  к  ткани  и  получается  красивый  мех.
 Машины  изготавливают  «мех»  не  в  виде  шкурки,
а  в  виде  непрерывного  полотна.  Это  выгодно  для  швей¬
ных  фабрик,  так  как  кроить  меховые  изделия  из  большого
куска  значительно  легче,  чем  из  маленькой  шкурки.
Такой  мех  продается  в  наших  магазинах  на  метры,  как
обычные  ткани.
 Если  моль  может  повредить  изделия  из  натурального
каракуля,  то  она  не  в  состоянии  испортить  искусствен¬
ного.  Это  тоже  большое  преимущество  нового  меха.
 Химики  создают  новые  волокна,  а  текстильщики  из
этих  волокон  делают  различные  изделия.  Но  они  этим
не  ограничиваются.  Заметив,  что  капроновые  нити  могут
без  вреда  растягиваться,  текстильщики  задумались
над  тем,  как  сделать  эластичную  нить.
 Они  взяли  две  капроновые  нити  и  скрутили  их  так,
чтобы  эти  нити,  превратившись  в  одну,  приобрели  свой¬
ство  резинки.  Назвали  новую  нить  эластиком.
 На  тушинской  фабрике  из  эластика  изготовляют  жен¬
ские  чулки,  а  на  фабрике  имени  Баумана  —  мужские
носки.  Эти  эластичные  изделия  подходят  на  разные  раз¬
меры  и  формы  ног.  Чулки  и  носки  растягиваются  и  кра¬
сиво  облегают  ногу.
 Из  эластика  в  настоящее  время  делают  также  перчатки.
Благодаря  своей  эластичности  они  одинаково  годны  для
ребенка  и  для  женщины,  для  подростка  и  для  мужчины.
Из  новых  нитей  изготовляют  купальные  костюмы,  белье
и  другие  трикотажные  изделия,  эластичные  ткани.
 Эластик  похож  на  шерсть,  однако  это  только  внешнее
сходство.  Но  химики  теперь  создают  и  волокна,  подобные
шерсти.  Среди  них  наибольшую  популярность  приобрели
лавсан  и  нитрон.
 Химические  родственники  шерсти
 Слово  лавсан  малоизвестное.  Однако  не  ищите  его
в  иностранном  словаре  —  оно  по  смыслу  и  по  происхож¬
дению  русское.  Его  составили  из  начальных  букв  учреж-
 292

дения  —  Лаборатория  высокомолекулярных  соединений
Академии  наук  СССР,—  участвовавшего  в  создании  этого
волокна.  Сырье,  из  которого  делается  лавсановое  волокно,
добывается  из  нефти.
 Если  вы  возьмете  в  руки  пучок  лавсанового  волокна,
то  подумаете,  что  держите  шерсть.  Лавсан  очень  похож
на  нее.  Он  пушист  и  мягок.  Носки  или  свитер  из  него  так
же  хорошо  сохраняют  тепло,  как  и  шерстяные.
 Когда  химики  создали  новое  волокно,  они  увидели
в  нем  лишь  собрата  шерсти  и  никак  не  ожидали,  что
подарят  людям  вместе  с  ним  немнущиеся  ткани.  А  ока¬
залось,  что  если  изделию  из  лавсановой  ткани  придать
на  фабрике  нужную  форму^  то  эта  форма  в  процессе  носки
не  изменится.  Костюм  или  платье  всегда  будут  выглядеть
так,  как  будто  их  только  что  отутюжили.
 А  если  попадешь  под  дождь?  Все  равно:  складки
не  исчезают  при  смачивании,  как  это  бывает  с  другими
тканями.  Даже  если  вы  случайно  искупались  в  одежде,
гладить  ее  не  потребуется:  она  сохранит  свой  вид.
 Из  лавсана,  кроме  тканей,  делают  и  трикотажные
изделия,  вырабатывают  красивый  мех.
 Изделия  из  лавсанового  волокна  не  боятся  рбызг
щелочи  и  кислоты.  Лавсан  не  впитывает  влагу  и  не  набу¬
хает  в  воде,  сколько  бы  его  в  ней  ни  держали.  Из  такого
волокна  выгодно  делать  канаты,  сети,  брезенты  и  другие
технические  изделия:  их  не  разрушают  гнилостные  бак¬
терии.
 293

На  комбинате  искусственного  волокна  в  городе  Кали¬
нине  производится  другой  вид  шерстеподобного  волокна—
нитрон.  Это  волокно  изготовляется  из  смолы,  получае¬
мой  из  газа  ацетилена  и  ядовитого  вещества  —  синильной
кислоты.
 Какие  только  чудеса  не  творят  химики!  Они  берут  два
газа  —  этилен  и  хлор  —  и  превращают  их  в  смолу,  чтобы
потом  из  нее  изготовить  синтетическое  волокно  —  хло¬
рин.  Химики,  создав  волокно  хлорин,  были  очень  недо¬
вольны  тем,  что  при  трении  на  нем  накапливаются  элек¬
трические  заряды.  Когда  врачи  исследовали  это  волокно,
то  обнаружили,  что  оно  обладает  лечебными  свойствами.
Люди,  страдающие  радикулитом,  ревматизмом,  подагрой
и  другими  заболеваниями  подобного  рода,  могут  частично
и  даже  полностью  избавиться  от  них,  если  будут  носить
белье  из  хлоринового  волокна.
 В  чем  же  секрет  его  лечебного  действия?  Когда  боль¬
ной  носит  хлориновое  белье,  то  при  движении  вследствие
трения  волокон  на  них  возникают  электрические  заряды.
Таким  образом,  больной  при  ходьбе  подвергается  воздей¬
ствию  постоянных  слабых  электрических  разрядов,  что
и  способствует  уменьшению  болей  и  даже  может  привести
к  полному  излечению  больного.
 Из  хлорина  нашей  промышленностью  и  изготовляется
так  называемое  лечебное  белье.
 Из  хлоринового  волокна  делают,  помимо  тканей,
ковровые  дорожки.  Они  красивы,  ярки  и  пушисты,  им
не  страшна  сырость,  на  них  не  появляется  плесень,  и  их
не  повреждает  моль,  которая  разрушает  шерстяные  ков¬
ровые  изделия.
 Ленинградские  ученые  успешно  закончили  работу
по  созданию  нового  вида  синтетического  волокна  —  сови-
нола.  Получается  оно  из  поливинилового  спирта,  имею¬
щего  вид  белого  порошка.  Это  волокно  в  зависимости
от  технологического  процесса  может  быть  получено  или
водостойким,  или  растворимым  в  воде.
 Растворимым  волокном  моментально  заинтересовались
хирурги  и  врачи.  Из  него  стали  делать  медицинские  сал¬
фетки  и  тампоны,  используемые  при  операциях.  Ткань
из  растворимых  волокон,  которую  хирург  вводит  вместе
с  лекарственным  веществом  в  зашиваемую  полость  или
рану,  ускоряет  процесс  заживления;  при  этом  сама  она
легко  растворяется  и  быстро  рассасывается  в  организме.
 294

Поскольку  речь  зашла  о  новых  видах  волокон,  про¬
должим  разговор  о  них.
 Шерсть  из  полиакрилонитрила  —  новый  многообещаю¬
щий  материал.  Вводя  в  цепочки  этого  полимера  другие
группы,  можно  окрашивать  шерсть  в  различные  тона  и,
 следовательно,  изготовлять  меховые  изделия  совершенно
необычных,  очень  красивых  оттенков.  Такой  мех  не  боится
воды  и,  разумеется,  моли.
 У  этого  полимера  есть  еще  одно  замечательное  свой¬
ство.  Если  нагреть  его  в  вакууме  до  температуры  порядка
300°  С,  то  произойдет  внутримолекулярная  химическая
реакция,  в  результате  которой  волокно  приобретает  фан¬
тастическую  теплостойкость,  не  утрачивая  при  этом  про¬
чих  свойств  шерсти.  Такая  шерсть  в  течение  многих
часов  может  выдерживать  температуру  свыше  1000°  С.
Возможности  использования  этой  шерсти  в  противопожар¬
ной  технике  очевидны.
 Интересными  свойствами  обладают  синтетические
волокна.  Изделия  из  них  долго  носятся  и  не  мнутся,  они
легко  стираются  и  быстро  сохнут,  не  требуя  глажения,
и  всегда  остаются  свежими.
 295

Стирать,  но  не  гладить,  клеить,  но  не  шить
 У  нас  как-то  не  сразу  укладывается  в  сознании,  что
вещи  из  новых  волокон  совершенно  не  мнутся,  не  боятся
пятен.  Их  можно  стирать  и  не  гладить.  Для  них  не  тре¬
буются  ни  утюги,  ни  даже  швейные  машины.  Уже  сейчас
на  некоторых  наших  фабриках  при  изготовлении  платья,
костюмов  внедряется  метод  клеевого  крепления  деталей.
Этот  метод  значительно  повышает  производительность
труда.  Опыт  показывает,  что  при  обработке  борта  костюма
новый  метод  поднял  производительность  труда  на  77%,
при  обработке  воротника  к  пиджаку  —  на  186%,  а  кар¬
мана  —  41%.  Выгода  получается  большая,  и  качество
изделия  от  этого  не  ухудшается.
 Если  вы  случайно  порвали  костюм,  то  разорванное
место  можно  не  зашивать  нитками.  Заплата,  приклеенная
синтетическим  клеем,  держится  очень  прочно.  Она
не  отстанет  даже  при  стирке  в  горячей  воде.  Этот  клей  про¬
дается  населению  под  маркой  БФ.  Клеи  типа  БФ  пред¬
ставляют  собой  спиртовые  растворы  синтетических  смол.
Их  выпускается  несколько  марок.  Клеи  БФ-2  и  БФ-4
предназначены  для  склеивания  различных  металлов,
пластмасс,  стекла  как  друг  с  другом,  так  и  в  разных  соче¬
таниях.  Клей  БФ-б  применяется  для  прочного  соедине¬
ния  тканей,  фетра  и  других  мягких  материалов.  Он  пред¬
назначен  главным  образом  для  ремонта  одежды,  ковров
и  других  поврежденных  тканей.  Такой  клей  весьма  поле¬
зен  и  для  ремонта  мешков,  брезентов  и  другой  хозяйст¬
венной  утвари  в  колхозах
и  совхозах,  позволяет  скре¬
пить  разбитую  посуду.
 Во  всех  случаях,  где
раньше  требовалось  при¬
паять,  приварить,  при¬
шить,  Гприклепать,  сейчас
можно  применять  новый
клей.  В  склеенных  местах
части  предмета  как  бы  сра¬
стаются  заново.
 Сам  клей  может  года¬
ми  сохраняться,  не  те¬
ряя  своих  замечательных
свойств.
 296

Ткань  из  синтетических  волокон,  которой  обивают
мебель,  даже  при  усиленном  износе  не  теряет  свежести,
не  пачкается,  а  если  загрязнилась,  то  ее  легко  вымыть.
 Ткань,  идущая  на  обивку  сидений  автомобилей,  очень
прочна,  имеет  красивый  вид,  она  не  впитывает  масел,
к  ней  не  прилипает  грязь,  ей  не  страшен  бензин,  а  чи¬
стится  она  легко  с  помощью  щетки,  воды  и  мыла.
 Скатерть  —  вечная  забота  хозяйки.  К  радости  хозяек,
можно  сказать,  что  уже  намечаются  возможности  созда¬
ния  скатертей  нового  типа.  Таким  скатертям  не  страшно
будет,  если  с  ложки  упадет  капля  супа,  они  не  пострадают,
когда  на  нее  опрокинется  рюмка  с  вином.  Их  даже  сти¬
рать  не  требуется.  Не  подумайте,  что  это  пленка  вместо
полотняной  скатерти.  Нет,  обычную  скатерть  на  фабрике
будут  подвергать  обработке  кремнийорганической  жид¬
костью.  От  этого  она  сделается  невосприимчивой  к  загряз¬
нениям.  По  внешнему  виду  такую  скатерть  никто  не  отли¬
чит  от  обычной;  ведь  на  нее  нанесен  всего  лишь  молеку¬
лярный  слой  специального  вещества.  Зато  ее  не  требуется
стирать,  а  достаточно  протереть  влажной  тряпкой.  Не¬
обычно,  но  это  так!
 Ковер  —  один  из  наиболее  дорогих  предметов  домаш¬
ней  обстановки.  Уход  за  ним  сопряжен  с  большими  хло¬
потами.  Сейчас,  когда  фабрики  стали  изготовлять  ковры
и  ковровые  изделия  из  искусственных  и  синтетических
волокон,  все  сложившиеся  в  течение  десятилетий  пред¬
ставления  об  уходе  за  коврами  в  корне  меняются.  Такие
изделия,  во-первых,  не  боятся  моли,  во-вторых,  они  легко
отмываются  от  разных  загрязнений  и  быстро  сохнут,
в-третьих,  они  в  несколько  раз  дешевле,  чем  из  шерсти,
в-четвертых,  более  красивы  и  ярки,  так  как  новые  волокна
способы  окрашиваться  как  красителями,  которыми  красят
шерсть  и  хлопок,  так  и  некоторыми  другими  красителями,
специально  предназначенными  для  окраски  этих  волокон.
 Еще  более  поразительные  возможности  открывают
новые  волокна  в  промышленности  и  в  технике.
 Легче  водЫ;  прочнее  стали
 Как  известно,  морские  глубины  исследуются  с  помощью
соответствующей  аппаратуры,  которую  опускают  на  боль¬
шие  глубины  на  крепких  стальных  тросах.  Такие  тросы
при  погружении  аппаратуры  на  глубину  в  несколько  кило-
 297

метров  должны  иметь  достаточную  прочность,  чтобы
не  разорваться  под  действием  собственного  веса.  В  связи
с  этим  толщина  тросов  приобретает  значительные  размеры,
а  вес  становится  огромным.  Создание  подобного  троса
всегда  было  задачей  не  менее  трудной,  чем  конструирова¬
ние  глубоководного  прочного  аппарата.
 Что  же  касается  тросов  из  новых  синтетических  воло¬
кон,  то  при  одинаковой  толщине  со  стальными  и  не  усту¬
пая  им  в  прочности,  они  в  семь-восемь  раз  легче.  Стальная
проволока  выдерживает  нагрузку  110,  капроновое  и  най-
лоновое  волокно  —  80—82,  а  полипропиленовое  волокно  —
100  килограммов  на  1  квадратный  миллиметр.  При  этом
следует  учесть,  что  капроновое  и  найлоновое  волокно  имеют
тот  же  удельный  вес,  что  и  морская  вода,  а  полипропиле¬
новое  волокно  легче  воды  —  его  удельный  вес  в  среднем
равен  0,91.
 Из  полипропиленовых  волокон  в  настоящее  время  изго¬
товляют  нетонущие  канаты  и  тросы.  С  удивлением  смот¬
ришь,  как  толстый  корабельный  трос  плавает  на  воде,
словно  пробка.  Этот  трос  на  35%  легче  и  на  75%  прочнее
манильского  троса,  сделанного  из  высокопрочного  при¬
родного  волокна.
 Французский  исследователь  морских  глубин  Жан  Ив
Кусто  в  своих  экспедициях  пользовался  очень  прочным
найлоновым  тросиком  для  фотографирования  подводного
мира.  В  воде  этот  тросик  почти  невесом.  К  концу  троса
привязывали  фотокамеру,  опускали  ее  в  воду  и  получали
отчетливые  снимки  на  глубине  свыше  5  километров.
 На  островах  Ява  и  Цейлон  растет  удивительное  во¬
локно  —  капок.  Оно  в  20  раз  легче  хлопка.  Внутри  каж¬
дого  такого  волоконца  находится  воздух.  Эти  волоконца,
заполненные  микроскопическими  пузырьками  воздуха,
нельзя  спрясть  в  нить,  а  следовательно,  и  сделать  из  них
ткань,  потому  что  они  коротки  и  непригодны  для  текстиль¬
ной  переработки.  Химики  поставили  перед  собой  задачу
создать  подобное  волокно  искусственным  путем  и  в  основ¬
ном  решили  ее.
 Наличие  в  волокне  воздушных  канальцев  обеспечивает
тканям  прекрасные  теплоизоляционные  свойства.  Тон¬
кая  ткань  из  этого  волокна  одинаково  хорошо  защищает
тело  и  от  жары,  и  от  холода.
 Химическим  путем  сейчас  создаются  волокна,  обладаю¬
щие  всеми  достоинствами  природных  и  имеющие,  кроме
 298

Того,  свойства,  которых  нет  у  природных  волокон:  огром¬
ная  прочность,  прекрасная  плавучесть,  абсолютная  нена-
мокаемость,  полная  негорючесть  к  другие  ценные  свойства.
 В  1965  г.  в  нашей  стране  будет  выпущено  свыше
600  тысяч  тонн  новых  волокон.  По  производству  хими¬
ческих  волокон  СССР  обгонит  Францию,  Англию,  ФРГ
и  Японию  и  вплотную  подойдет  к  уровню  производства
этой  продукции  в  США.
 Глава  27
 МАТЕРИАЛЫ  СОВРЕМЕННОЙ  ТЕХНИКИ
 Век  железа  сменяется  веком  полимеров
 Многие  тысячи  лет  в  жизни  человечества  символами
веков  были  камень  и  металлы.  А  вот  пройдет  еще  не  очень
много  лет,  и  школьники,  готовясь  к  заданному  уроку,
прочтут  в  учебнике:  «В  первой  половине  XX  столетия
химики  начали  производить  вещества  и  материалы,  отсут¬
ствующие  в  природе.  Этот  момент  следует  считать  началом
новой  эры  в  жизни  человечества  —  эры  синтетических
материалов,  поднимающих  технический  прогресс  на  новую
историческую  ступень».
 Появление  на  свет  новых  химических  материалов,
созданных  из  природных  полимеров,  не  заставило  потес¬
ниться  металлы.  Эти  материалы  были  приняты  некото¬
рыми  конструкторами-машиностроителями  скептически.
Да  иначе  и  быть  не  могло,  так  как  вопрос  ставился  о  за¬
мене  прочнейших  металлических  сплавов.
 Химики  видели  свою  слабость:  ассортимент  новых
веществ  был  еще  очень  мал,  свойства  их  недостаточно
изучены,  а  возможности  использования  мало  испро¬
бованы.
 Учитывая  все  это,  они  углубились  в  дальнейшие  поиски.
В  то  время,  когда  одни  ученые  трудились  над  созданием
новых  материалов  из  природных  полимеров,  другие  тво¬
рили  совершенно  новые  материалы  —  синтетические
смолы  и  пластмассы.  Они  стремились  создать  материалы,
свойства  которых  были  бы  лучше,  чем  у  стекла,  металла,
камня...
 Природные  материалы  имеют  недостатки.  Вот  неко¬
торые  из  них:  стекло  —  хрупкий  материал,  металл  тяжел,
 299

изделия  из  него  дороги,
а  камень  неоднороден,
трудно  поддается  обработ¬
ке.  Но  главное  не  в  этом.
Современная  техника  тре¬
бует  таких  материалов,
у  которых  ценные  свой¬
ства  нескольких  природ¬
ных  были  бы  соединены
в  одном  искусственном.
 Электротехники  первы¬
ми  уверовали  в  неисчер¬
паемые  возможности  син¬
тетических  смол  и  пласти¬
ческих  масс  и  стали  широко  применять  их  в  своей  про¬
мышленности.  Легкость  и  быстрота  изготовления  из  них
мелких  изделий  в  значительной  мере  способствовали  стре¬
мительному  развитию  техники  слабых  токов  —  телефонии
и  радио.
 Раньше  на  изготовление  телефонного  аппарата  шло
лакированное  дерево  и  никелированная  латунь  с  изоля¬
ционными  прокладками.  Современный  телефонный  аппа¬
рат  почти  целиком  изготовляется  из  пластмасс  разного
цвета.  Себестоимость  телефонного  аппарата  в  связи  с  при¬
менением  пластмасс  уменьшилась  на  одну  треть,  потому
что  процесс  производства  некоторых  деталей  необычайно
упростился.  Так,  наборный  диск  телефона  раньше  тре¬
бовал  для  своего  изготовления  34  операции,  а  теперь  он
делается  за  две  операции.
 В  промышленности  средств  связи  в  настоящее  время
вес  деталей,  изготовленных  из  пластических  масс,  состав¬
ляет  около  50%  веса  всех  изделий.
 Начнем  знакомство  с  новыми  материалами.
 В  технике  давно  известны  металл  и  цемент.  Из  металла
можно  отливать  любые  изделия,  причем  эти  изделия  без
труда  удается  снова  переплавлять  в  слитки,  а  потом
опять  и  опять  повто¬
рять  процесс  отливки  и
переплавки.  Другой  ма¬
териал  —  цемент  —  име¬
ет  иные  свойства.  Если
из  цементного  теста  из¬
готовить  какое-либо  из-
 300

делие,  то  уже  превратить  это  изделие  в  цементное  тесто
или  в  цемент  не  удается  никакими  способами.
 Подобным  образом  ведут  себя  и  пластические  массы.
Одни  из  них  похожи  на  металл.  Их  можно  размягчать
подогревом,  а  потом  превращать  в  разные  изделия.  При
необходимости  эти  изделия  легко  можно  переплавить
в  кусок  пластической  массы  и  потом  изготовить  новое
изделие.
 Другие  пластмассы  ведут  себя,  как  цемент.  Из  них
можно  изготовить  сложную  деталь.  Но  как  только  деталь
затвердеет,  пластмассу  уже  не  удается  ни  размягчить,
ни  расплавить.
 И  как  бы  ни  были  разнообразны  пластмассы,  всех  их
можно  разделить  на  две  группы.  Первые  после  нагревания
твердеют,  навсегда  теряя  пластичность.  Это  так  называе¬
мые  термореактивные  пластмассы:  фенопласты,  амино¬
пласты  и  другие;  мы  их  сравниваем  с  цементом.  Вторые
не  теряют  пластичности  в  результате  горячей  обработки.
Это  термопластичные  пластмассы,  к  их  числу  относятся
полиэтилен,  полистирол,  полиамиды  и  другие;  мы  их
сравниваем  с  металлами.
 Рост  продукции  пластических  масс  во  всем  мире  за
последние  пятнадцать  лет,  начиная  с  1940  г.,  был  рекорд¬
ным  даже  по  сравнению  с  производством  стали.  Выработка
стали  за  такой  же  период  времени  выросла  в  1,3  раза,
а  пластмасс  —  в  11  раз.
 Чем  же  объяснить  это  победоносное  шествие  пласти¬
ческих  масс?  Да  в  первую  очередь  тем,  что  благодаря
своим  универсальным  свойствам  пластические  массы
позволяют  создавать  такие  конструкции,  которые  немыс¬
лимы  были  до  сих  пор,  например,  бесшумные  шестерни,
подшипники  без  смазки  и  т.  п.
 Изделиям  из  пластмассы  могут  быть  приданы  кислото¬
упорность  нержавеющей  стали  и  твердость  камня,  они
могут  иметь  легкость  дерева  и  гибкость  бумаги  —  вот  почему
так  многообразно  их"  применение.
 Вместо  горящего  дерева,  ржавеющего  металла  хими¬
ками  созданы  материалы,  не  тонущие  в  воде,  не  горящие
в  огне,  не  ржавеющие  и  не  гниющие  в  сырости.
 Сейчас  было  бы  неправильно  говорить  о  пластмассах
как  о  конкурентах  металла.  Это  материалы  современной
техники.  Их  много.  Во  всяком  случае,  не  меньше,  а  боль¬
ше,  чем  металлов.
 301

Пластмассы  и  синтетические  Смолы  —  это  полимерные
материалы  не  только  настоящего,  но  и  будущего.  В  при¬
роде  нет  таких  замечательных  материалов,  как  органиче¬
ское  стекло,  сочетающее  прозрачность  с  крепостью  и  гиб¬
костью  стали;  фенопласты,  обладающие  прочностью  же¬
леза,  но  в  два  раза  легче  алюминия;  текстолит,  одинаково
применимый  в  качестве  вкладышей  подшипников  прокат¬
ного  стана  и  материала  для  пропеллеров;  карболит,  кото¬
рый  по  обработке  имеет  свойства  дерева,  а  по  способности
к  отливке,  прессовке  и  механической  обработке  —  свой¬
ства  металла.
 Новые  полимерные  материалы  удивительным  образом
сочетают  в  себе  упругость,  свойственную  газам,  теку¬
честь,  свойственную  жидкостям,  и  способность  сопротив¬
ляться  изменению  формы,  характерную  для  твердых  тел.
 Теперь  во  многих  изделиях  химические  продукты
заменяют  металл.
 Велико  многообразие  получаемых  из  пластмасс  изде¬
лий.  Они  есть  и  в  автомобиле,  и  в  самолете.  Они  есть
в  кармане  взрослого  и  в  сумке  школьника.  Они  проникли
и  в  быт,  и  на  производство,  распространившись  на  земле,
под  землей,  на  воде  и  под  водой.  Они  есть  на  пароходах.
Без  них  не  поднимется  в  воздух  ни  один  самолет  и  не  опу¬
стится  под  воду  ни  одна  подводная  лодка.  Везде,  где
только  появляется  человек,  эти  новые  материалы  неот¬
ступно  следуют  за  ним.
 Детали  машин  из  новых  материалов
 Все  как  будто  бы  свыклись  с  тем,  что  при  обработке
металлов  нельзя  обойтись  без  стружки.  Возьмем,  к  при¬
меру,  такое  простое  изделие,  как  крыльчатка  водяного
насоса.  Ее  изготавливают  из  куска  чугуна  весом  1370  грам¬
мов.  После  обработки  детали  835  граммов  чугуна  уходит
в  стружку.  Если  же  крыльчатку  насоса  сделать  из  пласт¬
массы,  то  вес  ее  будет  в  пять  раз  меньше,  а  стоимость  —
вдвое  дешевле  чугунной.
 Капрон,  например,—  не  только  исходное  сырье  для
волокна  и  тканей,  он  также  прекрасный  конструкционный
материал.  Из  капрона  отливают  и  детали  машин.  Капроно¬
вые  шестерни  бесшумны,  капроновые  подшипники  не  тре¬
буют  смазки.  Детали  машин,  подверженные  вибрации,
будучи  изготовлены  из  капрона,  гасят  ее.  При  трении
 302

и  ударе  друг  о  друга  детали  из  капрона  не  образуют  искр.
Такие  детали  легче  стальных,  а  по  прочности  они  не  усту¬
пают  последним.
 Капроном  сравнительно  легко  покрываются  детали
из  цветных  и  черных  металлов.  Облицованные  тонким
слоем,  они  приобретают  новые  ценные  свойства.
 Детали  из  капрона  удовлетворительно  работают  без
смазки  до  температуры  150°  С.  Выше  этой  температуры
необходимо  применять  смазку.
 Из  пластических  масс  в  настоящее  время  изготавли¬
вают  шариковые  и  роликовые  подшипники.  Эксплуатация
их  показала,  что  пластмассовые  шарики,  ролики  и  кольца
подшипников  качения  могут  выдерживать  значительные
радиальные,  осевые  и  ударные  нагрузки.  К  их  преиму¬
ществам  следует  отнести  высокую  коррозионную  стой¬
кость  деталей.
 Из  пластических  масс  могут  быть  выполнены  люстры,
различные  настенные  светильники,  скобяные  изделия,
краны,  вкладыши  для  подшипников  и  другие  изделия.
 Изделия  из  полимерных  материалов  значительно  выиг¬
рывают  и  по  внешнему  виду,  и  по  качеству.  С  точки  же
зрения  государственной  такая  замена  цветных  металлов
синтетическими  материалами  очень  выгодна.
 Так,  для  получения  одной  тонны  олова  необходимо
добыть  на  рудниках  и  переработать  на  обогатительных
фабриках  и  металлургических  заводах  свыше  300  тонн
руды.  Для  получения  одной  тонны  никеля  требуется  пере¬
работать  около  200  тонн  руды,  а  меди  —  100  тонн  руды.
Совсем  другое  дело  пластические  массы.
 Капитальные  затраты  на  создание  производственной
мощности,  необходимой  для  выработки  одной  тонны,
например,  аминопластов,  составляют  50  рублей,  т.  е.
в  34  раза  меньше,  чем  на  одну  тонну  свинца,  в  40  раз
меньше,  чем  на  одну  тонну  алюминия,  в  52  раза  меньше,
чем  на  одну  тонну  меди  и  в  660  раз  меньше,  чем  на  одну
тонну  олова.
 Найлоновым  гребным  винтом  оснащен  траулер  для
работы  в  условиях  Северного  моря.  Диаметр  винта
1300  миллиметров,  вес  лопасти  семь  килограммов.  Специ¬
альная  технология  обеспечивает  получение  шелковистой
поверхности  лопастей,  уменьшающей  трение  до  минимума.
 В  Башкирии,  в  Туймазинском  нефтяном  районе,  буре¬
ние  скважин  производится  турбобурами,  многие  детали
 303

которых  сделаны  из  капроновой  пластмассы.  Конструк¬
цию  таких  турбобуров  разработал  коллектив  Всесоюз-
нрго  научно-исследовательского  института  буровой  тех¬
ники.
 Из  капрона  в  пресс-формах  штампуют  изящные  зер¬
кально-гладкие  детали  турбобура  —  миниатюрные  ста¬
торы  и  роторы.  На  экспериментальном  заводе  института
установлен  один  такой  автоматический  пресс.  Он  штам¬
пует  за  день  до  800  деталей,  которые  сразу  же  без  после¬
дующей  обработки  идут  в  дело.  Стоимость  их  даже  в  усло¬
виях  несерийного,  экспериментального  производства
в  пять  раз  меньше,  чем  стоимость  теперешних  стальных
статоров  и  роторов.
 До  недавних  пор  машиностроители  вынуждены  были
создавать  конструкции  применительно  к  существующим
видам  материалов.  Но  теперь  настало  время,  когда  воз¬
можно  и  необходимо  создавать  материалы  с  заранее  задан¬
ными  свойствами  для  конструкций  деталей  и  узлов  ма¬
шин.
 Пластмассе  можно  придать  свойства,  которыми  она
не  была  наделена  при  изготовлении.  Так,  например,  для
нужд  слаботочной  промышленности  делается  пластмасса,
проводящая  электрический  ток.  Это  достигается  смеше¬
нием  пластмассы  с  частицами  серебра  или  меди  размером
в  пять  микрон.  Токопроводящая  пластмасса  нашла  широ¬
кое  применение  и  в  радиопромышленности.  Замена  пласт¬
массой  металлических  проводов  значительно  уменьшает
аппаратуру,  упрощает  ее  изготовление,  снижает  себе¬
стоимость  и  повышает  надежность  в  эксплуатации.
 Пластмассе  можно  придать  и  магнитные  свойства.
Для  этого  в  нее  вводят  магнитный  железный  порошок.
Под  воздействием  сильного  электрического  поля  магнитики
порошка  ориентируются.  После  затвердения  пластмассы
эта  ориентировка  закрепляется.  Выпускается  магнитная
пластмасса  в  виде  полос  требуемой  длины,  из  которых
можно  вырезать  магниты  любой  формы  и  размера.
 Первое  применение  магнитная  пластмасса  нашла  для
герметизации  дверцы  в  холодильниках.  При  этом  надоб¬
ность  в  замке  отпала,  так  как  магнит  с  достаточной  силой
удерживает  дверцу  в  закрытом  состоянии.  Такой  материал
может  найти  применение  в  телефонных  трубках  и  радио¬
наушниках,  в  слуховых  аппаратах  и  миниатюрных  элек¬
тромоторах.
 304

Одним  из  универсальных  химически  стойких  материа¬
лов  является  винипласт.  Применяют  его  для  облицовки
внутренней  поверхности  сосудов  и  резервуаров.
 Из  винипласта  делают  также  трубы.  Они  чрезвычайно
легки  и  выдерживают  давление  в  десятки  атмосфер.  Срок
их  службы  значительно  больший,  чем  металлических.
Монтировать  такие  трубы  легче  и  проще.  Винипласт
может  быть  окрашен  в  любой  цвет,  поэтому  красить  трубы
не  нужно  —  их  подбирают  под  цвет  стен.
 Из  винипласта  и  капрона  для  городского  хозяйства
изготовляются  смывные  бачки,  сифоны,  крыльчатые  тя¬
гомеры  и  другие  предметы,  а  также  стержни  и  разные
профили,  из  которых  делают  вентили,  краны,  клапаны
и  прочие  изделия.  Все  они  находят  большое  применение
на  химических  производствах,  так  как  обладают  высокой
стойкостью  к  различным  агрессивным  средствам  —  кис¬
лотам,  щелочам  и  растворам  различных  солей.
 Мы  перечислили  далеко  не  все  «кусты»  растущего
и  ветвящегося  «дерева»  синтетических  смол  и  пластмасс.
Многие  из  них  уже  стали  самостоятельными  областями
народного  хозяйства  страны,  некоторые  выходят  только
на  этот  уровень.  Но  все  это  —  только  скромное  начало.
 Суда  из  пластмасс
 Испокон  веков  суда  делались  деревянными  и  только
начиная  с  прошлого  столетия  и  особенно  в  наше  время  их
делают  из  стали.
 Оба  эти  кораблестроительных  материала  имеют  недоста¬
ток:  они  недолговечны.  Сталь  ржавеет,  ее  .надо  сохранять
под  слоем  краски,  а  красить  приходится  часто.  Дерево
набухает,  утяжеляя  корпус  судна,  кроме  того,  оно  гниет
и  разрушается  жуком-древоточцем.
 Пластмассы  в  настоящее  время  сильно  заинтересовали
и  судостроителей,  и  самолетостроителей.
 В  СССР  еще  до  Великой  Отечественной  войны  на  про¬
сторах  Черного  моря  курсировал  теплоход  «Экспресс».
Со  скоростью  70—72  километра  в  час  на  нем  перевозили
по  трассе  Сочи  —  Сухуми  130  пассажиров  с  багажом
и  грузом.  До  войны  теплоход  успел  перевезти  около
20  тысяч  пассажиров,  а  во  время  войны  был  разрушен,
 У  этого  скоростного  морского  судна  обшивка  днища
была  выполнена  из  текстолита.  Если  бы  он  имел  обшивку
 20 	А.  Ф.  Буянов
 305

из  стали,  то  не  развивал  бы  такой  скорости:  во-первых,
потому  что  сталь  в  пять  с  лишним  раз  тяжелее,  во-вторых,
потому  что  гладкая,  будто  полированная  поверхность
текстолита  сильно  снижает  сопротивление  при  трении
движущегося  судна  о  воду.
 Этот  смелый  эксперимент  с  новым  материалом,  осуще¬
ствленный  в  годы,  когда  новый  материал  был  еще  в  «мла¬
денческом»  возрасте,  незаслуженно  потом  забыли.  А  он
со  всей  очевидностью  говорил  о  том,  что  наши  судострои¬
тели  давно  уже  встали  на  правильный  путь.
 В  настоящее  время  в  Советском  Союзе  плавают  и  лодки,
и  катера,  сделанные  из  стеклопластиков.
 Такая  шлюпка  вместимостью  8  человек  весит  всего
160  килограммов.  Длина  ее  3,5  метра,  а  ширина  1,4  метра.
Она  вдвое  легче  алюминиевой  и  почти  вчетверо  меньше
весит,  чем  сделанная  из  стали.
 Моторная  лодка  из  стеклопластика  длиной  7,5  метра
в  два  раза  легче  таких  же  размеров  деревянной  лодки.
Ходовые  испытания  шлюпок  и  моторных  лодок  дали
хорошие  результаты.
 Коллектив  специалистов  Центрального  технико-кон¬
структорского  бюро  Министерства  речного  флота  РСФСР
спроектировал  пассажирский  теплоход  из  пластмасс  на
65  мест  с  двигателем  в  150  лошадиных  сил.  Длина  судна
24,3  метра,  ширина  3,7  метра.
 Сейчас  этот  теплоход  уже  строится  на  одном  из  судо¬
строительных  заводов  и  в  скором  времени  будет  спущен
на  воду.
 Пластмассовые  суда  имеют  незначительную  осадку
и  намного  легче  металлических.  Эти  суда  могут  ходить
но  небольшим  рекам,  и  при  необходимости  их  просто
перевезти  из  одного  водоема  в  другой  на  тракторных  санях
или  по  железной  дороге.  В  таких  судах  заинтересованы
и  колхозы.  Они  будут  приобретать  их  в  собственность.

Заглядывая  в  недалекое  будущее,  можно  представить
себе  такие  суда  из  пластмасс,  которые  в  случае  ката¬
строфы  не  затонут,  а  если  корпус  их  будет  разбит,  то
сверхлегкие  пластмассы,  которыми  будут  заполнены  от¬
секи,  удержат  груз  и  людей  на  поверхности  воды  до
прибытия  спасательного  судна.
 Пластмассы  сулят  новые  возможности  для  освоения
глубин  моря.  Эти  материалы  при  одинаковой  прочности
с  металлическими  могут  быть  в  пять-шесть  раз  легче.
 Для  пластмассовой  подводной  лодки  глубина  даже
полкилометра  —  далеко  не  предел.
 Остановимся  на  своеобразном  виде  транспорта,  раз¬
витие  которого  тесно  связано  с  достижениями  химической
науки.  Это  так  называемые  складывающиеся  контейнеры
и  «баржи»-танкеры.  Конструктивное  решение  их  разно¬
образно.
 Материалом,  из  которого  они  изготовляются,  может
быть  прорезиненная  ткань  из  синтетических  волокон,
упрочненная  полихлорвиниловая  пленка  и  другие  поли¬
мерные  материалы  в  том  или  ином  сочетании.
 «Баржа»  из  прорезиненной  ткани  без  груза  выглядит
как  большой  сложенный  мешок  и  занимает  немного
места.  Если  же  ее  залить,  допустим,  нефтью,  то  полу¬
чается  длинное  сигарообразное  тело.  Длина  такой  «баржи»
достигает  60  метров,  емкость  —  8000  тонн  нефти.  На  воде
она  выглядит  как  огромная  сосиска.
 На  Каспийском  море  в  1959  г.  успешно  закончены
испытания  транспортировки  нефти  по  воде  в  емкостях
из  прорезиненной  капроновой  ткани.  Наполненные
нефтью,  они  послушно  следовали  за  буксиром,  хорошо
держались  на  воде  и  свободно  проходили  по  мелководью.
 Своеобразны  и  складывающиеся  контейнеры.  В  них
можно  перевозить  кислоты,  щелочи,  разные  химические
материалы,  а  также  продукты  питания  —  сахар,  рис,
масло,  муку,  крупу,  т.  е.  практически  почти  все  то,  что
перевозится  в  настоящее  время  автомобильным  и  дру¬
гими  видами  транспорта.
 Емкости  контейнеров  различны,  а  собственный  вес
их  незначителен  (при  полезной  емкости  10  500  литров  —
 20*

260  килограммов).  В  опорожненном  состоянии  контей¬
неры  транспортируют  в  сложенном  виде.
 Новый  вид  тары  можно  использовать  для  создания
складов-хранилищ  нефти  или  горючего  на  дне  моря  и  водо¬
хранилищ.  Пластмассовые  баллоны  емкостью  до  мил¬
лиона  литров  крепятся  к  донному  якорю.  Плавучий  буй
соединен  с  баллоном  и  портовым  складом  трубами  и  пере¬
качивающим  устройством,  что  позволяет  загружать  или
разгружать  подводное  хранилище.  Подводные  склады
имеют  большое  преимущество  перед  наземными  и  в  безо¬
пасности  в  отношении  пожара.
 Таковы  первые  шаги  применения  и  возможности  исполь¬
зования  пластических  масс  и  синтетических  материалов
в  речном  и  морском  судостроении.
 Материал  для  смелых  архитектурных  решений
 .Стоит  только  познакомиться  с  историей  архитектуры,
и  мы  убедимся,  что  все  новое  в  архитектурных  формах,
методах  строительства,  в  самих  конструкциях  зданий
и  сооружений  рождалось  в  связи  с  появлением  новых
строительных  материалов.
 Сейчас  так  же,  как  много  лет  назад,  строительные
работы  характеризуются  перемещением  больших  коли¬
честв  тяжелых  материалов.  Только  то,  что  раньше  дела¬
лось  руками  людей,  теперь  осуществляется  машинами.
 Возникает  вопрос:  будет  ли  человек  всегда  строить
сооружения  только  из  тяжелых  материалов?  На  это  уже
теперь  можно  ответить  отрицательно.  Сейчас  в  строитель¬
ной  технике  наметился  переход  к  прочным,  легким  и  долго¬
вечным  материалам  —  к  пластическим  массам.
 Водопроводные  и  канализационные  трубы,  раковины,
ванны,  изготовленные  из  пластмасс,  обладают  рядом

преимуществ  перед  металлическими.  Они  не  ржавеют
и  не  бьются.  В  случае  замерзания  воды  в  трубах  аварии
не  произойдет,  так  как  трубы  эластичны  и  после  отогре¬
вания  снова  работают  нормально.
 Новые  материалы  были  широко  применены  в  1958  г.
на  Всемирной  выставке  в  Брюсселе  в  облицовке  стен,
потолков.  Из  них  были  выполнены  вентиляционные  и  деко¬
ративные  решетки,  осветительные  приборы,  оконные  жа¬
люзи,  холодильные  камеры.  В  разных  павильонах  демон¬
стрировалась  мебель,  легкая,  красивая  и  удобная.  Это
был  блестящий  показ  неограниченных  возможностей  но¬
вых  материалов,  убедительное  свидетельство  проникно¬
вения  их  во  все  отрасли  современной  техники,  во  все
стороны  жизни  современного  общества.
 В  разнообразном  использовании  новых  материалов
конкурировали  на  выставке  архитекторы,  скульпторы,
художники,  инженеры,  врачи,  декораторы  и  другие
специалисты.  Здесь  наглядно  можно  было  увидеть  то,
в  чем  старые  материалы  уступают  новым,  убедиться,
какими  неисчерпаемыми  возможностями  обладают  син¬
тетические  материалы.
 Коллективы  Ленинградского  филиала  Академии  строи¬
тельства  и  архитектуры  СССР,  института  Ленпроект
и  Ленсовнархоза  создали  проект  пластмассового  дома
площадью  30  квадратных  метров,  рассчитанного  на  одну
семью.  У  дома  необычная  конструкция.  Стоит  он  на  двух
 столбах  и  массивной  под¬
ставке,  где  помещается  ко¬
тельная.  Под  домом  хватит
места  и  для  гаража.  Этот  на¬
рядный  коттедж  украшает
изящная  прозрачная  лестни¬
ца.  Внутри  тоже  все  необыч¬
но:  оборудование  выполнено
из  синтетических  материа¬
лов.  На  постройку  дома  пош¬
ло  28  одинаковых  панелей  из
стеклопласта  толщиной  10
сантиметров.  Зимой  в  нем
тепло:  изоляционный  пено¬
пласт  надежно  охраняет  по¬
мещения  от  морозов.  В  широ¬
кие,  во  всю  стену,  окна  встав-
 309

Лено  органическое  стекло,  которое  пропускает  ультра¬
фиолетовые  лучи.  Жильцы  такого  дома  смогут  загорать,
удобно  расположившись  в  креслах  прямо  в  комнате.
Что  это  —  баловство  архитекторов?
 Нет!  Строители  и  архитекторы  давно  мечтают  о  краси¬
вом,  дешевом  материале,  сочетающем  в  себе  легкость
и  прочность.
 В  специальных  институтах  страны  конструкторы,  архи¬
текторы,  инженеры  и  специалисты  других  отраслей  науки
и  техники  разрабатывают  проекты  новых  квартир,  где
будет  создан  максимум  удобств  для  населения.
 Давайте  заглянем  еще  дальше,  предоставив  рисовать
картину  будущего  человеку  весьма  компетентному  в  строи¬
тельных  материалах  —  академику  П.  А.  Ребиндеру.
 «Сейчас  мы  живем  в  домах  с  толстыми  кирпичными
стенами,—  пишет  он,—  и  если  начинаем  уменьшать  их
толщину,  то  в  холодные  зимы  чувствуем,  что  здание
трудно  отопить:  слишком  теплопроводны  эти  стены.
Здания  же  из  материала  будущего  будут  представлять
собой  тонкостенные,  легкие  и  изящные  сооружения  со
значительно  меньшей  теплопроводностью.  Люди  освобо¬
дятся  от  затрат  огромных  количеств  топлива.  На  возве¬
дение  таких  сооружений  будет  расходоваться  чрезвычайно
мало  материалов  по  весу,  а  это  в  значительной  мере  умень¬
шит  трудности  их  транспортировки.
 Очевидно,  на  основе  использования  подобных  мате¬
риалов  строительные  конструкции  будут  выглядеть  фан¬
тастически.  Многоцветные  и,  когда  нужно,  прозрачные,
изящные,  внешне  невесомые  и  хрупкие,  а  на  самом  деле
чрезвычайно  прочные,  новые  материалы  создадут  пред-
 310

посылки  для  самых  смелых  архитектурных  решении.  Они
позволят  создавать  совершенно  сказочные  города  с  обилием
зелени,  света  и  воздуха,  города,  в  которых  человек  ком¬
мунистического  общества  сможет  еще  более  плодотворно
трудиться  и  еще  лучше  отдыхать».
 Глава  28
 ХИМИКИ  СОЗДАЮТ  ВТОРУЮ  ПРИРОДУ
 Негорящие,  нетонущие,  кислотоупорные...
 Пластмассы  —  это  новые  материалы  с  особыми,  лишь
им  Одним  присущими  свойствами.  Химики  создали  мате¬
риалы,  не  горящие  в  огне,  не  гниющие  в  сырости  и  не
тонущие  в  воде.
 Пластмассы  можно  сделать  пористыми  или  вообще
превратить  в  кусок  твердой  пены.  Кубометр  самого  лег¬
кого  нового  материала  —  пенопласта  —  весит  10  кило¬
граммов,  он  в  30  раз  легче  пробки,  в  100  раз  легче  воды
и  в  500  раз  легче  железа.  Как  видите,  выражение  «лег¬
кий  как  пробка»  уже  устарело.
 Из  пенопласта  приготовляют  плиты  для  изоляции,
поплавки  для  сетей,  лодки,  спасательные  круги  и  одежду.
 Из  пенопластов  в  СССР  делают  домики  для  полярных
дрейфующих  станций.  Такие  домики  обладают  превос¬
ходной  плавучестью,  а  стенки  их  —  прекрасной  тепло¬
изоляцией.  На  них  и  в  них  в  случае  необходимости  можно
перебазироваться  по  воде  с  одной  льдины  на  другую,
не  вытаскивая  мебели  и  приборов.
 Есть  и  еще  одна  область,  где  газонаполненные  пласт¬
массы  играют  очень  важную  роль.
 I

В  течение  многих  лет  одной  из  важнейших  проблем,
с  которой  приходится  сталкиваться  при  хранении  сырой
нефти,  является  испарение  легких  и  летучих  продуктов.
Установлено,  что  потери  от  испарения  составляют  4%.
В  масштабе  страны  это  огромные  потери.
 В  настоящее  время  оказалось  возможным  уменьшить
потери  нефти,  покрыв  ее  слоем  из  миллионов  микроско¬
пических  пластмассовых  шариков,  наполненных  газом,
главным  образом  азотом.
 Микробаллончики  изготовляют  из  фенолформальде¬
гидной  смолы.  Диаметр  их  0,033  миллиметра.  Если  рас¬
сматривать  их  под  микроскопом,  то  они  своим  видом
напоминают  мячики  для  настольного  тенниса.
 Когда  шарики  поступают  в  цистерну  с  сырой  нефтью,
они  поднимаются  на  поверхность  и  образуют  «плаваю¬
щую»  крышу,  препятствующую  испарению  нефтяных
продуктов.
 Результаты  двухгодовой  эксплуатации  в  США  завод¬
ских  нефтехранилищ  с  «плавающей»  крышей  показали,
что  при  толщине  12,5  миллиметра  она  позволяет  умень¬
шить  потери  от  испарения  на  80—90%.
 Поскольку  фенольные  шарики  имеют  очень  малый  раз¬
мер,  они  могут  проходить  в  жидком  потоке  через  насосы,
не  претерпевая  повреждений.  Микробаллончики  не  заби¬
вают  труб,  даже  если  они  в  них  попадают.  Для  примене¬
ния  их  совершенно  не  требуется  какой-либо  реконструк¬
ции  или  изменения  в  устройстве  обычного  нефтехрани¬
лища.
 В  пластмассовые  пузырьки  можно  упаковать  не  только
воздух  или  газ.
 В  Институте  горючих  ископаемых  Академии  наук
СССР  под  руководством  профессора  Б.  И.  Лосева  разра¬
ботан  новый  метод  укупорки  бензина  в  пластмассу.  В  по¬
добной  упаковке  бензин,  например,  может  храниться
в  открытых  складах,  на  солнцепеке,  на  морозе  и  даже
в  воде.  Для  этого  не  требуется  ни  резервуаров,  ни  цистерн,
ни  бочек.  Летучая  жидкость  благодаря  специальной  тех¬
нологии  заключена,  словно  мед  в  сотах,  в  миниатюрные
пластмассовые  пузырьки,  имеющие  необычайно  тонкие
стенки.  Брикет  такой  пористой  пластмассы  имеет  кремова-
то-белый  цвет  и  содержит  95%  чистого  бензина.  При  упо¬
треблении  брикеты  прессуют  и  извлекают  из  них  таким
образом  бензин.
 312

Горючее  можно  сжигать  и  непосредственно  в  брике<-
тах.  Ими  с  успехом  могут  пользоваться  геологи,  поляр¬
ники,  альпинисты,  рыболовы,  охотники  и  туристы.  С  по¬
мощью  такого  «твердого»  бензина  можно  очень  быстро
 развести  огонь  и  приготовить  пищу  в  походных  условиях.
Когда  брикет  поджигают  спичкой,  он  медленно  горит
ровным  пламенем.  Один  килограмм  брикета  с  бензином
при  сгорании  дает  10  000  калорий  тепла.  Чтобы  вскипя¬
тить  литр  воды,  требуется  всего  20—30  граммов  «твердого»
 313

бензина.  Горящий  брикет  легко  зажигать  и  гасить;  в  от¬
личие  от  дров  такое  «полено»  горит,  несмотря  на  ветер.
Его  не  тушит  льющий  дождь  и  падающий  снег.  Оно  почти
дотла  сгорает  и  в  том  случае,  когда  плавает  на  воде.  Если
же  возникнет  необходимость  потушить  его,  то  это  делается
легко  и  быстро.  Недогоревший  брикет  потом  опять  можно
использовать.
 Начальник  третьей  Советской  антарктической  экспе¬
диции  Герой  Советского  Союза  Е.  И.  Толстиков  в  своей
телеграмме,  присланной  в  Институт  горючих  ископаемых
Академии  наук  СССР,  писал:
 «...Твердый  бензин  очень  хорошо  зарекомендовал
себя  на  антарктических  станциях.  Новое  горючее  исполь¬
зуется  для  растопки  печей,  а  также  котлов  системы  цен¬
трального  водяного  отопления.  На  станциях  «Пионер¬
ская»,  «Советская»  и  «Комсомольская»,  расположенных
на  высоте  2700—3700  метров  над  уровнем  моря,  несмотря
на  недостаток  кислорода,  твердый  бензин  обеспечивает
надежную  работу  отопительных  приборов,  и  при  темпе¬
ратуре  воздуха  минус  81  градус  поддерживает  в  жилых
помещениях  нормальную  температуру  плюс  20  градусов.
 Во  время  переходов  санно-гусеничных  поездов  твердый
бензин  использовался  для  подогрева  топлива  и  масла,
которые  при  низких  температурах  сильно  густеют.  Новое
горючее  весьма  удобно  при  транспортировке.  Оно  быстро
воспламеняется  и  горит  ровным  пламенем  даже  при  силь¬
ном  ветре.  Для  растопки  печей  в  любых  условиях  Антарк¬
тиды  достаточно  50—100  граммов  твердого  бензина.
 Полярники  Антарктиды,  —  заканчивает  свою  теле¬
грамму  Е.  И.  Толстиков,—  с  большой  благодарностью
вспоминают  коллектив,  создавший  замечательный  горю¬
чий  материал».
 В  Институте  горючих  ископаемых  Академии  наук
СССР  разработан  метод  укупорки  в  «соты»  из  полимеров
и  других  жидкостей  —  касторового  масла,  рыбьего  жира,
лекарственных  и  других  веществ.
 Химическая  промышленность  выпускает  сейчас  не¬
сколько  видов  органических  стекол:  авиационное  стекло,
стекло  для  технических  изделий  и  стекло  для  изделий
широкого  потребления.  Эти  стекла  могут  быть  прозрач¬
ные  бесцветные,  прозрачные  цветные  и  непрозрачные
с  наполнителями.  Такое  органическое  стекло  представ¬
ляет  собой  смолу,  полученную  из  химического  соединения,
 314

носящего  название  метиловый  эфир  метакриловой  кислоты.
Получается  оно  способом  литья  в  формах  из  обычного
силикатного  стекла.
 На  фронтах  Великой  Отечественной  войны  такие
стекла  защищали  наших  летчиков  и  танкистов  в  боях.
Из  прозрачной  брони  выполнялись  стекла  в  самолетах
и  танках.
 Органическое  стекло  обладает  хорошими  диэлектриче¬
скими  свойствами,  маслостойкостью,  бензостойкостью
и  водостойкостью.  Оно  легко  поддается  распиловке,
сверловке  и  другим  механическим  операциям.  Его  можно
склеивать  при  помощи  уксусной  кислоты,  дихлорэтана
и  других  химических  жидкостей.  Сваривается  оно  под
давлением  при  повышенной  температуре.
 Из  органического  стекла  изготовляют  небьющиеся
линзы  для  фотоаппаратов,  биноклей,  микроскопов  и  дру¬
гих  приборов.  Такие  линзы  получают  или  отливкой,  или
прессованием.
 Интересным  свойством  обладает  органическое  стекло
с  изогнутой  поверхностью.  Представьте  себе  изогнутую
трубку  с  внутренней  полированной  поверхностью.  С  одно¬
го  конца  ее  помещен  источник  света.  Свет  прямо  не
проходит,  но,  отражаясь  от  полированной  поверхности,
он  словно  течет  по  трубе.  Светиться,  точнее  говоря,  рас¬
сеиваться  он  начинает,  только  попав  на  неполированный
или  матовый  участок  трубки.  Это  свойство  органического
стекла  позволяет  получать  любопытный  эффект:  источ¬
ник  света  невидим,  а  сделанные  на  трубке  матовые  над¬
писи  или  рисунки  светятся.  Следует  учитывать  при  этом,
что  угол  изгиба  трубки  или  листа  не  должен  превышать
43  градусов.
 Весьма  ценное  применение  находит  органическое  стек¬
ло  с  кристаллами  йодхинина.  Эти  кристаллы,  не  умень¬
шая  прозрачности,  придают  стеклу  способность  «филь¬
тровать»  свет.  Огни  встречных  автомашин  ночью  ослеп¬
ляют  водителей.  Чтобы  избежать  этого,  нужно  фары
и  передние  стекла  автомашин  сделать  из  органического
стекла  с  включением  кристаллов  йодхинина,  причем
необходимо  ориентацию  кристаллов  в  фарах  сделать
по  горизонтальной,  а  в  передних  стеклах  —  по  верти¬
кальной  оси  или  наоборот.  Скрещенное  расположение
кристаллов  в  стекле  отфильтровывает  свет  встречной
машины  при  полной  видимости  всех  предметов  на  пути.
 315

Параллельное  расположение  кристаллов  такого  эффекта
не  дает.
 Среди  множества  синтетических  материалов  важней¬
шее  место  занимают  тонкие  пленки.  Возможности  исполь¬
зования  таких  пленок  поистине  безграничны.  Они  спо¬
 собны  заменить  громоздкую  стеклянную  и  тяжелую
металлическую  тару.
 Многообразное  применение  нашла  полиэтиленовая
пленка  в  сельском  хозяйстве.  Строительство  парников
с  применением  такой  пленки  вместо  стекла  обходится
в  четыре  раза  дешевле.  Как  показал  опыт,  в  таких  пар¬
никах  раньше  на  15—20  дней,  чем  под  стеклом,  можно
начинать  высаживать  такие  теплолюбивые  растения,  как
огурцы,  а  следовательно,  и  раньше  выращивать  их.
 Полиэтиленовой  пленкой  защищают  теперь  растения
от  заморозков.  Для  этого  сверху  проволочных  решеток
накладывают  двойной  слой  пленки  из  полиэтилена  и  концы
ее  прибивают  к  земле.  Такое  одеяло  с  воздушной  про¬
слойкой  спасает  растения  от  морозов.
 Из  полиэтиленовой  пленки  устраивают  временные
хранилища  для  силоса  диаметром  до  шести  метров.  Пленку
закладывают  теперь  даже  в  оросительные  каналы  и  пруды,
препятствуя  таким  образом  просачиванию  воды  в  почву
и  снижая  потери  ее.  На  пастбищах  из  полиэтиленовой
пленки  сооружают  навесы  для  скота.
 Из  пленки  легко  сделать  вещевой  мешок,  который
при  необходимости  можно  надуть  воздухом  и  использовать
 316

как  походную  подушку  или  переплыть  на  нем,  как  на
пузыре,  водную  преграду.  Такие  мешки  хороши  в  похо¬
дах  и  экскурсиях.
 Пленки  —  это  нетканый  материал,  полученный  без
волокон,  без  прядения,  без  ткацких  станков.  Из  них,
словно  из  обычной  ткани,  можно  шить  разные  изделия.
 Если  в  газе  этилене  атомы  водорода  заменить  атомами
фтора,  то  молекулы,  срастаясь,  образуют  пластическую
массу  —  фторопласт.
 Известно,  что  в  сосудах  из  золота  или  платины  можно
неограниченное  время  хранить  едкие  химические  жидко¬
сти.  Также  уверенно  и  в  сосуд  из  фторопласта  наливают
горячую  соляную  и  азотную  кислоты  или  смесь  их.  От
действия  этих  едких  жидкостей  новый  материал  не  пре¬
терпевает  никаких  изменений.  Вот  почему  фторопластами
производят  покрытие  стальных  изделий.  Это  покрытие
на  долгое  время  делает  их  неуязвимыми  от  влияния  едких
жидкостей.
 Чудесный  песок
 Чудесный  песок  создали  советские  инженеры  из  син¬
тетических  смол.
 Зерна  такого  искусственного  песка  несут  на  своей
поверхности  тот  или  иной  электрический  заряд.  В  водном
растворе  соли  находятся  в  виде  частичек,  заряженных
положительным  и  отрицательным  электричеством.  Эти
частички  называются  ионами.  Если  раствор  фильтровать
через  зерна,  имеющие  положительный  заряд,  то  они
будут  «вылавливать»  из  раствора  отрицательно  заряжен¬
ные  ионы.  Зерна,  несущие  на  своей  поверхности  отрица¬
тельный  заряд,  освобождают  фильтруемый  раствор  от  поло¬
жительно  заряженных  ионов.  Общее  название  песка  —
иониты.
 Применение  ионитов  многообразно.  Фильтруя  через
них  морскую  воду,  можно  опреснять  ее,  т.  е.  очищать
от  растворенных  солей  и  делать  годной  для  питья.
 Потерпевшие  кораблекрушение,  имея  с  собой  пакетик
такого  порошка,  не  погибнут  от  жажды,  как  это  было  рань¬
ше,  когда  люди,  плавая  по  водному  простору,  погибали
из-за  отсутствия  пресной  воды.
 Многие  металлы  редки  не  потому,  что  их  мало  в
земной  коре,  а  потому,  что.они  рассеяны  повсюду  и  со-
 317

держатся  в  горной  породе  в  крайне  незначительных
количествах.
 Иониты  упрощают  процесс  добычи  редких  металлов.
Если  металл  или  соли  этих  металлов  содержатся  в  при¬
родных  растворах,  то  их  отделяют  фильтрацией  через
слой  ионитов.
 Так  теперь  извлекают  ванадий,  молибден,  платину,
палладий.  Подобным  образом  добывают  цирконий,  золото,
серебро;  очищают  висмут  от  меди,  никель  от  хрома  и  раз¬
деляют  редкоземельные  элементы.
 На  Балхашском  медеплавильном  заводе  в  каждом
литре  жидкости,  сливаемой  в  канализацию,  оставалось
около  грамма  молибдена.  Когда  на  заводе  установили
ионитовый  фильтр,  то  стали  улавливать  98—99%  мо¬
либдена.
 Работами,  проведенными  в  Московском  химико-тех¬
нологическом  институте  имени  Д.  И.  Менделеева,  дока¬
зано,  что  с  помощью  ионитов  можно  извлекать  ценные
металлы  из  природных  вод.  В  частности,  из  морской
воды  можно  извлекать  золото,  которого  в  ней  содержится
от  трех  до  восьми  миллиграммов  на  одну  тонну  воды.
 В  промывных  водах,  идущих  от  кинокопировальных
фабрик  и  из  цехов  серебрения,  а  также  в  маточных  раство¬
рах  из  электролизных  ванн  содержится  серебро.  Правда,
 318

концентрация  его  в  этих  водах  небольшая,  однако  общие
потери  составляют  10—12%  общего  количества  серебра,
потребляемого  народным  хозяйством.  С  помощью  иони¬
тов  извлекают  до  90%  серебра,  находящегося  в  сточных
водах.
 На  сахарных  заводах  при  существующей  технологии
из  свеклы  извлекается  только  82—84%  сахара,  а  осталь¬
ное  количество  сахара  теряется.  Эти  потери  объясняются
несовершенством  методов  очистки  свекловичного  сока.
Применение  ионитов  позволяет  повысить  выход  сахара
на  10—12%.
 Ионитами  очищают  и  концентрируют  витамины,  из¬
влекают  и  разделяют  аминокислоты,  с  их  помощью  про¬
изводят  точный  химический  анализ,  очищают  кровь
от  ионов  кальция,  фильтруя  ее  через  слой  катионита.
Так  препятствуют  свертыванию  крови  во  время  консер*
вации,  сохраняя  все  ее  ценные  свойства.
 Московский  завод  №  2  медицинских  препаратов,  внед¬
рив  ионитовые  фильтры  на  производстве  стрептомицина,
получил  экономию  около  15  миллионов  рублей  в  год.
 Иониты  предложены  и  в  качестве  лечебного  средства
при  лечении  сердечной  недостаточности,  гипертонии,  из¬
жоги,  водянки  и  других  болезней.
 Огромны  перспективы  у  промышленности  новых  син¬
тетических  материалов.
 Мост,  склеенный  синтетическим  клеем
 Институт  сварочной  техники  в  Братиславе  (Чехосло¬
вакия)  изготовил  для  Машиностроительной  выставки
в  Брно  мост,  все  элементы  которого  были  склеены  синте¬
тическим  клеем.  Для  склейки  этого  объекта,  имевшего
в  длину  6  метров,  а  в  ширину  2,6  метра  и  сделанного
из  листового  дюраля  толщиной  1,5  миллиметра,  пошло
6  килограммов  клея.  Монтажные  работы  продолжались
четыре  недели.  Мост  вместе  с  асфальтовым  дорожным
покрытием  весит  10  005  килограммов.  Вес  металличе¬
ской  конструкции  моста  составляет  380  килограммов.
Он  выдерживает  нагрузку  13,3  тонны.
 Клееные  мосты  —  это,  конечно,  переворот  в  строи¬
тельстве.  Он  произошел  благодаря  огромным  успехам,
достигнутым  в  производстве  синтетических  смол,  так  как
мост  был  склеен  клеем  из  так  называемых  эпоксидных  смол.
 319

Клеем  из  эпоксидных  смол  можно  соединять  в  одно
неразрывное  целое  и  однородные  и  разнородные  материалы.
Им  склеивают  стекло  с  металлом,  высокоуглеродистый
чугун  с  железом  или  с  медью,  металл  с  графитом,  дерево
с  фарфором,  словом,  любые  материалы  в  любой  комбина¬
ции  могут  быть  им  очень  прочно  скреплены.  При  разрыве
они  разрушаются  не  в  клеевом  шве,  а  по  материалу,
в  целом  месте.
 Испытания  показали,  что  шов  из  нового  клея,  скреп¬
ляющего  разнородные  материалы,  препятствует  образо¬
ванию  между  этими  материалами  термоэлектрических
пар,  вызывающих  коррозию.  Эта  особенность  выгодно
отличает  метод  склеивания  от  пайки  и  сварки,  где  корро¬
зия  бывает  неотвратимой.
 Клеем  из  эпоксидных  смол  пользуются  при  соединении
тонких  деталей,  спайка  и  сварка  которых  или  сильно  за¬
труднена,  или  вовсе  невозможна.  Новый  способ  скрепле¬
ния  металлов  начал  успешно  конкурировать  со  старыми.
Этим  способом  склеивают  детали  ротора  вертолетов,  что
повысило  прочность  их  на  скручивание  в  восемь  раз.
Этим  способом  на  заводе  «ЗИЛ»  приклеивают  к  колодкам
тормозных  барабанов  тормозные  накладки  и  т.  д.
 Большой  интерес  представляет  клей,  созданный  ака¬
демиком  И.  Н.  Назаровым.  Это  так  называемый  карбиноль-
ный  клей.  Им  склеивают  фарфор,  мрамор,  резину,  стекло,
металл.  Все  это  соединяется  столь  прочным  швом,  что
при  разрыве  деталь  скорее  ломается  в  целом  месте,  чем
в  склеенном.  На  карбинольном  клее  держатся  мрамор¬
ные  облицовочные  плиты  станций  Московского  метропо¬
литена.  Этот  клей  применяется  при  монтаже  мелких  дета¬
лей.  Приклеенные,  они  держатся  лучше,  чем  привинчен¬
ные.  Ни  жара,  ни  холод  не  уменьшают  прочности  шва
карбинольного  клея.
 Искусственная  кожа
 Кожа,  «выращиваемая»  не  на  животных,  а  в  машинах,—
новый  продукт  химической  промышленности.  В  некото¬
рых  случаях  она  представляет  собой,  попросту  говоря,
ткань,  покрытую  специальным  составом,  содержащим
смолы.  Однако  и  ткань,  и  покрытие  неодинаковы  для
разных  сортов  ее.  Узор,  характерный  для  кожи  той  или
иной  породы  животных,  создается  тиснением.
 320

Химическая  кожа  «растет»  теперь  на  заводах  несрав¬
нимо  быстрее,  чем  на  животных,  да  и  ассортимент  искус¬
ственных  кож  теперь  уже  стал  весьма  большим.  Они  могут
быть  твердыми  и  мягкими,  тонкими  и  толстыми,  пористыми
и  непористыми,  упругими  и  эластичными.  Коже  можно,
 например,  придать  экзотический  вид  крокодиловой
или  изготовить  в  виде  бархатистой  замши;  кожу  можно
сделать  сверкающей,  как  лак,  или  окрасить  в  нежные
тона.
 Но  самое  главное  превосходство  искусственной  кожи
перед  натуральной  состоит  в  том,  что  процесс  производ¬
ства  ее  позволяет  изготовлять  полотна  огромной  длины.
По  всей  длине  и  в  любом  месте  эта  кожа  имеет  одинаковую
толщину,  одинаковую  прочность,  одинаковые  свойства.
Выработку  изделий  из  такого  материала  можно  полностью
автоматизировать,  чего  невозможно  сделать  с  выработкой
изделий  из  натуральной  кожи.
 Другая  особенность  искусственной  кожи  состоит  в  том,
что  ее  по  заказу  можно  наделить  требуемыми  свойствами.
Химики,  например,  нуждаются  в  обуви,  не  разъедае¬
мой  ни  кислотами,  ни  щелочами.  Из  натуральной  кожи
такой  обуви  не  сделаешь,  а  из  искусственной  можно.
Нефтяникам  требуется  обувь,  не  боящаяся  нефти
и  масел.  Кожа  для  такой  обуви  тоже  может  быть  сделана
только  искусственным  путем.  Работникам  северных
 21 	А.  Ф.  Буянов
 321

районов  необходима  теплая  обувь,  не  боящаяся  воды.
Химиками  сделан  «теплый»  и  водонепроницаемый
материал.  Обувь  из  этого  материала  сохраняет  тепло
ног,  как  валенки,  но  сырость  сквозь  новый  материал  не
пройдет.  Сделан  он  из  грубошерстного  сукна  с  начесом
и  покрыт  пленкой  из  синтетической  смолы.
 Искусственная  замша  может  быть  окрашена  в  синий,
черный,  светло-голубой,  красный,  зеленый  или  какой-
либо  другой  цвет.  Она  отличается  от  натуральной  тем,  что
не  боится  воды,  не  изменяется  от  температурных  влияний
и  более  прочна,  т.  е.  долговечнее  в  изделиях.
 В  зависимости  от  выбранной  ткани  получаются  непо¬
ристые  и  пористые  кожи.  Их  применяют  для  изготовления
голенищ  хромовых  и  яловых  сапог  или  для  верха  откры¬
тых  летних  туфель.  Их  используют  в  качестве  обивочного
материала  в  авиационной  и  автомобильной  промышлен¬
ности,  а  также  для  пошивки  спецодежды.
 На  прочных  тканях  изготовляют  кожу,  используемую
как  обивочный  материал.
 Искусственная  кожа  широко  применяется  сейчас  в
обувной,  автомобильной,  авиационной  и  кожгалантерей-
ной  промышленности.
 Искусственная  кожа  красива  и  прочна.  Она  не  боится
едких  химических  жидкостей.  О  значении  искусственной
кожи  в  народном  хозяйстве  можно  судить  по  следующим
примерам.  Чтобы  получить  такое  же  количество  подошв
из  натуральной  кожи,  какое  выпускается  сейчас  промыш¬
ленностью  из  синтетических  материалов,  потребовалось
бы  ежегодно  забивать  12  миллионов  голов  крупного
рогатого  скота.
 Сейчас  уже  всем  ясно,  что  натуральную  кожу  нецеле¬
сообразно  применять  для  производства  технических
изделий.
 Детали  текстильных  машин:  вытяжные  валики,  сучиль¬
ные  рукава,  муфты,  а  также  приводные  ремни  к  разным
машинам,  уплотнители,  манжеты  и  многие  другие  изде¬
лия,—будучи  изготовленными  из  искусственной  кожи,  слу¬
жат  в  два,  три,  четыре  раза  дольше,  чем  такие  же  изделия,
сделанные  из  натуральной  кожи.
 А  такие  товары,  как  чемоданы,  портфели,  хозяйствен¬
ные  сумки  и  другие  галантерейные  изделия  из  искусст¬
венной  кожи  получаются  значительно  легче,  чем  из  на¬
туральной  кожи,  и  намного  дешевле.
 322

Глава  29
ВЕЗДЕСУЩИЙ  МАТЕРИАЛ
 Као-чу  и  «ск»
 Современная  техника  не  может  существовать  без
каучука.  Около  30  тысяч  различного  рода  изделий  изготов¬
ляется  сейчас  из  каучука.  Поистине  в  природе  нет  другого
такого  материала,  который  бы  имел  столь  разнообразные
и  такие  же  ценные  свойства,  как  каучук!
 Долгое  время  единственным  «заводом»,  производящим
каучук,  был  организм  растения.  Растение  должно  перера¬
ботать  очень  большое  количество  воздуха,  чтобы  добыть
из  него  углерод,  требующийся  на  постройку  органических
веществ.
 Чтобы  изучить  строение  молекулы  каучука,  химикам
пришлось  разрушить  молекулу  этого  вещества.  Они  нагре¬
вали  каучук  без  доступа  воздуха  и,  проанализировав
получившиеся  продукты,  нашли,  что  гигантские  молекулы
его  построены  из  небольших  молекул  вещества,  известного
в  химии  под  названием  изопрен.
 Растительный  организм  каучуконосного  дерева  ге¬
веи  —  это  удивительная  «фабрика»  в  природе,  где  моле¬
кулы  изопрена  образуются  из  углекислого  газа  и  воды
под  влиянием  солнечной  энергии  с  помощью  такого  слож¬
ного  катализатора,  как  хлорофилл.  На  постройку  моле¬
кулы  изопрена  расходуется  пять
 21*

новой  молекулы.  Около  4400  молекул  углекислого  газа
требуется  «разломать»  в  зеленом  листе  растения,  чтобы  из
«осколков»  построить  одну  только  молекулу  качука.
 Молекулы  природного  каучука  имеют  нитевидную
форму.  В  этой  молекулярной  нити  содержится  примерно
22  000  атомов  углерода  и  35  200  атомов  водорода.
 Как  только  в  организме  растения  образуется  много
молекул  изопрена,  они  под  влиянием  ультрафиолетовых
лучей  срастаются  в  гигантские  молекулы  каучука.
 Каучук  получил  свое  название  от  индейского  слова
као-чу,  что  означает  —  слезы  дерева.  Ими  «плачет»  каучу¬
коносное  дерево,  когда  на  коре  его  появляется  рана.
 Много  сотен  лет  назад  индейцы  научились  делать  из
этой  белой  древесной  смолы  то,  что  было  диковинкой  для
европейцев.  Они  пропитывали  ею  одежду,  благодаря
чему  она  становилась  непромокаемой.  Из  этой  смолы  они
без  помощи  сапожников  делали  обувь.  Белый  сок  быстро
твердел  в  дыме  костра,  и  это  свойство  разумно  использо¬
вали  коренные  жители  Америки.  Они  погружали  ногу  в  сок
каучуконосного  дерева,  а  потом  некоторое  время  держали
ее  над  дымом.  Две,  три  таких  операции  —  и  вот  уже  свое¬
образные  легкие,  эластичные  сапоги  готовы.  Они  пре¬
красно  защищали  ноги  от  повреждений  и  сырости,  а  сни¬
мались  без  труда.
 Из  древесной  смолы  индейцы  делали  бутылки  и  раз¬
ные  сосуды.  Для  этого  они  изготовляли  соответствующие
формы  из  глины,  а  потом  тем  же  способом,  каким  «шили»
обувь,  добивались  образования  на  глиняной  форме  кау¬
чуковой  оболочки.  После  этого  нужно  было  только
ударом  размельчить  глину  и  высыпать  ее  из  горлышка
сосуда,  и  изделие  можно  было  использовать  по  назна¬
чению.
 Колумб,  вернувшись  в  1493  г.  из  Америки,  привез
в  Европу  индейские  галоши  и  мячик,  которым  играли
дети  в  открытой  им  новой  стране.  Все  эти  вещи  до  сих
пор  хранятся  в  музее.
 В  России  не  было  каучуконосных  деревьев.  И  патрио¬
ты-ученые  решили  добиться  того,  чтобы  каучук  делать
химическим  путем.  Русский  химик  И.  Л.  Кондаков  в  на¬
чале  текущего  столетия  открыл  способ  превращения
в  каучукоподобное  вещество  известного  в  химии  соеди¬
нения,  имеющего  сугубо  научное  название  —  диметилбу-
тадиен.
 324

Вслед  за  ним  на  путь  создания  искусственного  каучука
встал  другой  наш  ученый,  С.  В.  Лебедев.  Воодушевлял
его  на  эту  работу  А.  Е.  Фаворский.  Ученые  понимали,
как  важно  было  для  страны  решить  проблему  получения
каучука.  Но  царское  правительство  не  отпустило  денег
на  опыты,  проводимые  Кондаковым  и  Лебедевым.
 Началась  мировая  война  1914  г.  И  то,  чему  не  прида¬
вали  значения  царские  чиновники,  сразу  же  приобрело
государственную  важность,  но  только  не  у  нас,  а  в  Герма¬
нии.
 По  методу  Кондакова  в  городе  Леверкузене  всю  войну
вырабатывался  синтетический  каучук,  несмотря  на  то,
что  он  стоил  почти  в  20  раз  больше,  чем  природный.  До
конца  войны  там  было  изготовлено  свыше  2000  тонн  этого
продукта.  Однако  полученный  каучук  намного  уступал
по  своим  качествам  своему  природному  «близнецу».  Повто¬
рить  природу  в  лаборатории  не  удавалось.
 Превращение  каучука  в  резину
 Упругое  вещество  —  резина—  получается  из  каучука,
но  различие  между  ними  весьма  существенно.
 Почему,  например,  мы  не  носим  каучуковых  галош,
как  индейцы?
 Изделия  из  каучука  обладают  рядом  недостатков.
На  холоде  они  твердеют  и  ломаются,  а  от  тепла  становятся
липкими.  От  этих  недостатков  каучук  избавила  сера.  При
нагревании  с  нею  каучук  обретает  новое  качество  —  пре¬
вращается  в  резину.
 В  молекулярных  цепочках  каучука  остались  не  пол¬
ностью  израсходованными  энергии  связи  у  атомов  угле¬
рода.  Это  позволяет  скреплять  их  между  собой  атомами
серы.  Такое  скрепление  и  есть  вулканизация.
 Изменилась  структура  и  величина  молекул,  измени¬
лись  и  свойства  вещества.  Усложнение  и  укрупнение
молекул,  не  снижая  эластичности,  приводят  к  тому,  что
вещество  приобретает  упругость,  а  кроме  того,  и  стой¬
кость  к  температурным  и  химическим  воздействиям.
 Основное  отличие  качука  от  резины  заключается
в  том,  что  он  состоит  из  линейных  молекул,  а  в  резине,
помимо  линейных,  есть  и  трехмерные  молекулы.
 Эластичность  —  характерное  свойство  и  каучука,  и  ре¬
зины.
 325

Мы  можем  многократно  растягивать  его  образец,
и  он  снова  примет  прежнее  состояние,  как  только  растяги¬
вающая  сила  будет  снята.  Исследуя  эту  замечательную
способность,  ученые  обнаружили,  от  чего  она  зависит.
 Рассматривая  молекулу  вещества,  мы  не  должны  забы¬
вать,  что  это  не  просто  кучки  неподвижных  атомов,  а  си¬
стема.  Внутри  нее  и  атомы,  и  группы  атомов  влияют  друг
на  друга,  несмотря  на  то,  что  они  могут  и  не  находиться
по  соседству.  Такое  влияние  у  больших  молекул  сказы¬
вается  на  их  конфигурации.  Например,  нитевидные  моле¬
кулы  каучука  своей  конфигурацией  напоминают  спи¬
ральные  пружинки.  Это  их  устойчивая  форма  при  нор¬
мальной  температуре,  которую  можно  нарушить  только
силой.  После  сдавливания  или  растяжения  такой  «пру¬
жинки»  она  снова  восстанавливает  свою  устойчивую
форму,  как  только  посторонняя  сила  будет  снята.  В  этом
«секрет»  эластичности  каучука.
 Резиновая  промышленность  потребляет  самое  большое
количество  сажи.  Каждая  пара  галош,  любая  автомо¬
бильная  шина,  или  какое-либо  другое  резиновое  изде¬
лие  примерно  на  одну  треть  состоят  из  сажи,  и  это  не
просто  наполнитель.  Она  увеличивает  прочность  изделий.
И  вот  каким  образом:  частицы  сажи,  попадая  в  каучуко¬
вую  массу,  присоединяют  к  своей  поверхности  несколько
молекул  каучука.  Происходит  нечто  подобное  кристал¬
лизации,  что  в  конечном  счете  приводит  к  улучшению
качества  резины.
 Синтетический  каучук
 Народное  хозяйство  Советского  Союза  требовало  много
каучука.  Он  был  необходим,  как  железо,  нефть,  хлопок
и  лес.  Поэтому  нашим  правительством  была  поставлена
задача  —  в  течение  ближайших  лет  освободить  страну  от
необходимости  ввозить  из-за  границы  дорогой  каучук
и  найти  источник  для  добычи  его  внутри  Советского  Союза.
 Советское  правительство  отпустило  крупные  средства
на  развитие  исследовательских  работ  в  области  химии
каучука  и  объявило  конкурс.
 Зная,  как  образуется  каучук  в  природе,  С.  В.  Лебедев
задался  целью  осуществить  этот  процесс  вне  организма
растения,  т.  е.  изготовлять  на  ^заводе  то,  что  природа
делает  в  живом  организме.  Получать  каучук  в  таких
 326

местах  страны,  где  не  могут  произрастать  каучуконосы,
и  производить  этот  важный  продукт  в  таких  количествах,
какие  не  под  силу  природе!
 Растения,  вырабатывая  углеводород  —  изопрен,—  пре¬
вращают  его  в  млечный  сок,  содержащий  каучук.
 Проще  всего  было  бы  добыть  изопрен  и  из  него  на
заводах  делать  каучук.  Но  изопрен,  который  легко  про¬
изводится  в  растении,  весьма  трудно  получить  заводским
путем.  Поэтому  Лебедев  искал  другой  углеводород.
 '  Он  искал  вещество,  способное  так  же,  как  и  изопрен
в  растении,  стать  каучуком  в  аппарате.  И  это  вещество
было  найдено.
 Ученый  подверг  тщательному  изучению  почти  два
десятка  органических  соединений,  близких  по  своему
строению  к  изопрену.  Было  установлено,  что  лучше
и  легче  всего  в  каучук  превращается  углеводород,  назы¬
ваемый  бутадиеном.  В  его  молекуле  содержится  всего
десять  атомов  —  четыре  углерода  и  шесть  водорода.
А  в  молекуле  каучука,  образовавшейся  из  бутадиена,
насчитывается  свыше  трех  тысяч  атомов,  т.  е.  в  ее  состав
входит  больше  300  молекул  бутадиена.  Соединенные  хими¬
ческим  путем,  они  образуют  новое  вещество  с  новыми
свойствами.
 Длина  каучуковой  молекулы  в  несколько  тысяч  раз
больше  ее  диаметра.  И  если  бы  мы  мысленно  увеличили
молекулу  каучука  в  миллион  раз,  то  ее  длина  оказалась
бы  равной  метру,  однако  толщина  и  в  этом  случае  не  пре¬
вышала  бы  0,3  миллиметра.
 В  то  время  как  коллектив  под  руководством  Лебедева
разработал  способ  получения  бутадиена  из  спирта,  другой
коллектив  ленинградских  ученых  под  руководством  про¬
фессора  Б.  В.  Бызова  разработал  метод  производства
бутадиена  из  нефти.
 Ученые  не  конкурировали,  а  искали  наилучшие  пути
изготовления  синтетического  каучука.
 Трудности  были  велики.  Первые  опыты  сопровожда¬
лись  неудачами.  Иногда  даже  создавалось  впечатление
полной  безнадежности,  но  настойчивость,  целеустрем¬
ленность  и  умение  отличать  главное  от  второстепенного
привели  Лебедева  к  победе.
 Синтетический  каучук,  выращенный  в  стеклянных
колбах,  отвечал  условиям  конкурса.
 Теперь  требовалась  производственная  проверка.
 327

На  построенном  в  Ленинграде  опытном  заводе  про¬
цесс  перенесен  был  из  стекла  в  металл.
 Скоро  наступил  день,  которого  так  трепетно  ждал
весь  лебедевский  коллектив.  Из  ворот  опытной  установки
вышел  первый  автомобиль,  обутый  в  шины  из  советского
синтетического  каучука.
 Длинный  путь,  тяжелый  груз  и  плохие  дороги  —
таковы  были  трудности  для  шин  на  выпускном  испыта¬
нии.  Автошины,  сделанные  из  «СК»  —  синтетического
каучука  —  выдержали  этот  экзамен  блестяще.
 В  1931  г.  у  города  Ярославля,  на  поле,  где  до  этого
рос  только  чертополох,  со  сказочной  быстротой  стали
воздвигаться  заводские  корпуса,  расти  трубы  и  башни
первого  в  мире  завода  синтетического  каучука.
 Узы  вдохновенного  творчества  связывали  строителей
и  монтажников,  рабочих  и  инженеров.
 Не  успели  еще  износиться  первые  шины  из  материала,
созданного  на  опытной  установке,  как  Ярославский
завод  начал  выдавать  синтетический  каучук  большими
партиями,  т.  е.  началось  его  промышленное  производство.
И  автомобили,  словно  гордясь  новой  обувью,  стали  хо¬
дить  быстрее,  а  шины  работать  дольше.
 Известие  о  пуске  в  СССР  завода  синтетического  кау¬
чука  потрясло  капиталистический  мир.  «...Это  невероят¬
но,—  говорил  Эдиссон,—  что  России  удалось  получить
синтетический  каучук.  Этого  никак  нельзя  сделать.
Из  собственного  моего  опыта  и  опыта  других  ясно,  что
вряд  ли  возможно  получить  синтетический  каучук!...»
 Но  невероятное  для  капиталистической  системы  ока¬
залось  реальным  в  системе  социалистической.
 328

Сородич  природного  каучука
 Долгое  время  в  силу  своих  многих  очень  ценных
качеств  натуральный  каучук  являлся  незаменимым  мате¬
риалом  в  различных  отраслях  народного  хозяйства.
 Спрос  на  него  все  рос  и  рос.  Наконец,  у  него  появился
искусственный  собрат.
 Синтетические  каучуки  каждый  в  отдельности  чем-
либо  выгодно  отличаются  от  натурального.  Однако  все
они  уступали  природному  в  эластичности.  Ленинград¬
ские  ученые  ликвидировали  и  это  неравенство.  Они  со¬
здали  новый  каучук  из  тех  молекул,  из  каких  его  строит
природа  —  из  изопрена.  Производство  такого  каучука
стало  возможным  после  того,  как  удалось  получить  срав¬
нительно  дешевый  изопрен.
 В  свое  время  еще  академик  А.  Е.  Фаворский  разра¬
ботал  способ  получения  изопрена  из  газа  ацетилена
и  жидкости  —  ацетона.
 Позднее  этот  способ  был  усовершенствован  И.  Н.  На¬
заровым.  Недавно  были  найдены  способы  получения
изопрена  из  более  дешевого  сырья,  являющегося  или
продуктом  переработки  нефти,  или  веществом,  содержа¬
щимся  в  природном  газе.  Ацетилен,  например,  получаю¬
щийся  сейчас  из  природного  газа,  обходится  на  40%
дешевле,  чем  ацетилен,  добытый  из  карбида  кальция.
 Изопреновый  синтетический  каучук  по  своим  свойст¬
вам  весьма  сходен  с  натуральным,  в  связи  с  этим  обла¬
сти  применения  его  необычайно  широки.  Он  применяется
для  замены  натурального  каучука  в  тех  изделиях,  в  кото¬
рых  последний  обнаруживает  преимущества  перед  всеми
другими  синтетическими  каучуками,  и  в  первую  очередь
в  шинах  для  многотоннажных  грузовых  автомобилей.
 329

Не  так  давно  наши  ученые  и  инженеры  разработали
■еще  два  новых  вида  синтетического  каучука.  Эти  каучуки
отличаются  исключительно  правильной  структурой  своих
молекул.  Производятся  они  один  из  бутадиена,  а  дру¬
гой  —  из  этилена  и  пропилена.  Они  намного  лучше  нату¬
рального  каучука  по  эластичности,  износоустойчивости
и  морозостойкости.
 Быстро  развивающаяся  техника  предъявляет  теперь
к  каучукам  все  новые  и  новые  требования.  Например,
требуется,  чтобы  эластичность  каучука  сохранялась  в  пре¬
делах  от  —60  до  +500°  С.
 В  связи  с  этим  работники  химической  промышленности
вынуждены  были  изыскивать  способы  создания  каучуков
со  специфическими  свойствами.
 Так  появились  каучуки  специального  назначения.
 Каучуки  специального  назначения
 Все  синтетические  каучуки  можно  разбить  на  груп¬
пы  в  зависимости  от  их  назначения.  Так,  имеются  кау¬
чуки  морозостойкие,  теплостойкие,  бензо-и  маслостой¬
кие,  износоустойчивые  и  каучуки  общего  назначения.
 Среди  каучуков  общего  назначения  есть  так  называе¬
мый  бутилкаучук,  который  может  применяться  для
выработки  светлых  и  цветных  резин.  Изготовляют  бутил-
каучук  полимеризацией  изобутилена.  Этот  каучук  обла¬
дает  прочностью,  близкой  к  натуральному,  но  отличается
от  него  тем,  что  на  морозе  около  60°  С  он  не  меняет  своих
свойств.  Изделия  из  бутилкаучука  отличаются  от  изде¬
лий  из  натурального  каучука  высокой  газонепроницае¬
мостью.  Морозостойкость  и  высокая  газонепроницаемость
делают  бутилкаучук  превосходным  сырьем  для  производ¬
ства  автомобильных  камер.
 Морозостойкие  каучуки,  выпускаемые  нашей  промыш¬
ленностью,  предназначаются  главным  образом  для  изго¬
товления  резиновых  изделий,  в  том  числе  шин  для  авто¬
мобилей,  работающих  в  холодных  районах.
 Теплостойкими  являются  фторкаучуки.  К  числу  тепло¬
стойких  и  одновременно  морозостойких  каучуков  при¬
надлежит  кремнийорганический,  или,  как  его  еще  назы¬
вают,  силиконовый  каучук.
 Природный  и  синтетические  каучуки,  молекулы  кото¬
рых  в  основном  состоят  из  атомов  углерода,  разрушаются
 330

при  температурах  150—200°  С.  Совсем  другое  получается,
когда  каучук  составлен  из  кремнийорганических  соеди¬
нений.  Новый  каучук  выдерживает  температуры  от  —70
до  +500°  С.  Одновременно  он  стоек  к  ультрафиолето¬
вым  лучам,  к  действию  озона  и  солнечного  света.  Из  такого
каучука  теперь  делают  в  авиации  уплотнительные  коль¬
ца,  прокладки,  специальные  шланги  и  другие  детали.
 Сейчас  выпускаются  два  вида  кремнийорганического
каучука.  Один  из  них  совершенно  прозрачный.  Он  при¬
меняется  теперь  вместо  пластмассовой  прослойки  при
изготовлении  ветровых  стекол  для  сверхзвуковых  само¬
летов.  Пластмассовая  прослойка  не  выдерживает  высо¬
ких  температур  при  полетах  с  очень  большими  скоро¬
стями.  Она  становится  мягкой  и  мутнеет  вследствие
образования  в  ней  газовых  пузырьков.  Если  же  темпе¬
ратура  падает  до  минус  53°  С,  то  пластмассовая  прослой¬
ка  в  стекле  делается  хрупкой,  как  и  само  стекло.  Следо¬
вательно,  она  не  в  состоянии  предотвратить  рассыпания
стекла  при  ударе  пули  или  осколка  снаряда.
 Прослойка  из  прозрачного  каучука  сохраняет  проч¬
ность  и  прозрачность  при  температурах  от  —  53  до
+177°  С.
 Кремнийорганический  каучук,  содержащий  фтор,  не
меняет  своих  свойств  при  температурах  от  —62  до  +205°  С.
В  отличие  от  обычных  кремнийорганических  каучу¬
ков  он  хорошо  противостоит  действию  масел,  бензина,
дизельного  горючего  и  жидкостей  гидравлических  систем.
Пластические  же  свойства  у  него  сохраняются  даже
при  температурах  от  —73  до  +260°  С.
 Интересным  и  своеобразным  видом  эластичного  мате¬
риала  является  хлоропреновый  каучук.  Он  отличается
от  других  видов  синтетического  каучука  тем,  что  наиболее
дешев.  Вместе  с  тем  он  характеризуется  негорючестью,
повышенной  бензо-  и  маслостойкостью  и  газонепрони¬
цаемостью  и,  кроме  того,  высокой  стойкостью  к  действию
ультрафиолетовых  лучей,  кислорода  воздуха  и  озона.
 Создатели  скоростного  транспорта  потребовали  от
химиков  каучука,  обладающего  большой  износоустойчи¬
востью  Дело  в  том,  что  ходовая  поверхность  шины,
так  называемый  протектор,  на  легковом  автомобиле
изнашивается  после  пробега  30—40  тысяч  километров.
Сам  же  автомобиль  способен  пройти  до  первого  капиталь¬
ного  ремонта  100  и  более  тысяч  километров.
 331

Химики  сейчас  работают  над  созданием  каучука,  из
которого  можно  было  бы  сделать  шины  с  нестирающимся
протектором  в  течение  всей  «жизни»  автомобиля  до  капи¬
тального  ремонта.
 Одним  из  подобных  износоустойчивых  каучуков  являет¬
ся  так  называемый  уретановый  каучук.  Сырьем  для
 его  производства  служат  продукты  коксобензольной  и
нефтеперерабатывающей  промышленности.
 По  стойкости  на  истирание  полиуретановый  каучук
превосходит  все  известные  эластичные  материалы.  Если
из  него  сделать  автошины,  то  они  будут  служить  в  не¬
сколько  раз  дольше,  чем  шины  из  другого  какого-либо,
даже  самого  лучшего  для  этой  цели  каучука.
 Можно  ожидать,  что  такие  автошины  будут  служить
на  автомобиле  столько  же,  сколько  и  сам  автомобиль.
 У  долговечного  полиуретанового  каучука,  еще  не
успевшего  войти  в  жизнь,  уже  появился  сильный  кон¬
курент.  Соперник  получен  совместной  полимеризацией
бутадиена  и  метилвинилпиридина.  С  появлением  его
в  свет  «вечную  обувь»  обретут  не  только  автомобили
и  другие  машины,  но  и  люди.
 Сейчас  создан  синтетический  каучук,  в  молекуле
которого  включено  до  40%  атомов  хлора.  Такой  каучук
не  способен  поддерживать  горения,  и  его  совсем  не  нужно
 332

вулканизировать,  так  как  он  вулканизируется  само¬
произвольно.  В  отличие  от  других  каучуков  этот  вид
каучука  не  «стареет»  со  временем.
 Сущность  процесса  старения  каучука  раскрыта  рабо¬
тами  советского  ученого  Б.  А.  Догадкина.
 Как  уже  говорилось,  в  вулканизированной  молекуле
каучука  остается  примерно  половина  атомов  углерода,
могущих  за  счет  «резервных»  связей  присоединять  другие
атомы.  При  «старении»,  однако,  совсем  не  обязательно,
чтобы  атомы  кислорода  присоединились  ко  всем  этим
свободным  атомам  углерода.  Достаточно  всего  лишь  двух
атомов  кислорода,  и  они  по  месту  присоединения  «разо¬
рвут»  на  две  части  молекулу  каучука.  Укороченные  же
молекулы  обладают  измененными  физическими  свой¬
ствами.  Каучук  от  этого  теряет  эластичность,  становится
ломким  и  хрупким.
 Необычное  по  свойствам  каучукоподобное  вещество
получают  из  известных  уже  нам  виниловых  смол.  В  нем
совмещены  главные  свойства  стекла  и  резины,  т.  е.  про¬
зрачность  и  эластичность.
 Почти  невидимые  воздушные  шары,  прозрачный  аэро¬
стат  да  и  многое  другое,  сделанное  из  прозрачного  кау¬
чука,  может  быть  весьма  полезным  и  в  промышленности,
и  в  технике.  Каучуки,  искусственные  обладают  свой¬
ствами,  которых  не  имеет  натуральный  каучук.
 Глава  30
КРЕМНИЕВЫЙ  МИР
 Мир,  недавно  нанесенный  на  карту
 Мир  живой  природы  построен  из  молекул-гигантов,
основой  которых  является  углерод,  а  в  мире  веществ  нежи¬
вой  природы  главенствует  кремний.
 Молекулярные  цепи  одного  образуют  крепкие  горные
породы,  другого  —  мягкие  мышечные  ткани,  белки  и  т.  д.
«А  что  получится,  если  химически  «перемножить»  эти
цепи?»—  задал  себе  вопрос  в  1938  г.  советский  химик
К.  А.  Андрианов.
 В  то  время  даже  постановка  такого  вопроса  казалась
фантастической.  Однако  Андрианов  смело  вторгся  в  об-
 333

ласть  фантастики.  И  мечты  о  получении  новых  соеди¬
нений  стали  реальными.
 Советский  ученый,  обнаруживший  единство  противо¬
положностей  этих  элементов,  перекинул  мост  между
живым  и  неживым  царством  природы  и  на  базе  углерода
и  кремния  создал  отсутствующие  в  природе  кремний-
органические  вещества,  весьма  ценные  и  для  науки*
и  для  техники.
 Трудами  Андрианова  заложено  новое  направление
в  химической  науке  —  химия  полимерных  кремнийорга-
нических  соединений,  являющаяся  частью  химии  крем¬
ния.  Были  синтезированы  качественно  новые  вещества*
которые  уже  в  настоящее  время  нашли  применение  в  про¬
мышленности  и  народном  хозяйстве,  где  их  используют
как  пропитывающие,  склеивающие,  цементирующие,  свя¬
зывающие,  водоотталкивающие  (гидрофобные)  составы*
применяют  в  качестве  тепло-  и  электроизоляционных,
водонепроницаемых  и  огнестойких  материалов,  а  также
в  качестве  гидравлических  и  теплопередающих  жидкостей.
 Кремнийорганические  полимерные  соединения  могут
быть  использованы  в  текстильной,  бумажной,  химиче¬
ской,  стекольной,  оптической,  парфюмерной,  металлур¬
гической,  нефтеперерабатывающей  и  других  отраслях
промышленности.  Эти  новые  вещества  одинаково  ценны
в  электропромышленности  и  в  авиации,  в  медицине
и  в  сельском  хозяйстве.
 Запасы  кремния  на  земле  огромны.  В  составе  элемен¬
тов  земной  коры  на  его  долю  падает  больше  25%.  Угле¬
рода  на  нашей  планете  в  49  раз  меньше,  чем  кремния.
 Кремний  не  нужно  искать.  Он  присутствует  всюду:
в  глине,  песке,  хрустале,  граните,  драгоценных  камнях  —
аметисте,  рубине  и  в  других  минералах.
 Содержится  кремний  в  животных  и  растительных
организмах.
 Волосы,  ногти,  зубы  и  кости  человека  содержат  крем¬
ний.  В  какой-то  мере  кожа  обязана  ему  упругостью,  воло¬
сы  —  блеском,  а  зубы  и  кости  —  твердостью.
 В  растениях  кремний  придает  жесткость  листьям
и  крепость  стеблям.  В  значительной  степени  благодаря
кремнию  скелет  растения  противоборствует  ветрам  и  веч¬
нодействующей  силе  тяготения.
 Атомы  кремния  могут  непосредственно  соединяться
с  атомами  углерода,  образуя  карбид  кремния.  По  твер-
 334

дости  это  вещество  немного  уступает  алмазу.  Промыш¬
ленность  выпускает  его  сейчас  в  большом  количестве
в  виде  крупных  кристаллов,  которые  обладают  исключи¬
тельно  высокой  теплостойкостью  и  стойкостью  к  резкому
перепаду  температуры.  Карбид  кремния  не  разрушается
от  воздействия  кислот.
 Соединения  кремния  с  кислородом  очень  прочны.  Они
не  боятся  огня  и  не  способны  в  обычных  условиях  изме¬
няться  химически.  Свойства  таких  веществ  сильно  отли¬
чаются  от  органических.  В  неорганическом  мире  углерод
окислен,  т.  е.  соединен  с  кислородом,  а  в  органическом
он  восстановлен,  т.  е.  соединен  с  атомами  водорода.  Поэто¬
му  неорганические  соединения  углерода  весьма  бедны  хи¬
мической  энергией,  а  органические,  наоборот,  очень  бога¬
ты  ею.
 Если  две  оставшиеся  валентности  каждого  атома  крем¬
ния  заняты  органическими  группами,  то  получается  веще¬
ство,  которое  в  зависимости  от  длины  цепи  молекулы
будет  или  маслом,  или  синтетическим  каучуком.  Моле¬
кулы  масел  имеют  значительно  меньшую  длину,  чем  моле¬
кулы  каучука.
 Если  только  одна  валентность  у  атома  кремния  занята
органическим  радикалом,  а  три  остальные  соединены
с  атомами  кислорода,  то  образуется  трехмерная  термо¬
стойкая  смола.
 Кремнийорганические  вещества,  состоящие  из  моле¬
кул-гигантов,  имеют  неорганический  скелет  из  атомов
кремния  и  кислорода,  окруженный  органическими  груп¬
пами.
 Неорганический  скелет  внес  в  вещество  ряд  важ¬
нейших  свойств,  таких,  например,  как  высокие  тепло¬
стойкость,  влагостойкость,  а  также  высокие  электроизо¬
ляционные  свойства.
 Кремнийорганические  полимерные  соединения  иногда
называют  силиконами.  Однако  с  химической  точки  зре¬
ния  более  правильно  их  называть  полиорганосилокса-
нами,  как  принято  в  нашей  литературе.
 Среди  разнообразных  продуктов,  представляющих  но¬
вую  группу  технологических  материалов,  находятся  смо¬
лы,  каучуки,  жидкости,  эмульсии,  смазки  и  водоупорные
вещества.  Все  эти  продукты  очень  ценны  для  различ¬
ных  отраслей  народного  хозяйства  и  для  многих  про¬
мышленных  производств.  Наиболее  важным  свойством
 335

кремнийорганических  полимерных  веществ  является  их
теплостойкость.
 Молекулы  органических  полимеров  имеют  сложную
структуру.
 Основной  каркас  этих  молекул  образуют  атомы  угле¬
рода.  Молекулы  кремнийорганических  полимеров  построе¬
ны  в  основном  из  чередующихся  атомов  кремния  и  кисло¬
рода.  Отсюда  и  разница  в  их  свойствах.
 Углерод,  как  известно,  способен  окисляться,  т.  е.  сго¬
рать  в  кислороде  воздуха,  превращаясь  в  углекислый
газ.  Вот  почему  в  органических  полимерах  при  их  нагре¬
вании  происходит  окисление  углерода.  В  связи  с  этим
большая  молекула  полимера  распадается  на  ряд  мелких
и  полимер  утрачивает  свои  свойства.
 Атомы  кремния  в  кремнийорганических  соединениях
уже  окислены,  т.  е.  связаны  кислородом.  Поэтому  моле¬
кулы  таких  полимеров  весьма  устойчивы  к  нагреванию.
Они  не  разрушаются  и  не  превращаются  в  конечном
итоге  в  газообразные  продукты,  как  молекулы  органи¬
ческих  полимеров.
 Таково  объяснение  жаропрочности  кремнийоргани¬
ческих  полимеров.
 Кремнийорганические  полимеры  обладают  пластич¬
ностью,  эластичностью,  а  также  способностью  раство¬
ряться  в  растворителях.  Чем  объясняются  эти  их  свой¬
ства?
 В  боковых  цепях  молекул  кремнийорганических  поли¬
меров  содержатся  атомы  углерода,  соединенные  с  дру¬
гими  атомами.  Наличие  этих  органических  групп  в  моле¬
кулах  и  придает  новым  полимерам  указанные  выше
свойства.
 Кремнийорганические  полимерные  соединения  могут
быть  летучими  и  нелетучими  жидкостями  с  большим
интервалом  вязкости,  термореактивными  смолами  и  кау¬
чуками.  Важное  свойство  этих  веществ  —  малая  зави¬
симость  вязкости  жидкостей  от  температуры.
 Важнейшим  свойством  кремнийорганических  поли¬
мерных  соединений  является  способность  делать  несма-
чиваемой  поверхность  материала,  на  который  они  нано¬
сятся.  Молекулы  кремнийорганического  полимерного
вещества  закрепляются  на  материале  таким  образом,  что
органическая  часть  молекулы  обращается  наружу  и  делает
материал  несмачиваемым.
 336

Водонепроницаемые  плёнки
 Вода  жизненно  необходима,  но  в  то  же  время  она
губитель  многих  ценностей,  созданных  человеком.  Она
разрушает  строительные  сооружения,  делает  электро¬
проводными  изоляторы,  ухудшает  свойства  смачиваемых
материалов:  тканей,  бумаги,  кожи  и  других.  Против  каж¬
дого  из  этих  вредных  ее  воздействий  советскими  уче¬
ными  разработаны  средства  защиты.
 Химики  на  базе  кремнийорганических  соединений
создали  новое  средство,  позволяющее  в  одинаковой  сте¬
пени  делать  несмачиваемыми  металл  и  бумагу,  камень
и  ткань,  стекло  и  кожу  и  другие  материалы.
 Способность  отталкивать  воду,  приобретаемая  мате¬
риалами  после  обработки  их  кремнийорганическими
соединениями,  является  следствием  того,  что  на  поверх¬
ности  этих  материалов  образуется  тончайшая  пленка
полимерного  вещества,  не  способная  смачиваться  водой.
Толщина  такой  пленки  необычайно  мала  —  она  состав¬
ляет  несколько  молекул.  Поэтому  и  расход  кремнийорга-
нического  вещества  невелик.  Для  покрытия  водооттал¬
кивающим  средством  изделия  поверхностью  1000  кв.
метров  требуется  не  более  одного  грамма  вещества,  на¬
пример  диметилдихлорсилана,  если  считать,  что  слой
его  состоит  по  толщине  из  двух-трех  молекул.
 При  покрытии  материалов  одними  соединениями  на
их  поверхности  появляется  пленка  в  результате  взаимо¬
действия  кремнийорганического  вещества  с  влагой,  всегда
имеющейся  на  поверхности  любого  материала.  Пленка
эта  очень  прочно  закрепляется  на  материале,  потому  что
в  результате  гидролиза  кремнийорганического  вещества
образуется  соединение,  которое  химически  связывается
с  веществом  защищаемого  материала.
 Кремнийорганические  соединения,  нанесенные  на  водо¬
проницаемые  материалы,  образуют  на  них  молекулярную
пленку,  благодаря  которой  обработанная  поверхность
делается  совершенно  несмачиваемой  водой.  Пленка  эта
не  впитывает  и  не  пропускает  воду.
 Водоотталкивающие  свойства  кремнийорганических
полимеров  широко  могут  быть  использованы  для  защиты
приборов  от  порчи,  для  покрытия  керамических  деталей
в  электро-  и  радиоаппаратуре,  в  случаях,  когда  увлаж¬
нение  снижает  электрическое  сопротивление  этих  деталей.
 22 	А.  Ф.  Буянов
 337

Нанесение  водонепроницаемой  пленки  на  поверхность
изделия  не  представляет  затруднения,  поскольку  ряд
применяемых  для  этой  цели  веществ,  например  метил-
силиконат,  способен  растворяться  в  воде.  Обрабатывая
водными  растворами  таких  соединений  бумагу  и  ткани,
можно  сделать  их  непромокаемыми.
 Вода  уменьшает  прочность  бумаги  и  способна  привести
ее  в  полную  негодность.  Так  гибнут  иногда  ценные  руко¬
писи,  книги,  документы.  Кремнийорганические  соедине¬
ния  способны  образовывать  на  бумаге  водоотталкиваю¬
щую  полимерную  пленку,  это  в  свою  очередь  позволяет
делать  пригодными  для  письма  такие  сорта  дешевой
бумаги,  на  которой  чернила  расплываются.
 Если  водонепроницаемую  пленку  нанести  на  листки
рукописи  или  на  рисунок,  то  изображение  на  них  невоз¬
можно  будет  ни  стереть  резинкой,  ни  смыть  водой,  даже
с  помощью  губки.  Это  новый  способ  долговечного  хране¬
ния  документов  и  рукописей.
 Интересны  и  свойства  этой  пленки.
 Молекулы  кремнийорганической  жидкости  присоеди¬
няются  к  поверхности  ткани  теми  концами,  где,  как
мы  уже  говорили,  имеются  атомы  кислорода  и  кремния.
 Другая  сторона  этих  молекул,  имеющих  водооттал¬
кивающие  группы  атомов,  остается  снаружи  ткани.
 На  поверхности  ткани  образуется  не  сплошная,
ячеистая  пленка,  с  которой  капли  воды  скатываются
словно  мячики  с  мелкоячеистой  сетки.  Воздух  же  про¬
ходит  через  нее  свободно.
 Это  свойство  ткань  не  теряет  и  после  стирки.  К  такой
ткани  не  пристает  грязь,  ее  не  запачкаешь  даже  чер¬
нилами.
 Плащ  или  шинель,  сделанные  из  сукна,  обработан¬
ного  кремнийорганической  жидкостью,  не  промокнут
в  течение  длительного  времени  даже  под  сильным  дождем,
а  воздухопроницаемость  при  этом  почти  не  уменьшается.
Обработанные  этой  жидкостью  кожаные  изделия  задержи¬
вают  влагу  в  несколько  раз  лучше,  чем  необработанные.
 Вода  —  главный  враг  металлов.  Походным  приборам
или  аппаратам,  покрытым  пленкой,  не  страшны  ни  ли¬
вень,  ни  даже  вынужденное  «купание»  в  воде.  Наиболее
прочная  пленка  образуется  на  алюминии,  магнии  и  их
сплавах,  поскольку  с  этими  металлами  она  химически
скрепляется.

Водоотталкивающая  пленка  из  кремнийорганических
соединений  может  выполнять  роль  антиобледенителя.
 Покрытие  строительных  материалов  водоотталкиваю¬
щими  кремнийорганическими  веществами  предохраняет
их  от  разрушительного  действия  воды.  Наносится  такое
покрытие  с  помощью  кисти  или  пульверизатора.  На  тыся¬
чу  квадратных  метров  покрываемой  поверхности  здания
расходуется  всего  несколько  граммов  кремнийорганиче-
ского  соединения.
 В  Ленинграде  в  качестве  опыта  нанесли  такую  пленку
на  наружную  поверхность  стен  Русского  музея,  Мра¬
морного  дворца  и  других  зданий.  Наблюдения  показы¬
вают,  что  плецка  может  без  изменения  сохраняться
годами.  Особенно  хорошо  она  защищает  штукатурку,
обычно  хорошо  впитывающую  влагу.
 Антикоррозийное  стекло
 Стекло  и  фарфор  —  хорошие  изоляторы,  однако  они
способны  удерживать  атмосферную  влагу  на  поверхности,
вследствие  чего  приобретают  так  называемую  поверх¬
ностную  проводимость.  Если  увлажненную  поверхность
изоляторов  обработать  газообразным  кремнийорганиче-
ским  веществом,  то  оно,  взаимодействуя  с  водой,  обра¬
зует  соединение,  прочно  прилипающее  к  поверхности
в  виде  тончайшей  водонепроницаемой  пленки.  Такие
пленки  на  фарфоровых  изоляторах  улучшают  их  электро¬
изоляционные  свойства.
 В  зимнее  время  ветровое  стекло  у  автомобилей  по¬
крывается  корочкой  льда,  а  летом  в  дождливую  погоду
оно  застилается  водяной  пленкой.  Все  это  затрудняет
работу  водителя.  Если  же  ветровое  стекло  покрыть  крем-
нийорганическим  веществом,  то  смачиваемость  стекла  силь¬
но  уменьшится.  Летом  дождевые  капли  уже  не  растека¬
ются  по  стеклу  и  легко  сдуваются  встречным  потоком  возду¬
ха  при  движении  автомашины.  Зимой  на  обработанном  стек¬
ле  хоть  и  образуется  незначительная  ледяная  корочка,  но
она  имеет  со  стеклом  очень  слабое  сцепление  и  также  лег¬
ко  сдувается.
 Очень  важно  иметь  несмачиваемое  покрытие  на  вну¬
тренней  поверхности  сосудов,  в  которых  хранится  кровь
и  аппаратура  для  переливания  ее  больному.  Это  исклю¬
чает  возможность  свертывания  крови.
 22*  339

В  промышленности  и  технике  перед  кремнийорганиче-
скими  веществами  с  водоотталкивающими  свойствами
открыты  огромные  перспективы.
 Кремнийорганические  смазочные  жидкости
 Кремнийорганические  полимеры  могут  быть  твердыми
и  жидкими,  жесткими  и  гибкими.  Прозрачную,  как  воду,
маслянистую  жидкость,  состоящую  из  нитевидных
кремнийорганических  молекул,  можно  выставить  на
70-градусный  мороз,  и  она  не  замерзнет.  Ее  можно  на¬
гревать  до  200°  С,  и  она  не  покажет  никаких  признаков
кипения.
 Эта  жидкость  прекрасно  разрешает  проблему  смазки
машин,  работающих  и  в  условиях  арктического  холода,
и  тропической  жары.  Подшипники  грузовых  машин,
например,  работают  летом  при  температуре  +50°,
а  зимой  при  —40°  С.
 Обычно  смазочные  масла  даже  в  температурном  интер¬
вале  70°  сильно  меняют  вязкость  и  могут  совсем  потерять
смазывающую  способность,  так  как  смазка  от  нагре-
 340

вания  делается  слишком  жидкой  и  вытекает  из  подшип¬
ника.
 Кремнийорганические  смазочные  вещества  избавлены
от  подобных  недостатков  органических  смазок.  На  морозе
они  не  только  не  замерзают,  но  почти  совсем  не  меняют
вязкости,
 В  настоящее  время  изготовляются  кремнийорганиче¬
ские  смазки,  способные  работать  в  пределах  температур
от  —40°  и  до  +200°  С.  Подобных  смазочных  масел  нет
в  числе  их  органических  собратьев.
 Жидкие  кремнийорганические  смазки  можно  загу¬
стить  добавкой  в  них,  например,  графита  или  сажи.  Так
получают  смазочные  вещества,  позволяющие  применять
их  там,  где  углеводородные  смазки  не  выдерживают.
 Кремнийорганические  смазочные  вещества  —  пре¬
красные  диэлектрики.  Они,  кроме  того,  не  боятся  высо¬
ких  температур.  Их  без  вреда  можно  нагревать  до  +250°  С.
Подобными  свойствами  не  обладает  даже  лучшее  транс¬
форматорное  масло.
 Новые  смазки  более  устойчивы  к  воздействию  едких
химических  жидкостей  и  агрессивных  газов,  чем  мине¬
ральные.
 Точки  роста
 Кремний  —  родной  брат  углерода.  Вместе  они  могут
давать  неисчерпаемое  количество  соединений.  Не  исклю¬
чена  возможность,  что  среди  этих  соединений  есть  и  такие,
которые  составляют  живые  клетки,  организмы.
 Представьте  себе  на  минуту,  что  где-нибудь  в  необъят¬
ных  просторах  Вселенной  среди  бесчисленного  множества
миров  есть  планета,  на  которой  не  углерод,  а  кремний
образует  живую  клетку  и  организмы.  Кипящая  вода
и  арктический  холод  не  страшны  кремниевым  существам.
 Мир  таких  живых  существ,  отличающихся  вынос¬
ливостью  и  долговечностью,  может  зародиться  даже
 в  кипящем  океане.  Допус¬
тим,  что  на  какой-то  дале¬
кой  планете  есть  существа,
подобные  человеку,  но  раз¬
вивающиеся  в  среде,  основой
которой  является  не  углерод,
а  кремний.  Такие  суще-
 №

ства  могут  купаться  в  расплавленном  цинке,  а  возмож¬
но,  и  в  алюминии,  брать  в  руки  раскаленные  металли¬
ческие  предметы  и  камни,  не  опасаясь  ожогов.  Возможно,
и  температура  жизненных  процессов  в  подобном  мире
показалась  бы  нам  необычайной.  А  врач,  ставя  диагноз,
мог  бы  там  сказать  своему  больному:  —  Утренняя  тем¬
пература  у  вас  шестьсот  тридцать  пять  и  пять  десятых
градуса.  Явный  упадок  сил.  Принимайте  свинцовый  душ
и  прогревайтесь  в  муфельной  печи.
 Другому  больному  он  прописал  бы  укрепляющие
холодные  купанья  в  расплавленном  олове...
 Растительному  миру  из  кремниевых  соединений  не¬
обязателен  хлорофилл,  так  как  клетки  растений  могут
избрать  в  качестве  катализатора  не  магний,  а  другие
элементы.
 Без  конца  можцо  фантазировать  о  растениях,  цветущих
в  суровые  зимы,  о  «бессмертных»  животных  —  обита¬
телях  других  планет.  Однако  вернемся  к  родной  пла¬
нете  —  к  Земле,  где  много  реальных  открытий.
 Новые  открытия  чаще  всего  появляются  на  стыке,
казалось  бы,  очень  далеких  друг  от  друга  наук.  Гениаль¬
ный  Ломоносов  на  стыке  физики  и  химии  создал  физи¬
ческую  химию.  В  наши  дни  можно  привести  множество
примеров,  когда  новое  рождается  при  диалектическом
объединении  противоположностей.
 Углерод  и  кремний  —  яркие  противоположности  в  жи¬
вом  и  неживом  мире,  однако  наши  ученые  на  основе
диалектического  материализма  обнаружили  их  единство
и  создали  химию  кремнийорганических  соединений,
открыв  тем  самым  сокровищницу  новых  материалов.
 Глава  31
 ОТ  ВЕЩЕСТВА  К  СУЩЕСТВУ
 Химия  жизни
 Соединений  атомов  углерода  с  другими  атомами  насчи¬
тывается  несколько  миллионов.  Это  и  продукты  питания
человека,  и  «пища»  двигателей,  и  вещества,  из  которых
растения  строят  свое  тело,  и  материалы  для  одежды
и  жилища  человека.  Но  самое  замечательное  химическое
соединение  такого  рода  —  гигантская  молекула  белка,
 342

давшая  начало  жизни  на  Земле.  Она  появилась  как  резуль¬
тат  усложнения  молекул  органических  соединений.
 Стоит,  например,  в  молекуле  уксусной  кислоты  заме¬
нить  один  атом  водорода  аминогруппой,  как  мы  получаем
новую,  так  называемую  аминоуксусную,  кислоту  —  гли¬
цин.  Глицин  содержится  в  белках  соединительной  ткани
и  в  каротине.  Таким  же  путем  можно  создать  и  другие
аминокислоты.  Из  пропионовой  кислоты  получается  ала¬
нин,  найденный  в  веществе  натурального  шелка.  Из
валерьяновой  —  валин.  Из  капроновой  —  лейцин,  вы¬
деленный  из  фиброина  мышц,  и  т.  д.
 Всего  в  природе  насчитывается  32  аминокислоты,  но,
сочетаясь  разным  образом,  они  способны  давать  бес¬
численное  множество  не  похожих  друг  на  друга  белко¬
вых  молекул.  От  различного  сочетания  аминокислот
и  зависит  многообразие  форм  и  строения  тканей  расти¬
тельных  и  животных  организмов.
 В  растительном  организме  белки  в  основном  синтези¬
руются  из  углеводородов.  В  организме  животного  такие
белки  при  пищеварении  распадаются  на  аминокислоты,
разносятся  кровью  к  соответствующим  органам,  и  там
из  них  синтезируются  необходимые  организму  белковые
вещества.  Происходит  удивительное  созидание  орга¬
низмом  живой  материи.
 Гигантская  молекула  белка  состоит  из  множества
разных  молекул  аминокислот,  и  ее  концевые  атомные
группы  обладают  способностью  к  химическим  реакциям.
 Как  же  шло  развитие  вещества  от  химических  эле¬
ментов  природы  до  белкового  вещества  с  биологическими
свойствами?
 Сложно  нарисовать  картину  прошлого,  особенно  когда
это  прошлое  выходит  за  пределы  того,  о  чем  повествуют
записи  наших  далеких  предков.  Но  ученые  сумели  загля¬
нуть  в  далекое  прошлое  нашей  планеты  и  восстановить
картины  былой  жизни  на  ней.
 Физики,  воспользовавшись  саморазрушающимися  ра¬
диоактивными  атомами,  как  часами,  определили  по  ним
возраст  земной  коры.
 Геологи  изучают  пласты  земли  и  по  ним,  как  по  листам
книги,  читают  историю  Земли,  воспроизводя  прошлые
эпохи.
 Палеонтологи  по  найденным  окаменелым  остаткам
растений  и  животных  и  по  их  «портретам»,  сохранившим-
 343

ся  на  камнях,  рисуют  обитателей  Земли,  живших  в  раз¬
ное  время.
 Химики  вместе  с  астрономами  на  материале  изучен¬
ных  реакций,  протекающих  на  планетах  и  звездах,  вы¬
сказывают  гипотезы  о  том,  как  из  неорганических  веществ
образовались  органические.  Вместе  с  биологами  химики
создают  представление  и  о  следующем  этапе  развития:
усложнении  органических  соединений  и  образовании
из  этих  соединений  живой  клетки  —  родоначальницы
жизни  на  нашей  планете.
 В  процессе  эволюционного  развития  эти  простейшие
существа  за  огромный  промежуток  времени  достигли
того  совершенства  форм  животных  и  растений,  которые
населяют  теперь  землю.
 Космические  сутки
 «Однажды,—  рассказывает  путешественник  Кидца,1—
я  проходил  по  улицам  весьма  древнего  и  удивительно
многолюдного  города  и  спросил  одного  из  жителей:
 — 	Давно  ли  основан  город?
 Тот  ответил:
 — 	Да,  это  великий  город,  но  мы  не  знаем  с  какой  поры
он  существует.
 Спустя  пятьсот  лет  я  снова  проходил  по  тому  же
самому  месту  и  не  заметил  даже  малейших  следов  города.
Я  спросил  крестьян,  косивших  траву  на  месте  прежней
столицы,  давно  ли  она  разрушена.
 — 	Странный  вопрос!  —  последовал  ответ.—  Эта  земля
такой  и  была,  как  ты  теперь  видишь!
 — 	Но  разве  прежде  не  было  здесь  богатого  города?—
сказал  я.
 — 	Никогда,—  ответили  мне,—  по  крайней  мере  мы
никогда  его  не  видели,  да  и  отцы  наши  нам  ничего  об  этом
не  говорили!».
 Возвратившись  сюда  еще  через  пятьсот  лет,  Кидца
увидел  море  на  знакомом  месте,  а  на  берегу  моря  толпу
рыбаков,  которые  на  вопрос,  давно  ли  земля  эта  покры¬
лась  водой,  ответили,  что  это  место  всегда  было  таким  же
морем,  как  теперь.
 1  Из  сочинения  «Чудеса  природы»  арабского  писателя  Магоме¬
та  Кацвини,  жившего  в  конце  XIII  столетия  нашей  эры.
 344

В  самом  деле,  человеку,  живущему  несколько  десяти¬
летий,  нелегко  представить  перемены,  происшедшие  за
несколько  тысячелетий.
 Бабочка-однодневка,  летавшая  весь  день  на  солнце,
тоже  не  может  знать  о  существовании  в  природе  таких
явлений,  как  гроза,  дождь.  Проведя  свою  короткую
жизнь  в  поле,  она  и  не  подозревает  о  существовании
на  земле  гор.  И,  конечно,  живя  среди  цветов,  она  быстро
погибнет,  попав  в  полярный  край,  где  вместо  зелени
вечные  снега.
 Необычайно  трудно  разгадать,  что  было  миллиарды
лет  назад.  Это  так  же  трудно,  как  если  бы  мы  вздумали
ознакомиться  с  земным  шаром  по  чертежам,  выполнен¬
ным  в  натуральную  величину.  Иное  получается,  если
изменить  масштаб.
 Допустим,  что  земная  кора  существует  не  несколько
миллиардов  лет,  а  только  24  часа,  т.  е.  одни  земные  сутки.
Каждому  такому  часу  жизни  планеты  соответствует  при¬
мерно  100—200  миллионов  лет  фактического  ее  существо¬
вания.
 Значит,  первые  жители  Земли  —  простейшие  одно¬
клеточные  существа  —  появились  примерно  в  7—8  часов
«утра».  К  12  часам  «дня»  из  этих  существ  развились
многоклеточные  растительные  и  животные  организмы,
которые  жили  тогда  в  основном  лишь  в  водных  бассей¬
нах.
 Постепенно  жизнь  начала  переселяться  и  на  сушу.  Ог¬
ромные  площадки  земли  «вскоре»  покрылись  гигантскими
хвощами  и  древовидными  папоротниками.  Они  сохрани¬
лись  до  наших  дней  в  виде  окаменелых  стволов  и  каменно¬
угольных  пластов.
 Несколько  позднее  появились  хвойные  деревья.  Не
отставали  в  развитии  и  животные.  Море  населяли  тогда
огромные  чудовища  —  ихтиозавры.  А  среди  первобыт¬
ных  лесов  табунами  бродили  динозавры  и  бронтозавры,
имевшие  высоту  пятиэтажного  дома  и  длину  около  25  мет¬
ров.
 В  это  же  время  жили  и  птеродактили  —  летающие
ящеры.  По  внешнему  виду  они  были  похожи  на  драконов,
о  которых  говорится  в  сказках  различных  народов.
 В  растительном  мире  тогда  только  начали  появляться
ароматы  и  краски  цветов.  Воздух  все  больше  наполнялся
бабочками,  жуками,  мухами  и  другими  насекомыми.
 345

Прошло  еще  несколько  «часов»  жизни  планеты,  в  течение
которых  Земля  заселялась  новыми  формами  животных
и  растений,  появившимися  в  процессе  развития.
 Часовая  стрелка  нашего  хронометра  времени  под¬
ходила  уже  к  24  часам,  но  снова  взор  наш  не  обнаружил
человека  в  огромной  семье  живых  существ.
 Оставались  считанные  минуты.  Наконец,  за  две  «ми¬
нуты»  до  конца  «суток»  в  процессе  эволюционного  разви¬
тия  из  мира  животных  выделились  первобытные  люди.
Культурная  же  жизнь  этих  будущих  хозяев  Земли
началась  за  пять  «секунд»  до  конца  первых  «суток»  суще¬
ствования  земной  коры  нашей  планеты.
 За  эти  пять  «секунд»  земной  шар  шесть  тысяч  раз
облетел  вокруг  Солнца.
 За  эти  пять  «секунд»  в  гостях  у  нашей  солнечной
системы  побывало  не  менее  тысячи  комет.  И  только  нич¬
тожными  долями  «секунды»  измеряется  время,  в  течение
которого  человек  владеет  электрической  энергией;  время,
когда  появились  первые  признаки  целеустремленной  пере¬
делки  природы,  время,  за  которое  ум  человека  проник
в  прошлое  Земли  и  восстановил  этапы  развития  жизни
на  ней  от  простейших  первобытных  форм  до  совершенных.
Но  как  возникла  первая  жизнь?  Этот  вопрос,  давно  уже
интересовавший  умы  человечества,  оставался  неясным.
 И  советские  химики  совместно  с  астрономами  попы¬
тались  ответить  на  него.
 От  вещества  к  существу
 Астрономы,  наблюдая  спектры  небесных  светил,  уста¬
новили,  что  на  поверхности  звезд,  где  температура  около
30  тысяч  градусов,  нет  никаких  химических  соединений
углерода  с  другими  элементами.  Лишь  на  звездах,  имею¬
щих  температуру  около  12  тысяч  градусов,  обнаружи¬
вается  первое  и  самое  простое  соединение  одного  атома
углерода  с  одним  атомом  водорода  —  метан.  На  поверх¬
ности  Солнца  наблюдается  уже  несколько  видов  химиче¬
ских  соединений:  углерода  с  водородом  —  метана,  угле¬
рода  с  азотом  —  циана  и  углерода  с  углеродом  —  декар-
бона.  При  более  низких  температурах  появляются  и  угле¬
водороды.  А  они,  как  нам  известно,  таят  в  себе  огромные
возможности  к  образованию  новых  химических  соеди¬
нений.
 340

Исследования  показали,  что  при  условиях,  какие
существовали  раньше  на  поверхности  Земли,  углеводо¬
роды  образуют  альдегиды,  кислоты,  спирты  и  ряд  других
органических  соединений.
 Простым  молекулам  альдегидов  присуща  склонность
уплотняться  в  более  сложные  молекулы.  Так,  формаль¬
 дегид,  т.  е.  муравьиный  альдегид,  в  известковой  воде
превращается  в  сахаристое  вещество,  а  при  хранении
водного  раствора  муравьиного  альдегида  с  цианистым
калием  получается  вещество,  близкое  по  своим  свойст¬
вам  к  белкам.
 Новыми,  но  более  сложными  молекулами  на  безжиз¬
ненной  Земле  стали  потом,  в  процессе  усложнения  веще¬
ства,  соединения  органических  кислот  с  аммиаком,  они-то

и  дали  начало  образованию  аминокислот.  Правильность
такого  предположения  доказана  работами  академика
Д.  Н.  Прянишникова.  При  взаимодействии  аммиака
и  соответствующей  органической  кислоты  легко  обра¬
зуется  аспарагиновая  кислота,  способная  превращаться
в  целый  ряд  аминокислот,  входящих  в  белковую  моле¬
кулу.
 Американский  ученый  С.  Миллер  опытным  путем  по¬
казал,  как  могли  появиться  на  Земле  органические  веще¬
ства.  Он  брал  смесь  метана,  аммиака,  водорода  и  паров
воды,  т.  е.  делал  примерный  состав  первобытной  атмо¬
сферы,  и  производил  в  этой  смеси  электрический  раз¬
ряд.  В  результате  такого  опыта  появились  разные  орга¬
нические  вещества,  включая  и  аминокислоты.
 Таков,  полагают  ученые,  был  первый  этап  развития
материи  на  пути  к  возникновению  жизни.
 Процесс  образования  аминокислот  мог  идти  и  по
другому  пути.  В  метеоритах,  в  этих  «каменных  каплях»,
падающих  на  Землю  из  межпланетного  пространства,
ученые  обнаружили  углерод  в  виде  карбида  металлов.
Эти  карбиды,  имевшиеся  и  на  Земле,  по  разъяснению
Д.  И.  Менделеева,  тоже  могли  стать  родоначальниками
углеводородов.
 Связь  между  светом  и  жизнью  в  известной  мере  взаим¬
на.  В  течение  всего  времени  существования  нашей  пла¬
неты  солнечный  свет  поддерживал  на  ней  жизненные  про¬
цессы,  организмы  видоизменялись,  причем  условия  суще¬
ствования  диктовали  выбор  тех  длин  волн  солнечного
спектра,  которые  наиболее  подходят  для  процессов  в  этих
организмах.
 В  дожизненный  период  Земли  ее  поверхности  дости¬
гала  значительно  большая  часть  инфракрасного  и  ультра¬
фиолетового  солнечного  излучения,  чем  сейчас.  Излуче¬
ния  в  поверхностных  слоях  воды  морей  и  океанов  сыгра¬
ли  важную  роль  в  активизации  синтеза  и  во  взаимодей¬
ствиях  органических  молекул.  Это  создало  условия  для
развития  жизни.
 Последующее  усложнение  простых  органических  ве¬
ществ  шло  и  в  атмосфере,  и  в  воде,  и  на  твердой  поверх¬
ности  земли.  В  результате  такого  усложнения  наряду
с  аминокислотами  появились  и  белковоподобные  соеди¬
нения.  Это  был  второй  этап  исторического  развития
жизни  на  Земле.
 348

Загадка  жизни
 Аминокислоты  —  ото  своеобразная  «азбука»  живого  ве¬
щества.  Как  из  букв  алфавита  можно  составить  бесчислен¬
ное  множество  слов,  так  и  из  аминокислот  может  образо¬
ваться  бесконечно  много  различных  белковых  молекул.
Три  разные  аминокислоты,  соединяясь  химически,  дают
шесть  новых  сочетаний.  Четыре  образуют  уже  24  не  по¬
хожих  друг  на  друга  молекулы.  А  если  молекула  состоит
из  50  аминокислот,  среди  которых  лишь  19  разных,  то
у  такой  молекулы  может  быть  1048  (число,  состоящее  из
единицы  с  48  нулями)  «сестер»,  т.  е.  молекул,  отличных
друг  от  друга.
 Белковая  молекула  состоит  не  из  50,  а  из  сотен  и  даже
тысяч  аминокислот.  Значит,  многообразие  их  практически
необозримо.
 В  макромолекуле  белка,  имеющей  цепь  из  тысячи
аминокислотных  остатков,  количество  возможных  раз¬
личных  соединений  звеньев  составляет  число,  которое
можно  записать  цифрой  101300.  Это  единица  с  1300  нуля¬
ми!  Напомним,  что  количество  атомов,  слагающих  зем¬
ной  шар,  изображается  числом,  в  котором  только  50  ну¬
лей.
 В  молекуле  аминокислоты  содержится  несколько  угле¬
родных  атомов,  но  необычайные  свойства  ей  придает  атом
углерода,  находящийся  в  конце  молекулы.  К  нему  с  одной
стороны  гирляндой  присоединены  атом  водорода,  остаток
органической  кислоты  и  остаток  аммиака,  а  с  другой  —
цепочка  из  углеводородной  части  молекулы.  Кислотная
и  основная  группы  придают  одной  и  той  же  молекуле
аминокислоты  два  резко  противоположных  свойства,
чем  обеспечивается  легкий  рост  их  в  крупные  белковые
молекулы.  Молекулы  имеют  различные  атомные  группы
у  каждого  атома  углерода.  Вот  эти-то  группы  и  обуслов¬
ливают  богатое  разнообразие  свойств  белковой  моле¬
кулы  и,  в  частности,  способность  притягивать  или  оттал¬
кивать  молекулы  воды.
 Представьте  себе,  что  такая  белковая  молекула  появи¬
лась  в  первобытном  океане.  Одни  части  ее  стремились
к  воде,  другие  отталкивались  от  нее.  Это  заставило  моле¬
кулу  изогнуться  так,  что  «водолюбивые»  части  оказались
снаружи,  а  «неводолюбивые»  повернулись  внутрь  моле¬
кулы,  т.  е.  образовался  как  бы  «клубочек»  вещества,
 349

обособившийся  от  окружающей  среды  в  индивидуальное
тело.  До  этого  укрупненные  молекулы  из  аминокислот
находились  в  растворе.  Но  при  дальнейшем  росте  в  какой-
то  момент  появилось  новое  образование.  Это  была  ка¬
пелька  из  прозрачного  студенистого  белкового  вещества,
которая  стала  существовать  как  самостоятельное  тело  в  вод¬
ной  среде.  Таким  образом,  количество  перешло  в  качество.
 Переход  из  неорганического  мира  в  царство  органиче¬
ской  жизни  есть  скачок  в  новое  состояние.
 «Капелька»  белкового  вещества  начала  новую  жизнь.
С  наружной  стороны  она  была  «защищена»  от  внешней
среды  притянутыми  молекулами  воды.  Внутренняя  же
часть  ее  приобрела  возможность  химически  взаимодейство¬
вать  своими  активными  группами  с  веществами,  раство¬
ренными  в  воде  первобытного  океана.  Белковая  молекула
одновременно  обнаружила  и  химическую  чувствитель¬
ность,  и  способность  приспосабливаться  к  окружающей
среде.  Это  была  «живая»  молекула  в  химическом  смысле
слова!
 «Капелька»  росла,  присоединяя  молекулы  новых  ве¬
ществ,  или  разрушалась,  если  вновь  присоединенные
частички  нарушали  ее  устойчивость.  Те  из  них,  в  кото¬
рых  синтез  преобладал  над  распадом,  сохранялись  и,  уве¬
личиваясь  в  объеме  и  весе,  росли.  Судьба  такой  капельки
определилась  условиями  внешней  среды  и  ее  собственным
внутренним  физико-химическим  строением.  Раз  возник¬
нув,  она  под  влиянием  среды  становилась  все  более
и  более  чувствительной  к  изменениям  и  непрерывно  раз¬
вивалась.
 Первые  белковые  молекулы  обладали  колоссальными
возможностями  химического  взаимодействия.  Однако  ско¬
рость  этого  взаимодействия  была  тогда  небольшой.  Уско¬
рение  отдельных  реакций  первоначально  могло  осуще¬
ствляться  лишь  в  результате  каталитического  действия
находившихся  в  воде  солей  калия,  железа,  меди  и  других
элементов.  С  течением  времени  совершенствовался  и  ката¬
литический  аппарат  белковой  капельки.
 Первое  наипростейшее  существо,  пусть  в  виде  «живой»
молекулы  или  «капельки»  коарцевата  (жидких  коллоид¬
ных  сцеплений  из  полимерных  молекул),  начало  жизнь
в  бульоне  из  органических  молекул,  накапливавшихся
в  течение  многих  тысячелетий.  За  счет  обильной  пищи
оно  росло  и  размножалось.  Семейство  первобытных  «жи-
 350

вых»  молекул  «проедало»  свое  наследство,  подобно  тому,
как  мы  тратим  сейчас  сбереженные  природой  уголь
и  нефть.
 Неизвестно,  как  скоро,  но  наступил  момент,  когда
вода  и  атмосфера  накопили  значительное  количество
углекислого  газа,  не  использовавшегося  в  процессе  об¬
мена  вещества  простейшими  существами.  Гибель  казалась
неизбежной.  И  вот  тут-то  существо  «изобрело»  фотосин¬
тез.  Начался  новый  этап  жизни.  Теперь,  используя  энер¬
гию  солнечных  лучей,  простейшие  существа  могли  сами
создавать  органические  молекулы.
 Фотосинтез  способствовал  накоплению  в  атмосфере
кислорода,  а  следовательно,  и  озона,  который  в  верхней
части  атмосферы  создал  слой,  поглощающий  губитель¬
ные  для  жизни  ультрафиолетовые  лучи.
 Наличие  в  атмосфере  кислорода  стало  основой  для
развития  процесса  клеточного  дыхания,  которое,  в  про¬
тивоположность  фотосинтезу,  заключалось  в  газовом
обмене.  В  конце  концов  дыхание  и  фотосинтез  прибли¬
зительно  уравновесились.  С  этого  момента  появилась
возможность  распространения  жизни  не  только  в  воде
и  на  земной  поверхности,  но  и  в  атмосфере.
 Из  тысячелетия  в  тысячелетие  в  процессе  историче¬
ского  развития  живая  материя  на  земле  становилась  орга¬
низованнее,  а  признаки  жизни  —  более  определенными
и  четкими.  Наконец,  появились  одноклеточные  суще¬
ства.
 Если  бы  сейчас  кто-либо  захотел  изучить  возможность
формирования  жизни  в  земных  условиях,  то  ему  едва  ли
удалось  бы  это  сделать,  потому  что  не  известно:  возни¬
кает  ли  сейчас  на  земле  живое  из  неживого?  А  если  даже
и  возникает,  то  наблюдать  развитие  вещества  от  мерт¬
вого  к  живому  почти  невозможно,  так  как  оно  происхо¬
дит  чрезвычайно  медленно.
 Пусть  даже  Кидца  странствовал  бы  по  свету,  пусть
у  него  был  бы  прибор,  позволяющий  рассматривать
индивидуальные  молекулы,  и  то  для  того,  чтобы  можно
было  наблюдать  в  природе  развитие  неживого  вещества
в  живое,  ему  пришлось  бы  возвращаться  к  месту  суще¬
ствования  наблюдаемой  молекулы  не  через  пятьсот,
а  примерно  через  полмиллиона  лет.
 Химики  не  наблюдатели,  а  экспериментаторы.  Они
продолжают  работы  по  изучению  белковых  веществ.
 351

Недалеко,  может  быть,  то  время,  когда  ученые  создадут
из  мертвой  материи  синтетический  белок  с  простейшими
элементами  жизни.
 День,  когда  в  искусственном  «океане»  —  в  химической
колбе  —  появится  нечто  похожее  на  жизнь,  будет  вели¬
чайшим  праздником  человеческого  гения.  Экскурсии
из  царства  мертвой  материи  в  живую  будут  тогда  сопро¬
вождаться  показом  перехода  вещества  в  существо.
 Молекула—аккумулятор  энергии
 Люди  давно  используют  химическую,  механическую
и  электрическую  энергию.  Но  сравнительно  недавно  узна¬
ли,  что  в  живом  организме  переход  ее  из  одной  формы
в  другую  совершается  гораздо  экономичнее,  чем  в  маши¬
нах.  Организм  непосредственно  переводит  химическую
энергию  либо  в  механическую  энергию  —  в  мышце,
либо  в  электрическую  —  в  нервной  клетке.
 Современные  биохимики,  изучая  процесс  движения
у  живых  организмов,  пришли  к  поразительному  выводу.
Оказывается,  на  всем  протяжении  времени  существова¬
ния  животного  мира,  начиная  от  клетки  и  кончая  челове¬
ком,  механизм  движения,  в  принципе,  оставался  одним
и  тем  же.  Рассмотрим  его  на  примере  работы  мышцы.
 Каркасом  мышечной  ткани  является  белок  —  актин.
Он  имеет  вид  «брусочков».  Между  брусочками  лежат
«нити»  так  называемого  сократительного  белка  —  мио¬
зина.  В  мышечной  ткани  находится  еще  химическое
соединение,  получившее  название  аденозинтрифосфор-
ная  кислота.  Название  ее  хоть  и  звучит  как  абракадабра,
тем  не  менее  смысл  в  этом  наборе  слов  улавливается.
Цифра  три  и  слово  фосфат  подсказывают,  что  в  молекуле
(обозначим  ее  для  упрощения  «инициалами»  —  АТФ)
содержится  три  атома  фосфора.
 Молекула  АТФ  —  своего  рода  аккумулятор  химиче¬
ской  энергии  в  организме.  Миозин  получает  от  АТФ  энер¬
гию  и  тут  же  трансформирует  ее  в  движение.
 Возрождается  АТФ  в  организме  из  молекулы  адено-
зиндифосфата  (АДФ)  следующим  образом:  главнейший
продукт  питания  —  глюкоза  —  под  влиянием  ферментов
отщепляет  водород,  который  передает  свою  энергию  сво¬
бодной  фосфатной  группе.  Эта  группа  присоединяется
к  молекуле  АДФ,  образуя  молекулу  АТФ.  Так  снова
 352

появляется  вещество,  готовое  к  взаимодействию  с  мио¬
зином  и  способное  переносить  и  передавать  фосфатные
группы  с  их  энергией  другим  веществам  в  живой  клетке.
 Несколько  лет  назад  был  открыт  процесс,  приводящий
к  образованию  молекул  аденозинтрифосфата.  Одно  из
наиболее  интересных  свойств  этого  процесса  заключается
в  том,  что  в  этом  процессе  кислород  не  потребляется  и  не
выделяется.  В  доисторические  времена,  когда  наша  ат¬
мосфера  испытывала  недостаток  кислорода,  этот  процесс
мог  быть  эффективным  источником  молекул  АТФ,  которые
обеспечивали  энергией  процесс  органического  синтеза.
 Химики  выделили  аденозитрифосфорную  кислоту  в
чистом  виде  и  нашли,  что  характер  действия  ее  строго
индивидуален.  Если,  например,  нанести  ее  на  препари¬
рованный  мускул,  то  мускул  сократится.  Если  добавить
ее  к  «фонарику»  светлячка,  то  насекомое  начинает  све¬
титься.  Это  свидетельствует  о  трансформации  химической
энергии  в  механическую  и  световую.
 Тайны  распределения  энергии  в  живом  организме,
как  мы  видим,  связаны  с  молекулами  АТФ.  При  посред¬
стве  их  мозг  получает  и  посылает  нервные  импульсы,  им
обязаны  клетки  организма  своим  ростом  и  делением,  бла¬
годаря  АТФ  сжимаются  мускулы,  видят  глаза,  мигают
веки,  поддерживается  жизнь.
 При  написании  книги  человек  затрачивает  гораздо
больше  энергии,  чем  при  чтении  ее.  Но  и  эта  энергия
столь  незначительна,  что,  если  бы  ее  перевести  в  свет
электрической  лампочки,  то  при  нем  трудно  было  бы
читать  книгу.  Очень  экономичны  энергетические  процес¬
сы,  происходящие  в  человеческом  организме  с  помощью
аденозинтрифосфорной  кислоты.
 Молекулы  АТФ  участвуют,  кроме  того,  в  выработке
ферментов.  Следовательно,  нарушения  в  деятельности
АТФ  могут  привести  к  той  или  иной  болезни.  Сейчас  эта
область  «засекречена»  природой,  но,  если  она  будет  рас¬
секречена,  человечество  обретет  радикальные  способы
предупреждения  и  лечения  болезней  сердца,  рака  и  ряда
психических  заболеваний.
 Сейчас  от  болезней  сердца  гибнет  чуть  ли  не  половина
из  всех  умирающих  на  земле.  А  тогда  заболевшую  мышцу
сердца  можно  будет  вылечить,  потому  что  известно  будет
участие  в  ее  деятельности  АТФ,  витамина  Е  и  других
витаминов.
 23 	А.  Ф.  Буянов
 353

Практическая  медицина  имеет  средства  для  облегче¬
ния  состояния  больного,  у  которого  имеются  отклонения
в  психической  деятельности.  К  числу  таких  средств  отно¬
сятся  природные,  например  резерпин,  и  синтетические  —
 хлорпромазин,  созданный  французскими  химиками,  и
целый  ряд  других.  Каким  образом  влияют  эти  средства?
Почему  именно  они,  а  не  другие  оказывают  благотворное
влияние?  Все  это  тоже  пока  загадка.  Однако  исследова¬
ния,  проводимые  с  новыми  средствами,  проливают  некото¬
рый  свет  на  основные  химические  реакции,  происходящие
в  клетках  мозга  и  нервной  системы.
 Резерпин  вызывает  в  мозгу  освобождение  значитель¬
ных  количеств  биологически  активного  вещества  —  серо¬
тонина.  Это  вещество  оказывает  резкое  воздействие  на
сосуды,  а  также  сильно  влияет  на  центральную  нервную
систему  и  на  функции  мозга.  Возможно,  что  углубленное
изучение  действия  серотонина  приблизит  нас  к  познанию
биохимии  здорового  и  больного  рассудка.
 В  мозгу  человека,  как  полагают  ученые,  серотонин
обеспечивает  тонкую  координацию  и  гармонию  сложного
комплекса  процессов,  лежащих  в  основе  психической
деятельности.  Выключение  его  под  влиянием  ядов  или
в  результате  нарушения  нормального  обмена  в  мозговой
ткани  приводит  к  галлюцинациям  и  состоянию,  напомина¬
ющему  картину  тяжелого  заболевания  —  шизофрении.
 Метод  химического  подхода  к  раскрытию  основ  дея¬
тельности  высших  отделов  центральной  нервной  системы
обещает  прояснить  многие  сложные  процессы.
 Вместилище  разума  —  мозг  —  наибольший  потре¬
битель  кислорода.  Он  расходует  примерно  25%  всего
кислорода,  поступающего  в  легкие.  Около  20%  крови,
 354

имеющейся  в  организме,  занято  питанием  мозговых  Ме¬
ток.  Вот  почему  химические  процессы  в  головном  мозге
привлекают  сейчас  все  большее  и  большее  внимание  уче¬
ных  и  не  только  химиков.
 Мозг  человека  содержит  около  десяти  миллиардов  нерв¬
ных  клеток,  образующих  замысловатую  сеть  переплетаю-
 1  »
 щихся  волокон  со  множеством  лабиринтов,  запутанных
ходов.  Он  непрерывно  генерирует  электрическую  энер¬
гию  в  виде  колебаний  электрического  тока.  Интенсив¬
ность  этих  колебаний  тесно  связана  с  интенсивностью
протекающих  в  мозгу  процессов  обмена  веществ  и  отражает
сдвиги  в  состоянии  мозговой  деятельности.
 Частота  изменений  электрической  энергии,  генерируе¬
мой  мозгом,  равна  8—13  колебаниям  в  секунду.  Ученые
опытным  путем  установили,  что  если  перед  глазами  чело-
 23*  355

ьека  установить  прерывистый  источник  света,  мелькаю¬
щий,  например,  11  раз  в  секунду,  то  и  в  коре  мозга  воз¬
никает  электрический  ток,  имеющий  частоты  также
11  колебаний  в  секунду.  В  определенных  случаях  частота
колебаний  электрической  энергии  мозга  в  соответствии
 с  частотой  мельканий  источника  света  может  быть  измене¬
на  от  4  до  60  раз  в  секунду.  Это  уже  первая  победа.
Опыт  наглядно  доказал,  что  с  помощью  внешнего
воздействия  можно  сознательно  управлять  частотой  элек¬
трических  процессов  мозга.  Созданы  специальные  прибо¬
ры,  которые,  подчиняясь  управлению  усиленных  элек¬
трических  токов  мозга,  могут  автоматически  поддерживать
в  коре  мозга  искусственно  вызванный  процесс.
 При  помощи  управляемых  электрических  колебаний
ряду  ученых  удалось  вызвать  у  человека,  подвергающе¬
гося  опыту,  различные  иллюзии.  Каждой  из  вызванных
таким  способом  иллюзий  соответствует  возникший  и  про¬
текающий  в  определенной  части  коры  мозга  электрохи¬
мический  процесс.  Вышеуказанный  автоматический  при¬
бор  поддерживает  процесс  и  усиливает  иллюзию.  По  мне¬
нию  доктора  биологических  наук  П.  Гуляева,  это  откры¬
вает  возможность  создания  в  дальнейшем  аппаратуры
для  усиления  мысли.
 356

Биополимеры—Антарктида  химии
 Химики  часто  пользуются  катализаторами  и  в  лабо¬
раториях,  и  на  производствах.  Но,  сопоставляя  свойства
этих  катализаторов  со  свойствами  природных,  например,
ферментов,  мы  убеждаемся,  что  природа  осуществляет
разные  процессы  совершеннее,  экономичнее  и  с  порази¬
тельной  легкостью.
 Ученые  потратили  много  десятилетий  на  поиски  ката¬
лизаторов  для  процесса  синтеза  аммиака.  В  результате
длительной  и  напряженной  работы,  проделанной  целой
армией  химиков,  в  производстве  синтетического  аммиака
применяются  катализаторы,  действующие  только  при
высоких  температурах  и  давлениях.  Смиряясь  с  этим,
ученые  как  бы  признают  свою  слабость  перед  великой
учительницей  —  природой.  В  природе,  например,  у  бак¬
терий,  связывание  азота  из  воздуха  протекает  с  помощью
ферментативных  катализаторов  при  атмосферном  давле¬
нии  и  обычной  температуре.
 Ферментативные  катализаторы  способны  при  комнат¬
ной  температуре  окислять  серу  в  серную  кислоту.  С  этим
идеально  простым  процессом  ни  в  коей  мере  не  может
сравниться  процесс  производства  серной  кислоты  на
химическом  предприятии.
 Ферментативные  катализаторы  при  обычных  темпера¬
туре  и  давлении  превращают  углекислый  газ  и  водород
в  уксусную  кислоту  или  метан.  Они  могут  восстанавли¬
вать  сернокислый  натрий  до  серы,  окислять  окись  угле¬
рода  и  водород  в  углекислый  газ  и  воду  и  т.д.  Но  самое
замечательное,  что  кроется  в  природных  управляемых
биополимерами  процессах,—  это  то,  что  энергия  для  этих
процессов  черпается  из  реакций,  осуществляемых  фермен¬
тами.
 Жизнь  клетки  зависит  от  работы  находящихся  в  них
ферментов.  В  каждой  клетке  насчитывается  около  ста
тысяч  молекул  ферментов,  участвующих  во  многих  разно¬
образных  химических  реакциях.
 Установлено,  что  молекула  фермента  ускоряет  1000—
2000  химических  реакций,  которые  в  нем  протекают.
При  этом  создается  от  1  до  500  тысяч  новых  молекул.
 Невольно  проникаешься  огромным  уважением  к  клетке,
когда  знакомишься  с  ее  работой.  Возьмем,  к  примеру,
клетку  печени.  В  ней  содержится  примерно  50  миллиар-
 357

дов  белковых  молекул,  в  том  числе  десятки  миллионов
различных  ферментов.
 И  что  поразительно:  для  того,  чтобы  химические  веще¬
ства,  входящие  в  состав  живых  организмов,  соединить
или  разложить  в  колбе,  требуются  немыслимые  для
организма  физические  условия.  Жизненные  же  процессы
протекают  куда  проще,  и  все  это  только  при  участии  био¬
полимеров.
 Мы  уже  не  один  раз  сопоставляли  полимеры,  созданные
искусственным  путем,  с  полимерами,  синтезируемыми
природой,  а  о  различии  между  ними  не  сказали  ни  слова.
Различие  же  это  существенное:  химические  полимеры
обладают  физико-химическими  и  механическими  свой¬
ствами,  а  биополимеры  наделены  биологическими  свой¬
ствами.
 Есть  ли  в  этом  что-либо  сверхъестественное?  Конеч¬
но,  нет!
 С  биологических  полимеров  началась  жизнь,  а  с  нею
преобразилась  и  вся  наша  планета  —  украсилась,  похо¬
рошела,  населилась  умными  существами.
 Надо  полагать,  недалек  тот  день,  когда  ученые,  иссле¬
довав  лабиринты  в  структуре  биологических  полимеров,
познают  тайну  их  изумительного  действия.  А  эта  тайна
в  конечном  счете  кроется  в  электронах,  населяющих
атомы  и  молекулы.
 Исследования,  проведенные  в  Институте  нефтехимиче¬
ского  синтеза,  Институте  химической  физики,  а  также
в  зарубежных  лабораториях,  привели  к  открытию  у  не¬
которых  высокомолекулярных  веществ  значительной  элек¬
трической  проводимости.
 В  биохимических  реакциях  происходит  передача  энер¬
гии  от  одних  молекул  другим.  Часть  этой  энергии  пере¬
носят  свободные  электроны.  Электроны  могут  путешест¬
вовать  по  белковым  молекулам,  словно  в  теле  молекул
протянуты  проводники  электрического  тока.
 Вы  можете  спросить:  откуда  появляются  свободные
электроны?  Ответим  словами  академика  Н.  Н.  Семенова:
 «В  лаборатории  анизотропных  структур  Академии
наук  СССР  в  небольших  масштабах  показано  было,  что
ферменты  в  ходе  производимых  ими  химических  превра¬
щений  обнаруживают  явления  так  называемого  пара¬
магнитного  резонанса  в  том  его  виде,  который  присущ
полупроводникам.  Было  сделано  предположение,  что
 358

эффект  этот  связан  со  свободным  перемещением  электро¬
нов  вдоль  чередующихся  водородной  и  пептидной  связей
в  огромных  молекулах  белка,  представляющего  собой
своеобразный  полимер.
 Тогда  искусственно  был  сконструирован  полимер  с  че¬
редующимися  двойными  и  одинарными  связями,  в  кото¬
ром  можно  было  предположить  свободное  перемещение
электронов.  И  этот  полимер  действительно  обнаруживал
явления  парамагнитного  резонанса,  очень  близкие  к
тем,  которые  наблюдались  у  ферментов.
 Быть  может,  идя  этим  путем,  удастся  создать  свое¬
образные  пучки  как  бы  изолированных  полупроводнико¬
вых  волокон,  действующие  подобно  нервам».
 Современная  наука  предполагает,  что  в  молекулах
некоторых  белков  свободные  электроны  могут  переме¬
щаться  примерно  так  же,  как  и  в  металлическом  провод¬
нике.  Это  позволяет  организму  перемещать  электриче¬
скую  энергию  без  потерь  на  необходимое  расстояние
и  таким  образом  использовать  энергию  там,  где  она  нуж¬
на.  Примером  такого  белка  может  служить  хлорофилл
в  растительных  клетках.  Он  принимает  энергию  солнеч¬
ных  лучей  и,  трансформируя  ее,  передает  молекулам,
производящим  химический  синтез  в  листе  растения.
 Много  тайн  скрыто  еще  в  биополимерах.
 До  последнего  времени  никто  не  мог  подозревать,  что
нуклеиновые  кислоты,  например,  обладают  магнитными
свойствами.  Опыты,  поставленные  под  руководством  док¬
тора  химических  наук  Л.  А.  Блюменфельда,  не  только
доказали  наличие  таких  свойств,  но  и  указали  на  воз¬
можность  получения  полимерных  веществ  с  магнитной
восприимчивостью,
 Открытие  магнитных  свойств  у  нуклеиновых  кислот,
участвующих  в  синтезе  белков  в  живом  организме,  —
самое  интересное  открытие  последних  лет  в  обла¬
сти  биологических  полимеров.  Это  принципиально
новое  в  биологической  физике,  что,  по-видимому,  приведет
к  результатам,  которые  сейчас  даже  трудно  предвидеть.
 Дальнейшее  познание  свойств  биополимеров,  их  строе¬
ния  и  их  реакций  позволит  со  временем  создавать  невидан¬
ные  ни  в  живой,  ни  в  мертвой  природе  химические
продукты.
 «Самое  основное,  удивительное  свойство  белков  и  по¬
добных  им  соединений  в  живом  организме,—пишет  ака-
 359

демик  Н.  Н.  Семенов,—  заключается  в  том,  что  они  вос¬
производят  себя  из  элементов  пищи  да  и  вообще  способны
проводить  в  организме  тончайшие  синтезы,  осуществлять
которые  в  большинстве  случаев  мы  не  умеем.  Кроме  того,
биополимеры  обладают  свойством  преобразования  хими¬
ческой  энергии  в  другие  формы.  Коэффициент  полезного
действия  мышц  превышает  вдвое  и  втрое  коэффициент
полезного  действия  современных  паровых  турбин.  Нерв¬
ные  волокна  и  мозговые  клетки  перерабатывают  хими¬
ческую  энергию  в  электрические  токи,  трансформируют
их,  производя  эти  операции  со  специфичностью  и  в  таких
малых  габаритах,  которые  не  достижимы  для  наших
электронносчетных  машин...
 Изучить  и  понять  механизм  химического  действия  бел¬
ков  в  организме  и  на  основе  этого  научиться  искусственно
создавать  такого  рода  молекулярные  машины  является,
я  думаю,  важнейшей  задачей  химии  будущего.  Искусст¬
венно  создавать  высокоразвитый  живой  организм,  конеч¬
но,  невозможно.  Но  совсем  не  об  этом  идет  речь.  Задача
заключается  в  том,  чтобы  разобраться  в  химическом  прин¬
ципе  какой-либо  одной  функции  белка  в  организме,  на¬
пример  его  свойстве  воспроизводить  себя  из  элементов
пищи  или  свойстве  преобразовывать  химическую  энергию
непосредственно  в  механическую.  Выяснив  этот  принцип
действия  белков,  вовсе  нет  надобности  слепо  следовать
природе,  но  надо  пытаться  на  основе  этого  принципа
создать  искусственные  вещества  совсем  иного  состава,
которые  бы  выполняли  какую-либо  определенную  функцию
белка  лучше  и  эффективнее,  чем  это  происходит  в  орга¬
низме...»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
 Шагами  исполина  идут  советские  люди  к  коммунизму.
 Достижениям  советского  народа  предшествовала  рево¬
люционная  перестройка  человеческого  общества  в  обще¬
ство,  не  знающее  эксплуатации.  Благодаря  этому  люди
осуществляют  в  своей  жизни  то,  о  чем  когда-то  все  меч¬
тали  в  сказках.
 Не  знающая  границ  мысль,  не  имеющий  предела  в  твор¬
ческом  созидании  ум  подчинил  себе  природу  и  в  большом,
и  в  малом.
 Природа  ограничила  наше  чувство  зрения,  но  мы  рас¬
сматриваем  и  микромиры,  и  далекие  звезды.
 Природа  бедна  естественными  материалами  —  этот  не¬
достаток  мы  устраняем  искусственными.
 Природа  ограничена  временем  для  создания  новых
форм  живых  существ—в  этом  ей  теперь  помогают  люди.
 Начало  второй  половины  XX  столетия  ознаменовалось
вторжением  человека  в  малоизведанную  область  —  в  ми¬
крокосмос  —  атом.  Советские  люди  первыми  вторглись
и  в  другую,  пока  еще  мало  изведанную  область  —  макро¬
космос.  Подвиг  советских  космонавтов  Юрия  Гагарина
и  Германа  Титова  будет  жить  в  веках.
 Сначала  человек  посетит  планеты  солнечной  системы,
а  затем  и  миры  других  звездных  систем.
 Овладение  звездными  температурами  и  давлениями
позволит  нам  осуществлять  те  преобразования  вещества,
которые  происходят  в  космических  телах,  а  это  приблизит
 361

нас  к  разгадке  тайн  строения  миров  и  всей  Вселенной.
 Знания  распространяются  среди  людей,  подобно  про¬
цессу  в  цепной  реакции.  Быстро  накапливаясь  в  массе,
они  проявляются  в  новом  качестве,  в  новых  открытиях,
феерически  озаряющих  новые  пути  в  науке  и  технике.
Эти  открытия  составят  законную  гордость  наших  потом¬
ков.  Замечательные  достижения  современников  уйдут
в  века,  как  памятники  эпохи.

ОГЛАВЛЕНИЕ
 Введение 	 3
 В  НЕДРАХ  АТОМА
Глава  1.  Строение  атома
 Изучение  невидимок 	 5
 Проникновение  в  недра  атома 	 8
 Химическая  азбука 	 12
 Четвертое  состояние  вещества  	 14
 Как  произошли  элементы 	 15
 Глава  2.  Вращающийся  электрон
 Химические  превращения 	* 	 18
 Цепные  реакции 	 24
 Замороженные  радикалы 	 25
 Топливный  элемент 	 26
 Магнетизм  —  свойство  материи 	 29
 Электричество  в  ловушке 	 31
 Электрические  «этажи»  в  атоме 	'  33
 Хирургия  молекул 	 38
 Молекулы  красителей 	 39
 Светящиеся  молекулы  . 	  40
 Люминесценция  в  технике  и  в  быту 	 42
 Химическое  освещение 	 44
 Глава  3.  Управляемый  электрон
 Испарение  электронов  	 47
 «Бродячие»  электроны  	 48
 Электроники  свойства  металлов 	 50
 Лучезарный  электрон 	 52
 Электрический  глаз 	 54
 Телевидение  		 57
 Электронный  микроскоп  	 58
 Радиоволны  	 59
 Путешествие  песни  	 61
 Электронные  весы  	 63
 Глава  4.  Век  радиоэлектроники
 Электроны  —  важнейшие  «детали»  приборов  и  машин  64
 Радиолокация  и  радионавигация 	 65
 «Радиоокно»  во  Вселенную 	  68
 363

Атомы  —  генераторы  радиоволн  	 70
 Молекулы-приемники  и  молекулы-передатчики  радио¬
волн  	 71
 Глава  5.  Крушение  монополии  электронной  лампы
 Кристаллы  вместо  радиоламп  	 73
 Рекордсмены  по  миниатюрности,  экономичности  и  дол¬
голетию  	 75
 Полупроводники  на  службе  техники 	 77
 Солнечные  батареи  	 79
 Глава  6.  Электронный  мозг
 «Разумные»  машины 	 80
 Молниеносный  счет  	 81
 БЭСМ  	 84
 Механизация  умственного  труда 	 87
 Машина  со  знанием  иностранных  языков 	 89
 Механические  рефлексы 	 92
 «Саморазвивающиеся»  машины 	 96
 Глава  7.  Сокровища  атомных  недр
 Масса  —  энергия 	 98
 Ядерная  энергия 	 102
 Величайшая  трагедия  современности 	 103
 Ящик  Пандоры 	 106
 Глава  8.  Чудо  XX  века
 Первая  в  мире 	 107
 Аппарат,  в  котором  «горит»  металл 	 109
 В  безопасности  около  опасного 	 ИЗ
 Ядерные  реакторы 	 116
 Реакторы,  накапливающие  ядерное  топливо  .... 	117
 Реактор  в  бассейне 	 120
 •Ядерные  излучения  —  в  электрический  ток 	 121
 Глава  9.  Атомоходы
 Полярный  атомоход  	 124
 Воздушные  и  звездные  атомоходы 	 126
 Глава  10.  Атомы-разведчики
 «Горячие»  лаборатории 	 131
 Испарение  ядерных  частиц 	 133
 Мирный  атом 	 135
 Атомные  часы  	 139
 Глава  И.  Лучи-контролеры
 Помощники  инженера 	 144
 Атомная  энергия  управляет  производственными  про¬
цессами  	 145
 Синтезы  будущего  и  атомная  энергия 	 149
 Глава  12.  Атомная  техника  врачей  и  агрономов
 Кобальтовые  «снаряды»  излечивают  от  рака  .... 	153
 Пистолет,  стреляющий  золотом 	 155
 Врачующие  атомы  	 150
 Энергия  атома  на  службе  плодородия 	 160
 364

Глава  13.  Вода  —  атомное  горючее
 Звездное  топливо
 Термоядерные  ТЭЦ
 Глава  14.  В  недра  атомов
 Первоматерия
 Чтобы  изучить  атом,  его  надо  разрушить
 Посланцы  Космоса
 Ядерный  клей
 Глава  15.  Штурм  микромира
 Ядерная  артиллерия
 Гигантская  атомная  машина
 Сверхмикроскопическая  вселенная
 «Атомы»  в  атоме
 Глава  16.  В  атомах  —  тайны  мироздания
 Гипероны
 Маленький  нейтрон
 Ядерная  химия
 Античастицы
 Антиатомы  и  антивещество
 Глава  17.  Атомы  пространства  и  времени
 Теория  единого  поля
 Всемирен  ли  закон  всемирного  тяготения?  .
Покорение  пространства  и  времени  .  .  .  .
 Раскрыта  тайна  времени
 Путешествие  в  будущее
 В  МИРЕ 	МОЛЕКУЛ
 Глава  18.  Послушные  молекулы
 Чудеса  химии
 Три  «кита»  химии
 Солнечное  вещество
 Родственники  самоцветов
 Глава 	19. 	Пища 	двигателей
 Искусственная  нефть 	'
 Синтетический  бензин
 Глава  20.  Зодчество  химиков
 Воскрешение  химических 	«мертвецов»
 Твердые  и  сладкие  спирты
 Кислоты  пищевые  и  кислоты  лекарственные  .  .  .  .
 Жирные  кислоты
 «Секреты»  мыла
 Воски
 Глава 	21. 	Тайна 	цветов
 Красавцы  сада
 Жидкое  золото
 Благоухающее  семейство
 Долголетие  запаха
 162
 168
 171
 172
 174
 176
 179
 182
 185
 186
 187
 189
 192
 196
 199
 201
 204
 207
 209
 212
 215
 217
 221
 222
 226
 228
 229
 230
 231
 232
 234
 237
 238
 240
 241
 244
 365

Глава  22.  Химическая  палитра
 Краски  природы 	 247
 Синтетические  красители 	 248
 Красители-хамелеоны 	 249
 Глава  23.  Борьба  за  долголетие
 Жизненные  амины 	 251
 Без  витаминов  нет  жизни 	 252
 Синтез  витаминов 	 255
 Витамины-кислоты  	 258
 Чудесные  исцелители 	 259
 Катализаторы  в  живом  организме 	 261
 Ферменты  на  производстве 	 263
 Синтетические  гормоны  .  в 	 264
 Гормоны,  управляющие  гормонами 	 266
 Глава  24.  Эликсир  здоровья
 Конструирование  лекарств  	 268
 Победители  страшных  болезней 	 271
 Лечение  жемчугом  	 273
 Соревнование  с  природой 	 275
 Глава  25.  Тайны  больших  молекул
 Сшивание  молекул 	 277
 Когда  химики  уподобляются  садоводам 	 281
 Чудесные  превращения  	 283
 Химики  учились  у  шелкопряда 	 285
 Глава  26.  Химия  —  соперница  природы
 Синтетические  —  это  особенные  волокна 	 287
 Мех,  N  выращенный  на  машинах 	 291
 Химические  родственники  шерсти 	 292
 Стирать,  но  не  гладить,  клеить,  но  не  шить 	 296
 Легче  воды,  прочнее  стали 	 297
 Глава  27.  Материалы  современной  техники
 Век  железа  сменяется  веком  полимеров 	 299
 Детали  машин  из  новых  материалов 	 302
 Суда  из  пластмасс 	 305
 Материал  для  смелых  архитектурных  решений  .... 	308
 Глава  28.  Химики  создают  вторую  природу
 Негорящие,  нетонущие,  кислотоупорные 	 311
 Чудесный  песок 	 317
 Мост,  склеенный  синтетическим  клеем 	 319
 Искусственная  кожа  	 320
 Глава  29.  Вездесущий  материал
 Као-чу  и  «СК» 	 323
 Превращение  каучука  в  резину 	 325
 Синтетический  каучук 	 326
 Сородич  природного  каучука  	 329
 Каучуки  специального  назначения 	 330
 366

Глава  30.  Кремниевый  мйр
 Мир,  недавно  нанесенный  на  карту 		 .  . 	333
 Водонепроницаемые  пленки  	«  .  . 	337
 Антикоррозийное  стекло  	 339
 Кремнийорганические  смазочные 	жидкости 	 340
 Точки  роста  	 341
 Глава  31.  От  вещества  к  существу
 Химия  жизни  	 342
 Космические  сутки  	 344
 От  вещества  к  существу 	 346
 Загадка  жизни  	 349
 Молекула  —  аккумулятор  энергии 	 352
 Биополимеры  —  Антарктида 	химии 	 357
 Заключение  	 361

Александр  Федорович
Буянов
 ЯДРА,  АТОМЫ,  МОЛЕКУЛЫ
 Рисунки  художника  К.  И.  Невлера
Оформление  художника  В.  Г.  Прохорова
 Редактор  3.  Д.  Андреенко
Худож.  редактор  А.  С.  Александров
Техн.  редактор  Е.  И.  Мазель
Корректор  Н.  Л.  Трещалова
 Сдано  в  набор  6/11  1962  г.
Подписано  в  печать  23/У  1962  г.
Бумага  84хЮ8/з2.  Физич.  печ.  л.  11,5
Привед.  п.  л.  19,27.  Уч.-изд.  л.  19,17.
 Заказ  изд.  474.  Тираж  30  000  экз.
Т-05842.  Цена  73  коп.  Заказ  тип.  98.
Госатомиздат,  Москва,  Центр,
ул.  Кирова,  18.
 Московская  типография  №  5
Мосгорсовнархоза.
 Москва,  Трехпрудный  пер.,  9.