Text
химия и жизнь
Научно-популярный журнал Академии наук СССР 1968
5
«Морская волна». Рисунок на
шелке японского художника Ка-
пусика Хокусаи A760—1840).
Читайте в этом номере статью
о новейших исследованиях воды
ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ
НАУЧНО-
ПОПУЛЯРНЫЙ
ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ
НАУК СССР
2
4
5
11
ХИМИЯ II ЖИЗНЬ
Л« 5
МАП HK5S
ГОД ИЗДАНИЯ 4-й
Редакционная коллегия:
И. В. Петрянов-Соколов
(главный редактор),
П. Ф. Баденков,
Н. М. Жаворонков,
B. А. Каргин,
C. В. Кафтанов,
Н. К. Кочетков,
Л. И. Мазур,
Б. Д. Мельник,
B. И. Рабинович
(ответственный секретарь),
П. А. Ребиндер,
М. И. Рохлин
(зам. главного редактора),
C. С. Скороходов,
Б. И. Степанов,
A. С. Хохлов,
М. Б. Черненко
(зам. главного редактора),
Н. М. Эмануэль
Редакция:
Б. Г. Володин,
Д. А. Глейх,
B. Е. Жвирблис,
A. Д. Иорданский,
О. И. Коломийцева,
О. М. Либкин,
B. В. Станцо,
Т. А. Сулаева,
И. М. Чаплина,
B. К. Черникова
Художественный редактор
C. С. Верховский
Технический редактор
Э. С. Язловская
Корректоры:
Ю. И. Глазунова,
Е. И. Сорокина
При перепечатке ссылка на журнал
«Химия и жиэнь» обязательна.
Адрес редакции:
Москва В-333,
Ленинский проспект, 61.
Телефоны:
135-52-29,
135-32-41,
135-63-91.
Подписано к печати 3/IV 1968 г. Т 04648.
Бумага 84Xl08Vi6. Печ. л. 6,0. Усл. печ. л. 10,08 + I вкл.
Уч.-изд. л. 11,1. Тираж 142 500. Зак. 2325. Цена 30 коп.
Московская типография № 2 Главполиграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР,
Москва, проспект Мира, 105.
14
24
27
39
41
53
59
61
64
66
68
72
74
76
78
80
84
89
92
95
К 150-летию со дня рождения
Карла Маркса
Имя его и дело переживут века
Лирики и химики
Человек в отсеке
Коварство микромира
Проблемы и методы
современной науки
Вода, вода, кругом вода...
Рассказывает член-корреспондент
АН СССР Б. В. Дерягин
Гравитация, скелет,
гемоглобин. Беседа с профессором
П. А. Коржуевым
Классика науки
Атомы, лучи, кванты
Возрождение
Элемент №...
Плутоний
Наука о живом
Наши друзья микробы
Рассказы о лекарствах
Таблетки, о которых спорят
газеты
Комментирует главный
акушер-гинеколог Москвы
кандидат медицинских наук
Ю. М. Блошанский
Новости отовсюду
Информация
Перечитывая классиков
Учитесь переводить
Французский — для химиков
Живые лаборатории
Вороний глаз
Наш календарь
В мире металла
Фантастика
Облы
И химия — и жизнь!
Атомная техника — джин,
выпущенный из бутылки?
Клуб Юный химик
Хотите подготовиться к
экзаменам получше?
Олимпиадные задачи -
Викторина. Двенадцать
портретов
А почему бы и нет!
Утешение подагрикам
В. П. Демьянов
А. Т. Скляров
Л. И. Пономарев
В. М. Дворяшин
В. И. Кузнецов
Г. К. Фаизова
И. Е. Кисин
И. Г. Жирнаускас
Т. FL Комровская
А. П. Хохряков
С. А. Погодин
А. И. Красовский
B. Варламов,
C. Старикович
А. А. Хоникевич
Д. В. Пальчиков
А. С. Гриднева
Каъл Маркс
1818—1883
*' V
*, *v
f
ИМЯ ЕГО И ДЕЛО
ПЕРЕЖИВУТ ВЕКА...
«Подобно тому как Дарвин
открыл закон развития
органического мира, Маркс открыл
закон развития человеческой
истории...»
ЭНГЕЛЬС
Прогрессивное человечество
отмечает знаменательный юби -
лей: 150-летие со дня
рождения Карла Маркса —
основоположника научного
коммунизма.
«Математические рукописи
К. Маркса», «Капитал»К.-А1аркса
и современная эпоха», «Капи-
тал»К. Маркса, философия и
современность» — так называются
книги, выпускаемые к
юбилейным дням издательством
«Наука». В их подготовке принимали
участие видные советские
исследователи — философы,
политэкономы и естествоиспытатели,
бережно продолжающие
разработку бесценного наследия марк-
совой мысли.
Ниже публикуется фрагмент
из коллективного труда «Капи-
тал»К. Маркса, философия и
современность». В числе его
авторов — академик А. М.
Румянцев, члены-корреспонденты АН
СССР Л. А. Леонтьев и М. Т. Иов-
чук, доктора философских наук
М. М. Розенталь, В. М. Каганов,
В. Ж. Келле и другие ученые, в
том числе польские, румынские
и чехословацкие.
ИДЕИ «КАПИТАЛА»
И ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ
...В противоположность широко
распространенному ранее
представлению о том, будто
обществоведение и естествознание
абсолютно друг от друга
обособлены и не имеют ничего
общего, Маркс разработал принцип
единства научного знания. Этот
принцип впервые был
сформулирован Марксом еще в его
«Экономическо - философских
рукописях» 1844 г. «Сама
история, — писал тогда Маркс, —
является действительной частью
истории природы, становления
природы человеком.
Впоследствии естествознание включит в
себя науку о человеке в такой
же мере, в какой наука о
человеке включит в себя
естествознание: это будет одна наука».
И далее: «Первый предмет
человека — человек — есть природа,
чувственность; а особые
человеческие чувственные сущностные
силы, находящие свое
предметное осуществление только в
предметах природы, могут
обрести свое самопознание только в
науке о природе вообще. Даже
элемент самого мышления,
элемент, в котором выражается
жизнь мысли — язык, — имеет
чувственную природу.
Общественная деятельность природы и
человеч еское естествознание,
или естественная наука о
человеке, это — тождественные
выражения».
...Обосновывая
сформулированный им принцип
количественной соизмеримости
различных явлений общественной
жизни, Маркс опирается на
данные естествознания, в ряде
областей которого
количественные методы исследования уже
в то время получили прочное
обоснование и давали все более
и более эффективные
результаты. Он, в частности, показывает,
к чему приводит
приравнивание друг к другу двух
изомеров, представляющих собой
различные вещества, но
состоящих каждый из одних и тех же
химических элементов —
углерода, водорода и кислорода —
и притом в одном и том же
процентном отношении, а
именно: СлН802. «Посредством при-
равнения муравьино-пропило-
вого эфира к масляной
кислоте, — пишет он, — была бы
выражена... их химическая
субстанция в отличие от их
физической формы». Подобно
изомерам, и все другие, самые
разнообразные предметы, явления
становятся количественно
сравнимыми, соизмеримыми
величинами лишь как выражения
одного и того же единства...
Сравнение марксизма с
дарвинизмом Ленин считал вполне
точным. Мало того,
подчеркивал он, такое сравнение
правильно не только с внешней
стороны, но и с внутренней.
«Как Дарвин положил конец
воззрению на виды животных
и растений, как на ничем не
связанные, случайные, «богом
созданные» и неизменяемые, и
впервые поставил биологию на
вполне научную почву,
установив изменяемость видов и
преемственность между ними, —
писал Ленин, — так и Маркс
положил конец воззрению на
общество, как на механический
агрегат индивидов,
допускающий всякие изменения по воле
начальства (или, все равно, по
воле общества и правительства),
возникающий и изменяющийся
случайно, и впервые поставил
социологию на научную почву,
установив понятие общественно-
экономической формации, как
совокупности данных
производственных отношений, установив,
что развитие таких формаций
есть естественно-исторический
процесс».
...Появление все большего
количества переводов на
иностранные языки марксистских
исследований по философским
вопросам естествознания в странах
капитализма свидетельствует о
том, что там интерес к таким
исследованиям со стороны
ученых все возрастает. Некоторые
из них (например, Макс Борн)
даже заявляют, что они по
многим философским вопросам
естествознания согласны с
марксистской философией. Иные
естествоиспытатели,
проложившие новые пути в науке (Л. Бер-
таланфи, Н. Бор, А. Сцент-Дьер-
ди и другие), в своих трудах
приходят к выводам, по
существу глубоко диалектическим.
А ряд ученых в странах
капитализма — П. Ланжевен, Ф. Жо-
лио-Кюри, Ж. П. Вижье,
Дж. Бернал, Д. Ж. Стройк,
С. С. Саката и другие открыто
встали под знамя марксизма.
Как бы то ни было,
независимо от того, делается ли это
сознательно или, чаще всего,
бессознательно,
материалистическая диалектика все более
заметно, широко и плодотворно
применяется в современном
естествознании...
Ко всему современному
естествознанию целиком и
полностью относятся вещие слова
Ленина о том, что физика
«рождает диалектический
материализм».
«Наука была для Маркса
исторически движущей,
революционной силой. Какую бы живую
радость ни доставляло ему
каждое новое открытие в любой
теоретической науке,
практическое применение которого
подчас нельзя было даже и
предвидеть, —- его радость была
совсем иной, когда дело шло об
открытии, немедленно
оказывающем революционное
воздействие на промышленность, на
историческое развитие вообще.»
ЭНГЕЛЬС
8
ЛИРИКИ И ХИМИКИ
Товарищи химики и поклонники химии,
с праздником — с днем химика!
Но что за праздник без поэзии?
Предлагаем вашему вниманию небольшой
экскурс в отечественную лирику. Наш
ТРУД ■— скромен, его авторы не
претендуют на соискание ученой степени и
довольствуются тем, что на зависть
соискателям их исследование без промедления (!)
публикуется на страницах академического
(!) журнала.
Видимо, первым из поэтов XX века
обратил внимание на химию Андрей
Белый:
Передо мною мир стоит
Мифологической проблемой:
Мне Менделеев говорит
Периодической системой;
Соединяет разум мой
Законы Бойля, Ван-дер-Вальса —
Со снами веющего вальса,
С богами зреющею тьмой:
Я вижу огненное море
Кипящих веществом существ;
Сижу в дыму лабораторий
Над разложением веществ;
Кристаллизуются растворы
Средь колб, горелок и реторт...
Прославил химию и громовой бас
Владимира Маяковского:
Завод.
Главвоздух.
Делают вообще они
воздух
прессованный
для междупланетных сообщений.
Кубик
на кабинку —-
в любую ширь,
и сутки
сосновым духом дыши...
Так же вырабатываются
из облаков
искусственная сметана
и молоко.
И даже:
Вот он,
большелобый
тихий химик,
Перед опытом наморщил лоб.
Книга —
«Вся земля»,—
отыскивает имя.
Век двадцатый.
Воскресить кого б?..
В дальнейшем лирика, посвященная
химии, проделывала те же эволюции,
что и сама наука. Чем
дифференцированнее становилась наука, тем более
локальными становились и темы стихотворных
произведений. Так, Николай Заболоцкий
посвятил свои строки уже не химии в
целом, а всего лишь одной из ее областей —
геохимии:
...И вдруг, подобно льдинам в ледоход,
Материки столкнулись. В небосвод
Метнулся камень, образуя скалы;
Расплавы звонких руд вонзились в интервалы
И трещины пород; подземные пары,
Как змеи, извиваясь меж камнями,
Пустоты скал наполнили огнями
Чудесных самоцветов. Все дары
Блистательной таблицы элементов
Здесь улеглись для наших инструментов
И затвердели. Так возник Урал.
Химии поверхностно-активных
соединений посвящены незабываемые строки
Корнея Ивановича Чуковского:
Как пустился я по улице бежать,
Прибежал я к умывальнику опять,
Мылом, мылом,
Мылом, мылом
Умывался без конца,
Смыл и ваксу
И чернила
С неумытого лица.
Не была обойдена и биохимия:
...психика — это комбинация аминокислот.
Но если автору последней строки —
Андрею Вознесенскому в науке ясно все,
то Леонид Мартынов задумчиво признал:
Что делается
В механике,
И в химии, и в биологии, —
Об этом знают лишь избранники,
Но, в общем, пользуются многие...
Например так:
...Я тебе чего-нибудь куплю
В магазине изотопов.
Тема «лирики и химики» не исчерпана.
Даже в пределах одного номера журнала.
Подтверждение читатель найдет на
странице 68.
4
Двадцать три года назад, 9 мая 1945 года, победоносно завершилась
Великая Отечественная война*
Большой вклад в общее дело победы над фашизмом внесли наши моряки-
подводники. Они уничтожили сотни боевых кораблей и транспортов
противника, высадили в тылу врага множество
разведывательно-диверсионных групп, перевезли в осажденные города тысячи тонн жизненно
важных грузов.
Публикуемая статья начинается с одного из драматических эпизодов
минувшей войны, но рассказывает она не только о прошлом. Проблема
чистого воздуха на борту подводного корабля - проблема непреходящая,
вечная. В решении ее главная роль принадлежит химии. И в том, что
сегодня советские атомные подводные лодки могут обогнуть земной шар,
не всплывая на поверхность, тоже есть заслуги нашей химической науки
И промышленности.
ЧЕЛОВЕК В ОТСЕКЕ
Инженер-капитан 2 ранга
В. П. ДЕМЬЯНОВ
глоток воздуха
«Малютка» лежала на дне
севастопольской бухты, выжидая наступления
темноты. Ее отсеки напоминали картину
Теодора Жерико «Плот Медузы». Повсюду —
тела членов экипажа и раненых, которых
подводники эвакуировали из осажденного
Севастополя. И все — в бессознательном
состоянии. Бодрствующих на борту
оставалось только двое: командир лодки
Н. Колтыпин и старшина команды
мотористов Н. Пустовойтенко.
Как ни крепился командир, но и его
организм к вечеру сдал. Теряя сознание,
Колтыпин приказал старшине во что бы
то ни стало продержаться до темноты
и тогда непременно разбудить его,
командира. Старшина выдержал. Он выполнил
приказание и дождался назначенного часа,
но разбудить командира не смог. Теперь
жизнь людей и судьба корабля зависели
только от его, Пустовойтенко, сил и
знаний.
Превозмогая свинцовую дремоту и
усталость, старшина добрался до
клапанов и продул балластные цистерны.
Лодка всплыла. Пустовойтенко открыл
рубочный люк, вдохнул полной грудью и тут
же упал вниз, одурманенный свежим
воздухом. На лодке не осталось ни одного
бодрствующего человека...
Только через два часа к старшине
вернулось сознание. Он вновь открыл
рубочный люк, поднял командира наверх и
привел его в чувство. Следующей заботой мо-
5
ряков было включить вентиляцию,
проветрить отсеки и как можно скорее
запустить двигатели, дать ход кораблю — за
два часа лодку снесло, и она билась о
камни. Они справились и с этим. Постепенно
начали приходить в себя и другие члены
экипажа. Они тут же заступали на боевые
посты. Вскоре «малютка» благополучно
возвратилась в Новороссийск.
Что же случилось на героической
«малютке», что едва не стало причиной ее
гибели? Ответ найти нетрудно, если
вспомнить, что в те драматические дни только
подводники связывали защитников
Севастополя с Большой землей. Они совершили
78 рейсов, перевозя в осажденный город
патроны, мины, продовольствие и
авиационный бензин. Пары бензина,
распространившиеся по отсекам «малютки», и
были причиной отравления. Удалить эти
пары своевременно было невозможно;
всплыви лодка в дневное время, и ее
неминуемо потопили бы. С моря город
блокировали фашистские корабли, в воздухе
шныряли вражеские самолеты...
Для подводной лодки, как и для
космического корабля, вопрос о газовом составе
атмосферы — это действительно вопрос
жизни. И сложная техническая проблема
одновременно.
ВРАГИ ВНЕШНИЕ И ВНУТРЕННИЕ
Пожалуй, ни у одного корабля нет такого
обилия врагов, как у подводной лодки. Ее
преследуют боевые корабли всех типов
и классов, ее ищут самолеты и вертолеты,
для борьбы с лодками устанавливаются
тысячи мин, радио гидроакустических
буев и других средств поиска и
уничтожения. Но все эти враги современной
подводной лодке не очень страшны. Бороться
с ними ей помогают великолепные
тактические качества — скорость, скрытность,
маневренность и грозное оружие. Однако
у подводников есть и враги, способные
оказаться внутри прочного корпуса лодки
и представляющие подчас не меньшую
опасность, чем глубинные бомбы, торпеды
и мины. Это взрывоопасные и ядовитые
газы, образующиеся при работе двигателей
и других технических средств корабля,
а также в процессе жизнедеятельности
экипажа.
Один из этих врагов — водород, самый
легкий и простой из элементов.
На заре подводного плавания
«водородной » проблемы не существовало.
Создатель первой в мире подводной лодки с
механическим двигателем русский
художник-фотограф И. Ф. Александровский
пробыл под водой вместе с экипажем своей
(самой крупной в то время) лодки 16
часов — невиданный по тогдашним
представлениям срок. И вот что, в частности, писал
он об этих испытаниях: «Во время
пребывания под водой г.г. офицеры и команда
нижних чинов пили, курили, ставили
самовар. Все это происходило при отличном
освещении лампами и свечами». Прочитав
эти строки, нынешний
профессионал-подводник схватится за голову: дичь,
дилетантство — на подводной лодке нельзя
разводить открытый огонь! Но
Александровский ничем не рисковал. На его лодке
в отличие от современных не было
электрических аккумуляторов, при работе
которых выделяется водород.
А с водородом, как известно, шутки
плохи. Если в воздухе накопится всего
4% этого газа, то взрыв от малейшей
искры неизбежен.
Аккумуляторные батареи, стоящие на
современных дизель-аккумуляторных
лодках, «производят» водород чуть ли не
кубометрами. Почти на всех флотах мира
были случаи взрыва гремучей смеси
воздуха с водородом. В нашем подводном
флоте еще лет тридцать назад появились
аппараты, исключающие возможность
скопления водорода в отсеках. Примерно такие
же приборы были созданы и в других
странах.
Но водород — далеко не единственная
вредная примесь. Не менее опасен для
экипажа другой газ, который постоянно
присутствует в воздухе отсеков,—■ окись
углерода. Поэтому устройства, способные
устранять и водород, и СО, быстро
приобрели широкое распространение.
Реакции окисления углерода до
углекислого газа, а водорода до воды известны
даже школьникам. Но для этих реакций
нужны температуры, намного большие,
чем температура внутри подводной лодки.
Поэтому очищаемый воздух приходится
нагревать, но делать это по вполне
понятным причинам нужно с наименьшими
энергетическими затратами. Как решается
эта проблема, проследим на примере
дожигателя СО и Нг, работающего на
атомных подводных лодках США.
Воздух, в котором появились микро-
6
примеси окиси углерода и водорода,
прогоняют через вращающийся
теплообменник. Здесь он нагревается, но для быстрого
окислительного процесса: СО 4- Нг 4- Ог =
= СОг 4- Н20 нужна еще большая
температура— около 370°С. «Недостающие
градусы» воздух получает в
электронагревателе и затем проходит через слой
катализатора, способствующего быстрому
окислению обеих вредных примесей. Прежде
чем попасть в отсеки, нагретый воздух еще
раз проходит через вращающийся
теплообменник, но теперь уже в качестве
носителя тепла. Он нагревает следующую
порцию неочищенного воздуха, затем
окончательно охлаждается и идет в отсеки.
Каталитические окислительные
аппараты такого типа эффективны и
экономичны. Основной их недостаток в том, что для
превращения водорода и СО в воду и
углекислоту в них развиваются температуры,
достаточные для окисления многих
органических соединений, например фреонов.
Если примеси этих соединений есть в
засасываемом воздухе, то в уже очищенном
воздухе могут оказаться хлор, фтор и
другие опасные вещества. Некоторые
возможные примеси (в основном
углеводороды) окисляются с выделением столь
больших количеств тепла, что и сам дожигатель
может сгореть. Поэтому перед
дожигателем обычно устанавливают довольно
громоздкие фильтры, а лишний вес
подводной лодке так же не нужен, как
космическому кораблю или человеку с больным
сердцем.
Поэтому наиболее перспективным
способом борьбы с окисью углерода считается
разложение ее на углерод и кислород. Но,
судя по научной литературе, на пути этого
процесса стоят многие технические
трудности.
ТЕ ЖЕ И ЧЕЛОВЕК
Жизнь — горение, и не только в
переносном смысле этого слова. С энергетической
точки зрения человека можно
рассматривать как некий преобразователь пищи
в энергию по реакции: ПИЩА + Ог ->
->С02 4- Н20 4 ЭНЕРГИЯ. За сутки
человек потребляет около 780 г кислорода и
выделяет около 995 г углекислого газа.
Углекислота в малых концентрациях
не ядовита, но считать ее безвредной
нельзя -— ведь именно в нее превращается
необходимый для дыхания кислород, а ее
вредное действие на организм усиливается
по мере ее накопления. До второй мировой
войны для поглощения СОг на подводных
лодках пользовались натронной известью,
наносимой тонким слоем на пластины,
сквозь которые прогоняли воздух. Позже
появилось более эффективное вещество —
гидроокись лития. В присутствии влаги,
которая всегда есть в воздухе, LiOH
активно реагирует с двуокисью углерода:
2LiOH + C02 = Li2C03 + H20. Метод прост,
надежен, не требует сложного
оборудования, но и он не лишен недостатка.
Каждую молекулу гидроокиси лития на борту
подводной лодки можно использовать
лишь однажды — реакция необратима, а
запасы LiOH на подводной лодке (как и
любые запасы) ограничены.
Радикальное решение проблемы мог бы
дать непрерывный регенеративный
процесс, и такой процесс существует.
Главную роль в нем играет жидкое
органическое вещество — моноэтаноламин. Водный
его раствор обладает интересным
свойством. При нормальной температуре он
действует как щелочь и связывает
углекислоту, но если этот раствор нагреть, то
он утрачивает свои щелочные свойства,
и углекислый газ из него выделяется.
После охлаждения моноэтаноламин вновь
приобретает способность связывать СОг.
Известно, что на всех американских
атомных подводных лодках сейчас
устанавливаются системы улавливания СОг с
помощью моноэтаноламина, и эти
системы связывают и удаляют весь углекислый
газ, выдыхаемый командой в сто и более
человек.
У моноэтаноламина два недостатка:
во-первых, он сам относится к категории
довольно вредных веществ, и его утечка
может создать определенную опасность
для экипажа; во-вторых, это вещество
легко окисляется, и его часто приходится
обновлять.
Поэтому во всем мире не прекращаются
поиски новых способов улавливания
углекислого газа. Недавно появилось
сообщение о другом «обратимом» сорбенте —
алказиде М (калиевая соль нитрометил-
аланина), обладающем большей стойкостью
и меньшей токсичностью, чем
моноэтаноламин. Разрабатываются и другие
средства.
Тем не менее контейнеры с
гидроокисью лития, о которой рассказано
в начале этой главы, по-прежнему стоят
7
на подводных кораблях многих стран в
качестве аварийного средства.
СЕМИГЛАВАЯ ГИДРА
Борьба с загрязнениями воздуха (в
замкнутых системах это особенно наглядно)
похожа на поединок со сказочной гидрой:
отрубишь одну голову, и сразу же
появляется другая, а порой и несколько новых
голов. Кроме водорода, окиси углерода
и углекислого газа в атмосфере подводных
лодок обнаружено уже больше сотни
различных примесей. Их число продолжает
расти. Выявляются все новые и новые
источники загрязнений. Подгоревшая
пища, горюче-смазочные материалы,
технические жидкости различного
назначения, многие пластики и краски
медленно, но верно выделяют в отсеки
всевозможные вещества, часто далеко не
безвредные.
Как же быть с этой гидрой? Естествен
такой путь: сначала прекратить во что бы
ни стало рост «новых голов», а затем
отсечь (и хорошо бы единым ударом) те, что
уже выросли. Чтобы сократить число
источников загрязнений, пришлось
ограничить или совсем исключить применение
в подводном флоте некоторых материалов.
Пролитое в отсеке топливо немедленно
удаляется, промасленная ветошь хранится
в специальных контейнерах. Ограничено
применение летучих растворителей и
шеллака. Даже кремы для чистки обуви или
для бритья, пасты для чистки камбузных
плит рекомендуется использовать по
возможности реже. Внутренние помещения
лодок красят не позже чем за две недели
до первого погружения. Покраска в море
вообще запрещена.
Для борьбы с неизбежными
загрязнениями использованы механические,
электростатические и древесно-угольные
фильтры. Механическими фильтрами
задерживают крупные частицы,
электростатическими — аэрозоли. Для поглощения
газообразных примесей предназначены
адсорбционные фильтры, поглощающие и
неприятные запахи. Каталитические
окислители и химические поглотители
объединены теперь в единую систему очистки
воздуха.
В комплексную систему очистки
воздуха на подводной лодке входит еще одна
чрезвычайно важная часть, о которой речь
пока не шла. Это — источник кислорода.
8
ХИМИЯ ИЛИ ФИЗИКА?
Выбору источника кислорода посвящено
немало исследований, да и источников
тоже немало. Можно хранить запас
газообразного кислорода в баллонах. Такой
способ связан с постоянным пребыванием
на корабле большого «мертвого» веса. На
долю кислорода приходится лишь 10—20%
веса баллонов. Из специальных
контейнеров жидкий кислород испаряется, какую
бы теплоизоляцию ни применяли.
И, опять-таки, эти контейнеры занимают
много места.
Другой вариант: химические
источники кислорода, так называемые хлоратные
свечи, состоящие из смеси хлората натрия
Первая советская подводная
лодка «Декабрист». Ее
водоизмещение свыше 1000 тонн.
Знаменательно, что все
оборудование для ^Декабриста» — от
главных дизелей до подпалуб-
ных светильников — поставляла
молодая советская
промышленность
Советская атомная подводная
лодка. В мировом океане нет
точек, недоступных для таких
кораблей. Не всплывая на по-
верхность, они могут пересечь
несколько климатических зон —
от Арктики до Антарктики. На
корабле есть все для
нормальной работы и жизни в
длительных подводных походах
Наряду с торпедами,
самонаводящимися в двух плоскостях и
способными нести как
обычный, так и ядерный заряд,
современные подводные лодки
вооружены баллистическими
ракетами, дальность действия
которых — тысячи километров.
30 000 километров под водой —
это уже не мечта. Дальность
плавания атомных подводных
лодок практически не
ограничена. Глубина погружения
советских подводных лодок
сейчас увеличилась более чем
в пять раз по сравнению с
лодками довоенной постройки, а
подводная скорость — в
три-четыре раза. Современная
подводная лодка может свободно
выбирать выгодную боевую
позицию и даже обгонять под
водой надводные корабли
Химия и Жизнь, № 5
9
Na003, железного порошка и стеклянной
ваты. Их сжигают в специальных горелках
из нержавеющей стали. Каждая свеча
весом около 10 кг, сгорая, выделяет до 3
кубометров кислорода. Железо, входящее
в состав свечи, дает количество тепла,
достаточное для самоподдерживающегося
процесса. Преимущество этого метода
получения кислорода заключается в его
простоте и надежности, недостаток же —
в том, что он не непрерывен и зависит от
количества химикалиев, так же как и
химический способ удаления углекислого
газа.
Электролитическое разложение воды
сейчас считается перспективным способом
получения кислорода. Для этого на
подводной лодке есть все необходимое — и
вода, и электроэнергия. Однако при
электролизе воды наряду с кислородом
получается взрывоопасный водород, который
надо тщательно отделять и удалять за
борт. Чтобы избежать смешения кислорода
и водорода в электролитическом элементе,
последний разделяют диафрагмами.
Несколько таких элементов вместе с
обслуживающими механизмами и устройствами
составляют генератор, который может
произвести 70 кубометров кислорода в
сутки — вполне достаточно для подводной
лодки с экипажем в сто человек.
Что же касается таких методов
получения кислорода, как перегонка воздуха,
то они здесь неприемлемы, потому что как
раз воздуха-то на подводной лодке
лишнего нет.
АНАЛИЗ И ЕЩЕ РАЗ АНАЛИЗ
Давно прошли те времена, когда
индикатором токсичности газовой среды, в
которой находился человек, служила клетка
с канарейкой. Ни поведение птички, ни
даже ее гибель ничего нам не скажут о
составе газовой смеси и о концентрациях
примесей. Органы чувств человека, как
газовый анализатор, тоже очень
несовершенны. А на подводной лодке состав
воздуха и прежде всего содержание в нем
кислорода, углекислого газа, окиси
углерода и водорода должны находиться под
непрерывным контролем. Традиционные
химические методы газового анализа для
подводной лодки слишком громоздки и
недостаточно точны. Здесь нужен анализ
быстрый, точный и непрерывный.
Химия физическими методами — так
можно охарактеризовать общую
тенденцию в развитии способов анализа
воздуха в отсеках. Химический состав воздуха
и концентрации его компонентов
определяют методами, основанными на
различных физических свойствах газов. Водород,
например, определяют по изменению
теплоемкости смеси газов, а кислород —
по изменению ее магнитных свойств,
ведь кислород — парамагнетик. Приборы
инфракрасной спектроскопии сообщают об
окиси углерода и углекислом газе.
Наиболее перспективным способом определения
углеводородов (а их в воздухе подводных
лодок выявлено великое множество)
зарубежные специалисты считают газовую
хроматографию.
Принцип действия газового
хроматографа основан на известном физическом
явлении: различные газы адсорбируются
(поглощаются) активными веществами
с разной скоростью. Поэтому, начав путь
по хроматографической колонке вместе,
газы постепенно разделяются, как бегуны
«растягиваются» на длинной дистанции.
Первыми до противоположного конца
колонки «добегают» те газы, которые плохо
адсорбируются активным веществом, а
последними — те, что адсорбируются
лучше всех. Специальные детекторы,
связанные с самописцами, определяют
вид и количество примеси — по
изменению теплоемкости или показателя
преломления, по взаимодействию с
реактивами или по другим свойствам.
С помощью газовой хроматографии
выявляют многие примеси в воздухе
отсеков. И, вероятно, можно создать такие
хроматографы, которые смогут быстро
и точно определить вид и количество
любых вредных примесей в атмосфере
подводной лодки.
В наши дни подводный флот приобрел
стратегическое значение. Атомные силовые
установки во много раз увеличили
дальность его действия. Ныне она
определяется не запасами топлива и воды,
а главным образом условиями жизни и
работы на корабле. Непрерывный контроль
за составом воздуха, которым дышат
подводники, его очистка и
кондиционирование стали важны, как никогда. Роль
химических средств очистки и
регенерации воздуха по-прежнему первостепенна.
Поэтому подводники с полным правом
могут сказать: химия — это жизнь.
10
sm
*3к*
j&€*$*&'
КОВАРСТВО МИКРОМИРА
Инженер
А. Т. СКЛЯРОВ
Рисунок
Е. ГОЛЬДИНА
Для большинства людей, даже знакомых
с химией, коррозия и катализ никак не
связаны друг с другом. А сами зти
явления вызывают отношение прямо
противоположное. Катализ, как любят
выражаться авторы популярных книжек, это «одно
из чудес волшебницы-химии».
Действительно, каталитические процессы
применяют для получения множества
полезных веществ — от серной кислоты
до маргарина. В живых организмах идут
непрерывно каталитические процессы.
Наконец, катализ охраняет наше здоровье:
в каталитических нейтрализаторах
дожигают вредные составляющие выхлопных
газов автомобилей.
Коррозия же — это страшный враг,
чудовище, пожирающее миллионы тонн
металла. Коррозия основательно портит
нам жизнь, и поводов проклинать ее более
чем достаточно: то крыша прохудилась, то
чайник; то кузов автомобиля проржавел,
то водопроводные трубы надо менять...
Итак, катализ — наш друг, коррозия —
наш враг.
«
АУ, ПРЕДОК!
Пещерный человек! Мы, твои потомки,
переняли частицу твоего опыта. Правда,
кое-что усовершенствовав. Ты, например^
ко всем силам природы приставлял богов
или духов, чтобы каждый заведывал своей
стихией. Одних считал добрыми,
дружественными, других злыми, враждебными.
Теперь, когда богов и леших
упразднили, дружественными или враждебными
считают сами явления природы —
прогресс налицо!
Но между прочим, даже в отношении
предка к потустороннему миру есть
крупицы полезного опыта. Наш предок
прекрасно понимал, что и с добрыми
волшебниками нужно держать ухо востро, от них
только и жди подвоха — недаром он
приносил жертвы и злым, и добрым богам!
2*
11
А как катализ — не вредит ли он нам
исподтишка? Не мешало бы проверить...
Только для этого нужно из видимого,
осязаемого мира, в котором шуршат
автомобильные шины (синтетический каучук —
дар друга-катализа!) и ржавеют
автомобильные кузова (проклятая коррозия!),
перенестись в микромир элементарных
химических процессов.
КТО ЕСТЬ КТО?
Прежде всего напомним, что такое катализ
и что такое катализатор. Когда скорость
химической реакции меняется в
присутствии какого-либо вещества
(которое и называют катализатором), то такой
процесс — каталитический. Иногда
говорят, что катализатор изменяет скорость
реакции, но сам в ней не участвует. Это
неверно. Катализатор в реакции
участвует — он входит в состав
промежуточных соединений.
Если в присутствии катализатора
реакция протекает быстрее, чем без него, то
говорят о положительном катализе. Его
часто называют просто катализом. Это не
совсем точно: катализ может быть
и отрицательным — в том случае, если
катализатор препятствует протеканию
реакции по более выгодному пути.
Отрицательный катализ называют ингибирова-
нием.
А что такое коррозия? Точнее, что
такое электрохимическая коррозия (это ей
мы обязаны большей частью потерь
металла)?
Процесс электрохимической коррозии
не сводится к какой-либо одной
электрохимической реакции. Но очень
распространен такой процесс:
Ме->Ме+ + е(Ме).
(Me — металл, е — электрон.)
Физический смысл этой записи: из
металла, погруженного в раствор
электролита, атомы переходят в раствор в виде
положительно заряженных ионов;
электроны, которые теряют атомы, остаются
в металле. Значит, металл, в котором
накапливаются «лишние» электроны,
приобретает все больший и больший
отрицательный заряд. И положительным ионам
металла все труднее становится
оторваться от его поверхности и перейти в
раствор: сила электростатического
притяжения разноименных зарядов тянет ионы
назад. Ясно, что растворение металла по
такому механизму будет продолжаться
лишь до тех пор, пока металл не накопит
столько отрицательных зарядов, что
растворение совсем прекратится.
Чтобы растворение металла
продолжалось, на его поверхности должна идти по
меньшей мере еще одна
электрохимическая реакция, в которой потреблялись
бы «лишние» электроны. Часто такой
реакцией бывает выделение водорода:
211 +2е->Н2.
Чем быстрее протекает эта реакция,
тем быстрее (при прочих равных
условиях) растворяется металл.
ПРЕДАТЕЛЬСТВО!
Давно известно, что скорость выделения
водорода зависит от того, на каком
металле он выделяется. Дело в том, что, хотя
металл и не входит в состав конечных
и начальных продуктов написанной выше
реакции, сама эта реакция протекает
отнюдь не так просто. В действительности
она может проходить, например, через
такие стадии:
П+ + е (Me) -> H (Me).
Н (Me) — атом водорода, адсорбированный
на поверхности металла.
2Н (Me) -> Н2(Ме).
Здесь образуется молекула водорода,
адсорбированная на поверхности металла.
Н2(Ме) - • На + Me .
Молекула водорода десорбируется.
Что-то знакомое есть в этой схеме...
Вспомним еще раз:
1. В состав конечных и начальных
продуктов металл не входит.
2. В состав промежуточных продуктов
металл входит.
3. Скорость реакции зависит от
природы металла.
Сомнений быть не может: выделение
водорода — каталитический процесс. И сам
металл играет здесь роль катализатора.
Какое предательство!
Каталитический характер коррозии
станет особенно наглядным, если
вспомнить об одном давно уже замеченном
явлении: скорость коррозии чистых
металлов часто значительно меньше, чем
тех же металлов с небольшим количеством
примесей. Дело в том, что на примесях
водород может выделяться быстрее, чем
на основном металле, и тогда эти примеси
служат как бы стоком для «лишних»
12
электронов, которые образуются при
ионизации основного металла. Значит,
такие примеси — самые настоящие
катализаторы коррозии. А ведь все технические
металлы содержат примеси.
Роль катализа в коррозионных
процессах не сводится, однако, к отводу
«лишних» электронов. Реакция ионизации
металла (она приведена в начале статьи),
подобно реакции выделения водорода, не
так проста, как она здесь изображена.
С раствором соприкасается не «голый»
металл — на его поверхности всегда есть
адсорбированные частицы. Ими могут
быть анионы, катионы, молекулы воды
или какие-либо другие нейтральные
молекулы, содержащиеся в растворе.
Ионизации подвергается, таким образом, не
свободный металл, а его комплекс с
адсорбированной частицей.
При введении в раствор некоторых
анионов, например хлора (СГ), металл
растворяется быстрее. Какую же роль
играет здесь хлор? Пусть мы ввели его
в раствор в виде хлористого водорода.
Хлористый водород в растворе
диссоциирует, образуя ионы водорода и хлора:
НС1 т± Нн + С1-
(равновесие сильно сдвинуто вправо).
Ион хлора адсорбируется на
поверхности металла (железа, например) и
вместе с ионизирующимся металлом
переходит снова в раствор. В растворе металл-
хлоридный комплекс диссоциирует на
ионы металла и хлора. Таким образом,
количество ионов хлора в растворе не
убывает, они участвуют только в
промежуточных стадиях ионизации металла,
ускоряя эту реакцию. Значит, сама
реакция ионизации каталитическая, а
анионы — катализаторы.
Выходит, что коррозия — это
сплошной катализ? Не всегда, конечно, но
достаточно часто. И это «часто» обходится нам
весьма дорого.
СЛОВО В ЗАЩИТУ КАТАЛИЗА
Будем справедливы — и в коррозионных
процессах катализ может приносить
пользу. Он может дать средства борьбы с
коррозией, может, вроде унтер-офицерской
вдовы у Гоголя, «сам себя высечь». Мы
уже упоминали отрицательный катализ —
ингибирование. Ингибиторы — вещества,
замедляющие реакцию, применяются и
для борьбы с коррозией. Механизм их
действия может быть, в частности, таким:
ингибитор очень прочно адсорбируется на
поверхности; металл в комплексе с
ингибитором ионизируется очень медленно.
Поэтому та часть поверхности металла, на
которой адсорбирован ингибитор,
практически не корродирует. Это самый простой
случай.
Однако одно только уменьшение
поверхности, участвующей в коррозионном
процессе, не может объяснить резкого
замедления коррозии. На самом деле причин
тут несколько. Адсорбция ингибитора
может изменять электрическое поле на
границе между металлом и раствором
таким образом, что переход иона металла
в раствор затрудняется на всей
поверхности металла, а не только на том
участке, где адсорбирован ингибитор. Кроме
того, при адсорбции изменяется состояние
не только тех атомов металла, которые
непосредственно связаны с
адсорбированной частицей, но и соседних.
И вот что интересно: на одних
участках металла растворение идет быстрее,
чем на других, а ингибитор занимает, как
правило, именно активные участки. Это
любопытное (но отнюдь не случайное)
совпадение: точно так же ведут себя
каталитические яды — вещества, которые,
адсорбируясь в ничтожных количествах,
во много раз уменьшают скорость
каталитических реакций. Механизм действия
адсорбционных ингибиторов коррозии по
существу такой же, как каталитических
ядов.
Наконец, еще одно свойство
ингибитора: он замедляет не только реакцию
ионизации металла, но и реакцию выделения
водорода — получается двойное
торможение коррозии.
И в заключение несколько слов о
«проклятой» коррозии. Ведь это с ее помощью
обрабатывают металлы в гальванических
ваннах — полируют, точат, фрезеруют.
Электроэнергия, вырабатываемая
гальваническими элементами воздушной
деполяризации, выделяется при коррозии
цинка. Наконец, высокоактивные
катализаторы — металлы Рэнэя — получают при
коррозии сплавов некоторых металлов с
алюминием или цинком. Можно ли после
этого утверждать, что коррозия — наш
враг?
Неблагодарная это задача в науке —*
навешивать ярлыки...
13
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ
СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ
„ВОДА, ВОДА,
КРУГОМ ВОДА..."
Слова известной песни довольно точно
определяют степень популярности того
объекта исследований, который в
последние годы привлекает внимание широкого
круга ученых. Этот объект—«самое
удивительное вещество на свете» — вода.
Три года назад академик И. В. Петря-
нов познакомил читателей нашего
журнала с удивительными особенностями
вещества, «почти все физико-химические
свойства которого — исключение в природе».
Автор отмечал в конце статьи, что,
по-видимому, о воде предстоит узнать еще много
необычайного.
Так и случилось на самом деле. В
прошлом году пришли сенсационные
сообщения об открытии «сухой» воды,
«сверхтекучей» и даже «резиновой» (см. «Химия и
жизнь», № 12, 1967 г.). А теперь мы
предлагаем читателям ознакомиться с новой
фундаментальной и на редкость
оригинальной работой, которая выполняется сейчас
в Институте физической химии АН СССР
под руководством члена-корреспондента
АН СССР Б. В. Дерягина и профессора
Н. В. Чураева. Результатом этой работы
явилось получение воды с плотностью в
1,3—1,4 раза выше обычной. Новый вид
воды не имеет еще точного названия. Пока
исследователи называют его аномальной
или модифицированной водой.
Сам факт открытия модифицированной
воды никак не может быть объяснен
существующими сейчас теоретическими
представлениями о природе жидкостей.
Поэтому он вызывает, с одной стороны,
глубокий интерес, с другой — вполне
естественные вопросы, возражения, споры. Ниже
публикуется изложение доклада члена-
корреспондента АН СССР Б. В. Дерягина
на собрании Отделения общей и
технической химии Академии наук СССР и
высказывания участников обсуждения.
■ В современной науке
общепринятым считается представление
(хотя оно строго и не доказано),
что все свойства вещества в
жидком состоянии однозначно зависят
только от температуры и
давления.
Однако вода не подчиняется
многим физико-химическим
закономерностям, справедливым для
других соединений, потому что
Некоторые
предварительные сведения,
важные для усвоения темы
взеимодеиствие ее молекул
необычайно велико.
Жидкое состояние воды
уникально в смысле обилия
аномалий, отличающих ее от поведения
ряда других, как бы нормальных
жидкостей,
■ Аномалии воды, среди которых
на первое место надо поставить
уменьшение ее объема при
плавлении льда и при нагревании до
+ 4°С, уже давно привлекали
внимание ученых, тщетно пытавшихся
найти им объяснение. К числу
существенно новых фактов в ряду
тех же аномалий можно отнести и
подтвержденную рядом
исследований чувствительность воды к ее
«истории» — к тому, в каких
состояниях она находилась раньше,
например за несколько часов или
даже суток до опыта.
1+
Молекула воды
Одна из моделей структуры
льда
rf*^
Принято считать, что если
временным изменением температуры
или давления вывести воду из
состояния равновесия (имеется в
виду комплекс обычных для воды
физических, химических,
биологических свойств), то после
возвращения к прежним температуре и
давлению первоначальное
состояние равновесия воды
восстанавливается за чрезвычайно короткое
время, порядка 10~10 секунды.
Однако в противоречие с этой
традиционной концепцией пришли
наблюдения над свойствами
свежеталой воды,
обнаруживающей отклонения от нормальных
свойств. Эти отклонения
проявились в особом биологическом
действии талой воды на всхожесть
семян и на некоторые другие
процессы.
И Для объяснения аномального
поведения воды выдвигалась
мысль об особой ее структуре.
Предполагалось, например, что
помимо одиночных молекул в ней
присутствуют димеры, тримеры и
другие более сложные
молекулярные агрегаты.
На смену этим представлениям
впоследствии пришли другие.
Сейчас, в частности, считается, что
структура льда представляет
собой сетку из перекрещивающихся
цепочек молекул воды, связанных
между собой водородными
связями. Каждая молекула в структуре
льда имеет четырех соседей, с
которыми она соединена
водородными связями, и таким
образом находится на пересечении
двух цепочек. Когда лед плавится,
часть водородных связей,
объединяющих соседние молекулы,
рвется, и некоторые молекулы,
приобретя большую свободу,
размещаются в тех полостях, которыми
столь богата ажурная структура
льда. Этим и объясняется сжатие
льда при плавлении и сжатие
воды при нагревании до + 4°С —
температуры минимального
объема и, соответственно,
максимальной плотности.
■ В дальнейшем эти
представления были развиты и уточнены, и
на их основе разработаны модели,
среди которых известна двухструк-
турная модель воды
советских ученых О. Я. Самойлова,
В. М. Вдовенко и Ю. В. Гурикова.
Согласно новым представлениям
вода представляет собой смесь
участков двух родов: одни
участки являются обломками
сравнительно мало испорченной
структуры льда, другие — это сильно
испорченная структура льда, в
которой большинство водородных
связей порвано. Эта теория
заслужила признание ученых, но и она
объясняет далеко не все аномалии
в поведении воды.
НОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ВОДЫ,
КОТОРЫЕ УДИВЛЯЮТ ВСЕХ
Рассказывает член-корреспондент АН СССР
Б. В. Дерягин
Среди фактов, которые вступают в резкое
противоречие с теоретическими
представлениями, сложившимися в физической
химии и молекулярной физике, особый
интерес вызывает способность воды и
некоторых других жидкостей долгое время
находиться в состоянии нарушенного
равновесия и лишь постепенно возвращаться
к состоянию, которое принято считать
нормальным. Иными словами, свойства
жидкостей, по-видимому, зависят не только от
температуры и давления, которые мы
наблюдаем в данный момент, но и от их
значений в предшествующий период.
Одно из первых наблюдений в этой
области было сделано в 1962 году
доцентом Костромского текстильного института
Н. Н. Федякиным. Н. Н. Федякин
обнаружил, что вблизи введенного в стеклянный
капилляр столбика жидкости (воды,
метилового спирта, уксусной кислоты)
возникают как бы дочерние столбики, которые мед-
15
ленно растут, по мере того как убывает
длина первичного столбика (рис. 1). Этот
удивительный рост вторичных столбиков
можно было объяснить только
пониженным давлением их пара по сравнению с
первым столбиком. Следовательно, и
другие свойства дочерних образований
должны были заметно отличаться от
материнских. Спустя некоторое время сотрудники
отдела поверхностных явлений Института
физической химии АН СССР занялись
совместно с Н. Н. Федякиным
широкими исследованиями этого интересного
явления.
Первым этапом работы было получение
столбиков жидкостей с аномальными
свойствами в условиях, которые бы
совершенно исключали влияние на опыт
тривиальных побочных факторов — таких,
например, как выщелачивание стенок
капилляров. Для получения дочерних столбиков
мы брали сравнительно широкие
кварцевые капилляры (радиусом от 5 до 30
микронов), которые помещались в
герметическую термостатированную камеру (рис. 2).
Из камеры сначала откачивался воздух,
а затем туда подавались ненасыщенные
пары воды. В этих условиях столбики
модифицированной воды появлялись и
начинали расти уже через короткое время —
спустя 15—30 минут после начала опыта.
Учитывая свойства кварца, было невоз-
( U Ьмамии! Ш ^
&
а
б
1.
Вблизи введенного в
стеклянный капилляр столбика
жидкости (а) возникают как бы
дочерние столбики (б)...
можно объяснить даже тысячную долю
наблюдавшихся эффектов просто
выщелачиванием стенок капилляров.
Были приняты и другие меры,
обеспечивающие чистоту эксперимента.
Например, в ряде случаев использовалась вода,
очищенная от органических примесей по
специальной методике. Перед началом
опытов вода в течение суток выдерживалась
со специально подготовленным
активированным углем.
В термостатированной камере можно было
создавать различную степень
насыщенности водяными парами. Поэтому удалось
точно установить, какая насыщенность
камеры парами соответствует их равновесию
со столбиками модифицированной воды.
Степень насыщения оказалась равной
93—94 процентам. Было установлено, что
эта цифра не зависит от радиуса
капилляров. Отсюда был сделан вывод, что вновь
ИЗ ВОПРОСОВ
К ДОКЛАДЧИКУ
ОТВЕТ
Нельзя ли все-таки приписать результаты ваших
опытов недостаточной очистке используемой воды?
Нет, ибо очистка была предельно возможной. Кроме того,
влияние нелетучих загрязнений предполагать нельзя:
они не перегоняются через тепловой барьер. А если бы
эффект вызывали летучие соединения, то аномальность
воды должна была бы падать, но не возрастать с
дальнейшей очисткой.
Пытаться объяснить какими-то крайне малыми
примесями столь большие эффекты, как повышение
плотности жидкости на 40 процентов, увеличение ее вязкости в
десятки раз — просто безнадежная задача. Упорствуя же
в попытках приписать такие удивительные свойства
концентрации загрязнений, мы просто попадаем в тупик, так
как опыты показали, что нагревание
предельно-аномальной воды в запаянном капилляре способно превращать ее
в нормальную воду!
1С
2.
В такой установке выращивают
столбики аномальной воды. 1 —
стеклянная камера; 2 — окно в
камеру; 3 — водяная рубашка
для термостатирования; 4 —
участок, заполненный нормаль -
ной водой; 5 — через этот кран
откачивается из камеры воз-
дух; 6а и 66 — контрольные
термометры и термопара; 7 —-
кварцевые капилляры,
установленные на платиновой подстав-
рождающиеся дочерние столбики наделены
аномальными свойствами во всем своем
объеме независимо от их толщины и в
целом представляют собой такое состояние
жидкости, которое по свойствам резко
отличается от нормального.
Действительно, пониженное давление
насыщенного пара столбиков аномальной
воды трудно понять, если не согласиться,
что его причиной служит иная,
модифицированная структура воды. Но ясно, что
изменение структуры должно влиять и на
другие свойства жидкости, в особенности
на так называемые
структурно-чувствительные свойства, к которым
принадлежит, например, вязкость. Это и
подтвердилось на самом деле: для
модифицированной воды было зарегистрировано
увеличение вязкости более чем в 15 раз.
Сравнительные исследования теплового
расширения столбиков модифицированной
и нормальной воды в интервале
температур от —100 до +50° С тоже дали
исключительно важные результаты.
Известно, что длина столбика
нормальной воды, как и вообще объем этой воды,
достигает минимума при +4° С.
Кристаллизуясь (после некоторого
переохлаждения), вода превращается в лед нормальной
плотности, который при нагревании
плавится точно при 0°С. Столбики же
модифицированной воды, полученные при кон-
ИЗ ВОПРОСОВ
К ДОКЛАДЧИКУ
ОТВЕТ
ИЗ ВОПРОСОВ
К ДОКЛАДЧИКУ
ОТВЕТ
Эффекты, о которых идет речь, наблюдаются только
внутри капилляров или их можно получить и на плоской
поверхности?
Во время наших опытов модифицированная вода
образовывалась не только на внутренней, но и на наружной
поверхности кварцевых капилляров. Те же явления были
получены и на плоской поверхности. Но мы
предпочитаем работать с капиллярами: это чрезвычайно удобный
метод, который позволяет обнаруживать и изучать
проявления аномальности как на микроколичествах
жидкости (порядка 10 ~9 г), так и на больших объемах
(порядка 10 г).
Аномальную воду можно получить только из
ненасыщенных паров?
Нет. Рождению модифицированной воды как раз
способствует некоторое небольшое, но кратковременное пере-
3 Химия и Жизнь, № 5
17
3.
Исследования теплового
расширения столбиков
модифицированной и нормальной воды
дали исключительно важные
результаты. Этот график
позволяет проследить, как в
зависимости от температуры
по-разному меняется длина А I
столбиков нормальной A) и
аномальной B) воды по сравнению
с длиной /о, которую они имели
при ОсС
денсации ненасыщенного пара, повели себя
совершенно иначе.
В чем заключалось отличие?
Во-первых, минимум длины и, следовательно,
максимум плотности оказался у них
смещенным в область отрицательных
температур (рис. 3). Во-вторых, переход в
твердое состояние обнаруживает у них
мало общего с кристаллизацией обычной
воды. При температуре около минус
30—50° С столбик мутнеет и испытывает
скачкообразное удлинение. Однако это
удлинение существенно меньше, чем при
замерзании обычной воды (которое, кстати,
не сопровождается помутнением).
После описанного скачка длина
столбика полого меняется как при дальнейшем
охлаждении, так и при нагревании на
10—20°. При более значительном
повышении температуры длина столбика
постепенно уменьшается по более крутой, но все же
плавной зависимости. Одновременно
микроскопическое наблюдение показывает,
что картина помутнения как бы
разрешается. Становится отчетливо видно, что
столбик модифицированной воды состоит из
двух компонентов: он представляет собой
капельки одной жидкости, распределенные
в другой. Иными словами, перед нашими
глазами предстает уникальная эмульсия
воды в воде (рис. 4).
Теперь становится понятным, почему
с повышением температуры исчезает
помутнение: при нагревании капельки
уменьшаются в размере, число их сокращается
и, наконец, они полностью исчезают.
Мы назвали внутреннюю фазу эмульсии,
то есть сами капельки, р -фазой, а внеш-
насыщение паров. Недонасыщенность требуется уже
в дальнейшем, чтобы испарить «нормальные» столбики
или капли и оставить в капилляре только «мутанты» —
аномальную воду.
к ^оклалчику Вы ГОвоРите> что аномальная вода имеет повышенную
д д плотность. Но, рассказывая о ее двухкомпонентном
состоянии, подчеркиваете, что отдельные капельки ?-фазы
скапливаются в верхней части столбика. Трудно
разобраться, какую же фазу называть аномальной водой?
ОТВЕТ Противоречия тут нет. Обе фазы — модифицированная
вода. У той и у другой плотность больше, чем у
нормальной воды.
В данном случае речь идет о том, что менее плотные
капельки воды плавают в более плотной фазе тоже
аномальной воды. А обе фазы отличаются друг от друга
только концентрацией молекулярных ассоциатов.
18
Так выглядит столбик анольалъ-
ной воды на лшкрофотогра-
фиях Снимки делались сверху,
последовательно при
температурах: — 7ГС; — 31,6°; — 16,4°;
— 16,0е (снимок сбоку); — 12,7°;
—12,1°; (снова охлаждение)
— 18,5е
нюю фазу, или жидкость, в которой они
находятся, а-фазой. Более светлый цвет
капелек в сравнении с окружающей средой
подсказывал, что они имеют меньший
показатель преломления. Отсюда было легко
предположить, что и плотность р-фазы
меньше, чем у ос-фазы. Что это
действительно так, доказывало и само поведение
капель: на снимках было ясно видно, что
они скапливаются на верху столбика. В то
же время по оптическим свойствам эти
капельки резко отличались от воздушных
пузырьков, если те во время опыта
специально вводились в жидкость.
Оказалось возможным определить
разность плотностей обеих фаз. С этой целью
по микрофотографиям был установлен
суммарный объем р -фазы. Этот объем
находится в непосредственной зависимости от
температуры: он уменьшается с
нагреванием и начинает увеличиваться при
охлаждении жидкости. При этом интересно
заметить, что во втором случае новые капли
больше уже не рождаются, просто
понижение температуры заставляет уже
существующие расти в объеме и принимать
удлиненную форму.
Расчет сравнительной плотности
строился на простом рассуждении. Если
допустить, что в том небольшом интервале
температур, который рассматривался нами,
длина столбика менялась главным образом
из-за изменения относительных объемов
ос - и Р-фаз, а не из-за изменения
плотности каждой из них, то очень легко
вычислить отношение плотности Р-фазы к
плотности ос-фазы. Это отношение оказалось
равным примерно 0,9 (впрочем, это очень
приближенная оценка).
Расслоение модифицированной воды на
эмульсию заставило определенно думать,
что в ее состав входят молекулы по
меньшей мере двух сортов.
Двухкомпонентное поведение воды
давало себя знать и в других явлениях.
Наиболее интересным в наблюдениях нам
показалось то, что, подвергая столбик
модифицированной воды медленному
испарению, можно увеличивать степень ее
аномальности, получать
предельно-аномальную воду и, наоборот, приводя тот же
столбик в контакт с нормальной водой или с
пересыщенными парами, удается ослабить
степень аномальности.
3*
19
5.
Столбики воды различной
аномальности наделены разными
коэффициентами теплового
расширения. Кривая 1
соответствует обычной воде, 2 — воде
средней аномальности, 3 —
предельно-аномальной воде
Предельно-аномальная вода отличается
в области положительных температур
наибольшим коэффициентом расширения,
который в несколько раз превышает средний
коэффициент расширения обычной воды в
том же температурном интервале (рис. 5).
В то же время так и не удалось заметить,
чтобы предельно-аномальная вода
обнаруживала минимум объема при какой-нибудь
температуре. Это напоминает поведение
таких жидкостей, как стекло, спирт,
способных при переохлаждении сразу застек-
ловываться при соответствующем росте
вязкости.
Кстати, предельно-аномальная вода
уже при положительных температурах
обладает вязкостью, значительно большей,
чем у обычной воды. Существенная
особенность предельно-аномальной воды
состоит в том, что она не расслаивается на
эмульсию «вода в воде» ни при каком
охлаждении (вплоть до —100° С).
Следовательно, в этом случае модифицированная
вода ведет себя как жидкость, имеющая в
своем составе только один сорт молекул, но
в противоположность нормальной воде она
не обнаруживает никакой аномалии
теплового расширения.
Уже говорилось, что поведение воды
непредельной аномальности заставляет
думать об особенностях ее состава. Помимо
обычных молекул воды с молекулярным
ИЗ ВОПРОСОВ
К ДОКЛАДЧИКУ
Какая наибольшая плотность может быть у аномальной
воды согласно теоретическим представлениям?
ОТВЕТ
Неизвестно, ибо современная теория еще никогда не
трактовала на строгой основе свойства ассоциатов воды
(например, тримеров). Поэтому нельзя предсказать и
предельной плотности составленной из них жидкости. Однако
известно, что структура из одинарных молекул Н26,
порвавших сетку водородных связей и расположенных
поэтому более компактно, может легко приобрести
плотность порядка 1,5 г/см3.
к Докладчику Как можно представить себе молекулярную природу
д д новой воды, хотя бы в самых общих чертах?
ОТВЕТ Как раствор ассоциатов — возможно, тримеров (Н20K —
воды в обычной воде.
20
На такой установке ставились
опыты с перегонкой людифи-
цированной воды. Средняя
часть капилляра (а)
подогревается, правая часть (б)
охлаждается с полющью жидкого
азота. Эти опыты показали, что
аномальную воду люжно
перегонять и, следовательно,
собирать ее в неограниченном
количестве
весом 18 в ней можно ожидать присутствие
ассоциатов двойного, тройного и так далее
молекулярного веса. Причем каждый ассо-
циат представляется состоящим из прочно
связанных отдельных молекул воды.
В этом случае первопричину
модифицированного состояния воды и ее
удивительных свойств нужно искать на
молекулярном уровне. А если это так, то
аномальность должна сохраняться при
значительном нагревании жидкости и даже при
переходе воды в парообразное состояние.
Опыты полностью подтвердили это
предположение. Оказалось, что нагревание
модифицированной воды в запаянном
кварцевом капилляре до +400° С,
выдерживание ее в этих условиях в течение
получаса и последующее охлаждение не
меняет степени аномальности.
Мы ставили и такой опыт (рис. 6).
Столбик модифицированной воды перегонялся
из одного конца кварцевого капилляра в
другой. Средняя часть капилляра сильно
подогревалась, чтобы, во-первых,
исключить переползание пленок воды вдоль
стенок капилляра, а во-вторых (и это главное),
чтобы выяснить, при какой температуре
паров воды молекулярные носители
аномальности способны терять свои качества,
разлагаясь на обычные молекулы НгО.
ИЗ ВЫСТУПЛЕНИЙ
То, что получены действительно устойчивые ассоциаты
аномальной воды, может доказать метод хроматографи-
ческого разделения. Двухкомпонентность аномальной
воды можно тоже проверить разделением смеси с
помощью хроматографа.
ИЗ ВОПРОСОВ
К ДОКЛАДЧИКУ
Можно ли считать, что модифицированная вода обладает
такой же термодинамической устойчивостью, как вода
обычная?
ОТВЕТ
Подождем что-либо утверждать, пока не будут изучены
термодинамические характеристики процессов перехода
между мономерными молекулами воды (НгО) и ассоциа-
тами, входящими в состав модифицированной воды.
ИЗ ВЫСТУПЛЕНИЙ
Если бы работа, о которой идет речь, была единственным
сигналом о скудости тех сведений, которыми мы
располагаем сегодня применительно к воде и ее макросвой-
21
Выяснилось, что только нагревание
паров воды выше + 700°С мешает
восстановлению аномальности — конденсатом в
этом случае оказывается менее
аномальная вода. Те же результаты были
получены и при перегонке воды в вакууме.
Наблюдения показали, что аномальная
вода, покинув капилляр, способна вести
автономное существование в виде капли,
а опыты с перегонкой убедили, что
аномальную воду при желании можно
получать в неограниченно больших объемах.
Для этого достаточно создать столбики
аномальной воды сразу в большом числе
капилляров, что зависит только от терпения
и определенной затраты времени, после
чего перегонкой можно соединить эти
столбики вместе в любом приемнике.
Столбики, полученные в сравнительно
широких капиллярах, были использованы
прежде всего для определения плотности
аномальной воды. Оказалось, что плотность
воды средней и сильной аномальности
лежит примерно в интервале 1,2—1,4 г/см3.
Итак, опыты с перегонкой воды сделали
ясным, что молекулы пара служат
носителем аномальных свойств. Какова же
природа этих молекул, в чем отличие их от
«нормальных» молекул воды?
Можно обсудить две гипотезы. Первая:
что бы ни представляли собой аномальные
молекулы, они должны хотя бы в малой
концентрации присутствовать в
нормальной воде, и тогда их содержание при
конденсации ненасыщенных паров будет расти.
Вторая: аномальные молекулы
возникают каталитическим путем при
адсорбции нормальных молекул на поверхности
кварца.
Приняв первое предположение, трудно
будет понять, почему до сих пор никому
не удалось сконцентрировать аномальные
молекулы при выпаривании обычной воды
Поэтому более вероятным представляется
второе объяснение. Следуя ему, мы
должны видеть причину возникновения
аномальной воды в процессах, идущих при
конденсации паров на поверхности кварца
или стекла.
ствам,— это было бы одно дело. Но есть и другие,
аналогичные сигналы, которые говорят, что теория жидкого
состояния — чрезвычайно отсталая область. Попыткой
выровнять фронт науки в этой области и представляются
работы с аномальной водой.
в заключение — вопрос Какие надежды связывают авторы со своим открытием,
т»жгттАТОНИИ SKVPHДЛА
«химия и жизнь» какое практическое применение может иметь их работа?
И, наконец, есть ли в природе «готовая» аномальная вода
или искать ее бесполезно?
ответ Жизненно валяная (в прямом и переносном смысле) роль
воды известна всем. Поэтому нетрудно представить, что
возможность регулировать в широком диапазоне все ее
свойства откроет новые, необычайно интересные
перспективы в технике, сельском хозяйстве, медицине. В
доказательство напомню, что даже сравнительно малые
изменения, которые претерпевает вода под действием магнитных
полей, уже получили важное техническое применение.
Я не исключаю возможности, что где-то на земле (или
под землей) имеются естественные условия для
«модифицирования» воды. Но пока это только предположения.
Кстати, советский астрофизик О. Б. Васильев, занятый
изучением так называемых серебристых облаков,
предложил объяснять их капельно-жидкое состояние
присутствием модифицированной воды...
99
Возникает также вопрос: как иной
молекулярный состав связан со свойствами
аномальной воды? До недавнего времени
ответа на него явно не последовало бы,
поскольку наши представления о
структуре воды были весьма приближенными.
Сейчас, однако, положение изменилось. Модель
структуры воды в ее первоначальной
форме, предложенной Берналом,
усовершенствована. Наиболее близкой к
действительности представляется модель советских
авторов (см. заметку на стр. 15.—Ред.).
Теперь очевидно, очередь за теорией
аномальной воды. Однако дело существенно
осложняется ее более сложным составом:
в теории необходимо учесть наличие двух
сортов молекул, которые могут
присутствовать в обеих структурах двуструктурной
модели в неодинаковых концентрациях.
К этому добавляется, конечно, наша
общая недостаточная осведомленность о
модифицированном состоянии воды. Таким
образом, вряд ли можно ожидать, что
теория сможет быстро дать ответ на все
вопросы. Очевидно, легче будет теоретически
интерпретировать состояние и свойства
предельно-аномальной воды, если, конечно,
исходить из предположения, что в ее
состав входят молекулы только одного —
аномального сорта. Возможно, что
структура воды в предельно-аномальном
состоянии окажется близкой к структуре
нормальных жидкостей и что молекулярные
взаимодействия в ней в основном
определяются теми же силами, что и у последних.
Может быть, именно поэтому предельно-
модифицированная вода и лишена
многочисленных аномалий обычной воды?
Материал подготовлен к печати
О. ПАЛЕЕВЫМ
и
В. ЧЕРНИКОВОЙ
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ' НАШИ КОНСУЛЬТАЦИЙ - НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ НАШИ
■ ОСТОРОЖНО — ЯД!
...Мне приходится иметь дело с
дустом ДДТ и гексахлораном. Я
хотел бы знать, что представляют
собой эти ядохимикаты и как они
действуют на человека. Можно ли,
например, протравливать гексахло-
рановыми шашками картофель
или зерно в закрытых
помещениях и можно ли после этого
картофель употреблять в пищу!
В. И. ЕРМОЛЕНКО, гор. Джупьфа
ДДТ и гексахлоран — широко
распространенные средства
борьбы с вредителями
сельскохозяйственных культур. Оба эти
вещества относятся к группе хлороргани-
ческих соединений: гексахлоран
представляет собой смесь
изомеров гексахлорциклогексана
(CeHeCle), а ДДТ — 4,4-дихлорди-
фенилтрихлорэтан (C14H9CI5). И
ДДТ, и гексахлоран ядовиты не
только для насекомых, но и для
теплокровных животных и
человека, в организм которого они
могут попадать различными
путями: через желудок, при дыхании
и даже через кожу (при
непосредственном контакте). При
отравлении ими поражаются в первую
очередь нервная система, печень,
почки. К тяжелым последствиям
может привести не только острое,
но и хроническое отравление.
Дело в том, что эти ядохимикаты
обладают так называемым
кумулятивным действием: ничтожные их
дозы, проникая в организм,
способны накапливаться в нем,
достигая высоких концентраций.
При пользовании этими
ядохимикатами необходимо строго
соблюдать все меры
предосторожности, предусмотренные специаль-*
ными инструкциями. Существуют
«Санитарные правила по
хранению, транспортировке и
применению ядохимикатов в сельском
хозяйстве», утвержденные
Главным санитарным врачом СССР и
обязательные для всех, кто имеет
дело с ядохимикатами (они
напечатаны во многих изданиях, в том
числе в «Сборнике официальных
материалов по контролю за
ядохимикатами, применяемыми в
сельском хозяйстве», выпущенном
в 1966 г.). Из-за высокой
токсичности ДДТ и гексахлорана
использование протравленных ими
продуктов в пищу или на корм скоту
КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО.
За более подробной
консультацией рекомендуем обратиться в
ближайшую
санитарно-эпидемиологическую станцию.
23
ГРАВИТАЦИЯ,
СКЕЛЕТ,
ГЕМОГЛОБИН...
Беседа
с доктором биологических наук,
профессором
П. А. КОРЖУЕВЫМ
Вся жизнь человека, да и
любого живого существа Земли,
проходит в гравитационном поле»
Сила гравитации — такой же
фактор эволюции организмов,
как, скажем, атмосферное
давление или температура. Роль
ее в жизнедеятельности не
может не быть столь же
существенной.
Эту мысль высказал
впервые еще в 1882 году
основоположник космонавтики
К. Э. Циолковский. Он
впервые наметил и конкретные
формы, в которых это влияние
может проявляться.
Циолковский писал, например, что сила
тяжести на поверхности Земли
или любого другого небесного
тела должна определять
прежде всего размер живых
организмов. Если бы жизнь
развилась на Луне, то все живые
существа оказались бы там
крупнее. А на Юпитере, где
сила тяжести примерно в
2,5 раза больше земной,
обитали бы, наоборот, карлики:
крупные животные не могли
бы оторвать свое тело от
поверхности гигантской
планеты...
Однако это было лишь
предположение. Прямо проверить
влияние сил гравитации на
эволюцию животных было бы
затруднительно, да и времени
потребовалось бы немало:
сотни тысяч и миллионы лет —
таковы сроки эволюции.
А между тем природа сама
поставила на Земле
космический эксперимент, по своим
масштабам не уступающий
переселению жизни на Луну и
Юпитер. И его результаты
позволяют нам, пусть косвенно,
оценить, какую роль в
развитии жизни играла гравитация.
В ходе эволюции живые
существа Земли не раз
переселялись из воды на сушу и,
наоборот, с суши в воду. А ведь гра-
24
витация по-разному действует
на обитателей материков и
океанов. Для сухопутных
животных она наибольшая, для
птиц (особенно парящих) —
несколько меньше, для жителей
морей и рек — наименьшая:
практически они в воде
невесомы. Как же сказалось это
различие на развитии организмов?
Как и следовало ожидать,
главное влияние гравитация
оказывает на движение
животных. Максимальная
скорость их на суше, в воздухе и
воде примерно одинакова
(стрижи и саранча летают со
скоростью более 100 км/час, с
такой же скоростью плавает
меч-рыба, а самое быстрое
из наземных животных —
гепард развивает скорость до
112 км/час). Однако наземные
животные не могут бежать
сколько-нибудь длительное
время: они затрачивают на
движение слишком много энергии.
Птицы и водные обитатели
намного выносливее и энергию
расходуют более экономно.
Всем известны
тысячекилометровые миграции птиц и
особенно рыб, например угрей.
Объясняется зто именно тем, что в
воде действие сил гравитации
ослаблено.
Очевидно, после того как
позвоночные животные вышли из
воды, у них должен был
появиться не только прочный
скелет, но и механизм,
обеспечивающий достаточный приток
в мышцы кислорода. Такой
механизм — по существу своему
неизбежно химический —
действительно был создан.
Оказалось, что это тот же скелет;
помимо механических функций,
он взял на себя роль и
дополнительного органа
кроветворения. Точнее говоря, не сам
скелет, а его «начинка» — костный
мозг, синтезирующий
гемоглобин, который доставляет
кислород клеткам и тканям тела.
Если на килограмм веса тела
у рыб приходится 0,7—1,5 г
гемоглобина, а у амфибий 3,6 г,
то у птиц 10,4 г и у сухопутных
млекопитающих в среднем
12,1 г, то есть в 10—12 раз
больше, чем у рыб.
Но почему природе
понадобилось создавать новый орган
кроветворения? Нельзя ли было
усилить деятельность прежних
органов производства
гемоглобина, имеющихся и у рыб —
селезенки и почек?
Видимо, обойтись ими
одними было уже, действительно,
невозможно. Во-первых, в
брюшной полости животных
слишком мало места, за счет
которого можно было бы
увеличивать размеры селезенки и
почек. Они попросту стеснили
бы другие внутренние органы
и в первую очередь
пищеварительный тракт, которому
обязательно нужен резервный
объем, куда можно было бы
вместить принятую пищу.
Другая причина — снова
влияние сил гравитации.
Основными очагами выработки
гемоглобина у наземных
позвоночных стали скелет и в какой-
то мере мышцы, то есть те
органы, которые испытывают
наибольшее и непосредственное
воздействие этих сил. Можно
предположить, что основная
тяжесть производства
гемоглобина легла на зти органы
потому, что их работу было удобнее
всего оперативно
контролировать.
Сами нагрузки,
ложащиеся на скелет и мышцы, через
посредство нервной системы
автоматически регулируют и
работу кроветворных органов.
Так, применив хитроумные
физические, химические и
даже кибернетические методы,
живые существа
усовершенствовали свой организм и смогли
выйти из мира невесомости —
воды в мир тяжести — на сушу.
Скелет их при зтом стал
относительно более тяжелым: у
наиболее высокоорганизованных их
представителей вес скелета до-
4 Химия и Жизнь, № 5
25
стигает 20% веса тела, в то
время как у рыб — всего 7—8 %.
У многих сухопутных
животных, помимо тяжелого
скелета, есть еще и рога,
достигающие иногда огромных
размеров. Особенно они велики у
обитателей гор: например, у
архаров при общем весе тела
150 кг вес рогов достигает 30 кг.
Для чего же им такие мощные
рога?
Обычно зоологи связывают
развитие рогов с
необходимостью вести бои за самку
(у самцов рога, как правило,
гораздо крупнее). Но почему
лее у самцов архаров, живущих
высоко в горах, вес скелета, в
том числе и рогов, намного
больше, чем у их сородичей —
жителей равнин?
Нам кажется, что и здесь на
первый план выступает
необходимость дополнительного
источника гемоглобина. В горах,
где кислорода в воздухе
меньше, чем на равнинах, таким
источником и служат рога:
внутри их есть мозговой
стержень, который, по-видимому,
является кроветворным
органом — своеобразным
химическим заводом по производству
гемоглобина.
Второй интересный
эксперимент природа поставила с
ластоногими и китообразными,
вернув их с суши в водную
стихию. Там, в мире без
тяжести, потребность в кислороде
при движении должна была
снизиться. Ненужным стал и
сам скелет как механическая
опора. А костный мозг,
оказывается, тоже претерпел
обратное развитие: у черноморских
дельфинов, например, его доля
не превышает 2,5% веса тела —
вдвое меньше, чем у наиболее
активных представителей
наземных млекопитающих.
Зато перед китами встала
новая проблема: нужно было
найти способ запасать кислород
хотя бы на ограниченное время,
чтобы можно было выключать
внешнее дыхание, погружаясь
в воду. Поэтому у ластоногих и
китообразных появилась новая
«фабрика» гемоглобина —
поперечнополосатая мускулатура,
составляющая 30—40 процентов
веса тела этих животных.
Таким образом, очаги
синтеза гемоглобина возникают
у животных там, где организм
испытывает наибольшую
нагрузку. Можно сказать
поэтому, что костный мозг появился
именно благодаря силам
гравитации.
А что будет, если тяжесть
исчезнет? На Земле мы,
конечно, избавиться от нее не
можем. Но космонавты при
полетах вокруг Земли или к
другим планетам будут подолгу
находиться в состоянии
невесомости. Как это на них
отразится? Не нарушится ли
деятельность костного мозга в
условиях длительной
невесомости? Все, о чем мы рассказали
выше, наталкивает на мысль,
что такие нарушения вполне
возможны. А это уже не
безразлично для организма. И
нужно заранее разработать
какие-то меры, чтобы избежать
расстройств синтеза
гемоглобина в организме космонавтов.
Беседу записал
Н. ПОСЫСАЕВ
Рисунки
Ю. СООСТЕРА
26
КЛАССИКА
НАУКИ
АТОМЫ,
ЛУЧИ,
КВАНТЫ
Кандидат физико-математических наук
Л. И. ПОНОМАРЕВ,
гор. Дубна
К тому времени, когда Нильс Бор
появился в лаборатории Резерфорда в
Манчестере, об атоме знали уже довольно много.
Настолько много, что порой это мешало
выделить из груды фактов главные. На
схеме (рис. 1) представлены только те из
явлений, которые впоследствии оказались
действительно основными для понимания
структуры атома.
На основании этих фактов (которые
наблюдать довольно легко) надо было угадать
внутреннее строение атома — объекта,
который никто никогда не видел и не увидит.
У задач подобного типа есть общее
название: проблема «черного ящика». Мы знаем
характер воздействия на «черный ящик» —
атом и результат этого воздействия, то есть
Эта статья — четвертая из серии статей
о квантовой механике (см. «Химию и жизнь»
№ 1, 2, 4).
знаем, что происходит и отчего. Но мы
хотим узнать больше: как это происходит,
то есть механизм явлений. В нашем
случае это равносильно знанию внутреннего
устройства атома.
Но проблема была даже сложнее, чем
это видно из нашей — далеко не полной —
схемы. Представьте, что вы решили
изучить жизнь клетки. Вы ставите над нею
всевозможные опыты: нагреваете,
облучаете, разрушаете и тщательно
рассматриваете в микроскоп, однако все ваши знания
о ней будут неполны, пока вы не
вспомните, что клетка — это часть живого
организма и только в нем проявляет всю полноту
своих свойств.
Нечто похожее произошло и в науке об
атоме. До сих пор мы намеренно пытались
изолировать атом и отбирали только те
опыты, которые могут прояснить свойства
отдельного атома. Однако задолго до всех
4*
27
электроны
Ио*
ультрафиолетовые
ЛУЧИ
п.чамя
плюс
магнитное поле
ПЛНР4'
электрическое поле
ртгтищ лучи
э-лектро ны
nwmr
линейчатый спектр
ЭФФЕКТ ЗЕЕД1АНА
ЭФФЕКТ
ШТАРКА
еС-частицы
о( - гаешпицы
Схема опытов, которые привели
к пониманию структуры ато-
люв. Все эти явления нам уже
известны: опыты Рентгена
чи); фотоэффект
(ультрафиолетовые лучи - ■> электроны);
обычный спектральный анализ
Кирхгофа и Бунзена (пламя
ние спектральных линии в
магнитном (Зееман) и
электрическом (Штарк) полях, и,
наконец, опыты Резерфорда по рас-
(электроны рентгеновские лу- линейный спектр); расщепле- сеянию ее-частиц
этих опытов (которые доказали сложную
структуру атома) Дмитрий Иванович
Менделеев A834—1907) установил, что атомы
различных элементов образуют единый
организм — естественную систему элементов.
Уже сам факт ее существования служил
стимулом дальнейших исследований и
источником новых идей. В самом деле:
периодический закон в системе элементов,
открытый Менделеевым, прямо указывал,
что периодическому изменению свойств
элементов по мере увеличения их атомного
веса должна соответствовать
периодичность в строении их атомов. Поэтому все
последующие исследователи не только
пытались понять смысл и причину
периодического закона, но, в известном смысле, и
руководствовались им в своих поисках.
И в конце концов этот великий закон
природы удалось понять.
Это произошло тогда, когда Нильс Бор
обнаружил, что три физические идеи —
атомы, лучи, электроны — связаны между
собой понятием кванта.
Квант действия h, даже после работ
Эйнштейна и Милликена, в Европе никто
не принимал всерьез, хотя отдельные
попытки использовать его были.
Скептическое отношение к идее квантов лучше всего
выразил сам Планк в 1912 году: «Когда
подумаешь о полном экспериментальном
подтверждении, которое получила
электродинамика Максвелла в самых тонких
явлениях интерференции, когда подумаешь
о невероятных трудностях, которые повлек
бы за собой отказ от нее для всей теории
электрических и магнитных явлений, то
испытываешь какое-то отвращение, когда
сразу же разрушаешь эти основы. По этой
причине во всем дальнейшем изложении
мы оставим в стороне гипотезу квантов
света, тем более что ее развитие находится
еще в зачаточном состоянии».
АТОМ БОРА
В 1912 году Нильс Бор уже работал в
Манчестере у Резерфорда. Манчестер отделен
от Европы Ла-Маншем, и, вероятно,
поэтому в лаборатории Резерфорда к гипотезе
квантов относились хоть и осторожно, но
без континентального недоверия. И, быть
может, поэтому в то время, когда Планк
это писал, Нильс Бор был уже твердо
убежден в том, что «...электронное строение
атома Резерфорда управляется с помощью
28
кванта действия». Но прошел еще год
упорных размышлений, прежде чем он
сформулировал свои знаменитые «постулаты
Бора».
Как он должен был при этом
рассуждать?
Когда Александр Македонский увидел
перед собой узел Гордия, то просто
разрубил его мечом — он был полководец и
победитель. Бору пришлось труднее, но
поступил он примерно так же. Он рассуждал: по
законам электродинамики для того чтобы
электрон в планетарном атоме Резерфорда
не упал на ядро, он должен вокруг ядра
вращаться. Но по тем же законам
электродинамики он при этом будет излучать
энергию и в конце концов все равно упадет на
ядро. Нужно запретить ему падать на
ядро. — «Позвольте, — возражали ему, —
как это, запретить? Между электроном и
ядром действуют электрические силы?» —
«Да». — «Они описываются уравнениями
Максвелла?» — «Да». — «И даже масса m и
заряд е электрона определены из
электрических измерений?» — «Да». — «Значит,
движение электрона в атоме также
должно подчиняться электродинамике
Максвелла?»— «Нет». Согласитесь, что такой
способ ведения спора может рассердить даже
очень спокойного человека. «Но ведь атом
все-таки устойчив! —без конца повторял
Бор в ответ на все возражения, — и мы не
знаем более простой причины этой
устойчивости кроме той, что она есть».
В поисках разумного основания для
этого несомненного факта Бор наткнулся
на книгу Иоганна Штарка «Принципы
атомной динамики» и там впервые увидел
формулы Бальмера и Ридберга. «Мне сразу
все стало ясно, — вспоминает Бор, — и
после многочисленных попыток использовать
квантовые идеи в более строгой форме
ранней весной 1913 года мне пришло в
голову, что ключом к решению проблемы
атомной устойчивости являются
изумительно простые законы, определяющие
оптический спектр элементов».
Теперь он мог сформулировать свои
знаменитые постулаты.
1-й постулат — о стационарных
состояниях: в атоме существуют орбиты,
вращаясь по которым, электрон не излучает.
2-й постулат — о квантовых скачках:
излучение происходит только при
перескоке электрона с одной стационарной орбиты
на другую. При этом частота излучения
определяется гипотезой Эйнштейна о кван-
2»
/ /\ V-T- П= 2
ёббё ©
2.
Стационарные орбиты в атоме
водорода и схема переходов
электрона, определяющих
серию Бальмера
тах света ДЕ hv, а ЛЕ —разность
энергий уровней, между которыми происходит
переход (рис. 2).
Чтобы понять эти постулаты несколько
глубже, обратимся к очевидной аналогии
между предполагаемым вращением
электрона вокруг ядра и вращением спутника
вокруг Земли. В свое время Ньютон
открыл закон всемирного тяготения,
размышляя над вопросом: «Почему Луна не падает
на Землю?» Сейчас этот вопрос задают
только в старых анекдотах, ибо все знают
ответ: «Потому, что она движется, причем
со строго определенной скоростью, которая
зависит от расстояния ее до Земли». Таким
образом, чтобы спутник не упал на Землю
и в то же время не улетел в космос, между
радиусом его орбиты г и скоростью v
движения по ней должна существовать
определенная связь.
При движении электрона с массой m и
зарядом е вокруг ядра с зарядом Ze между
его скоростью v на орбите и радиусом
орбиты г существует аналогичная связь,
которую можно записать в виде уравнения:
mv2 Ze2
г г2
Это уравнение верно всегда — независимо
от того, излучает электрон или не излучает.
Если электрон теряет энергию на
излучение (по законам электродинамики), то он
упадет на ядро, как спутник при
торможении в атмосфере. Но если существуют
особые — стационарные орбиты, на которых
он не подчиняется законам
электродинамики и потому не излучает, то должны
существовать также дополнительные
условия, которые выделяют эти орбиты из
набора всех возможных.
Как появляются эти условия, легче по-
з.
Величина момента l = mvr —
еще одна характеристика
кругового движения электрона
наряду с радиусом орбиты г и
скоростью движения по ней и.
Заметим, что величина эта —
вектор, г. е. илшет не только
численное значение, но и
направление, перпендикулярное к
плоскости вращения (как ось
вращающегося волчка)
казать, продолжив нашу аналогию со
спутником (рис. 3). У кругового движения
кроме радиуса орбиты г и скорости v движения
по ней есть еще одна характеристика:
момент количества движения 1 (или коротко:
орбитальный момент 1). Он равен
произведению массы m на скорость v и на радиус
орбиты г, то есть 1 = mvr, и для спутника
может принимать произвольные
значения— в зависимости от величины г и v.
Бор утверждал: электрон в атоме
отличается от спутника тем, что его
орбитальный момент I не может быть
произвольным — он равен целому кратному от ве-
личины п=- —
mvr = nli.
Это и есть то дополнительное условие
Бора, которое выделяет стационарные орбиты
(единственно допустимые в атоме) из
бесконечного числа мыслимых. А поскольку
при таком выделении основную роль
играет квант действия Й, то и весь процесс
назвали квантованием.
Из этих двух условий Бор легко
получил значение энергий Еп и радиусов гп
стационарных орбит:
me2 Z
те* Z2
11 2h2 п2
Стационарные орбиты (а следовательно, и
уровни энергии) нумеруются целым
числом п, которое пробегает бесконечный ряд
значений п = 1, 2, 3... При переходе с
уровня п на уровень к электрон излучает
энергию АЕ = En — Ek) а частота излучения,
которая при этом возникает, определяется
по формуле Эйнштейна
ЛЕ_ ЛЕ
" = ТГ = 2-Ii '
Отсюда сразу же следует знаменитая
формула Бора для частоты излучения атома:
__ me*Z2 /1_ j_\
V ~ 4т.Ы [ к2 ~~ п2/ "
Что из нее следует? Прежде всего, она
очень напоминает формулу Ридберга для
атома водорода, которую тот нашел
эмпирически задолго до Бора и о которой мы
подробно рассказали в предыдущей
статье:
/1 1 \
\k* n2/
Если формула Бора верна, то из нее можно
вычислить постоянную Ридберга R (для
водорода z = 1)
те4
Вычислили — и действительно, ее
значение совпало с тем, которое давно было
известно из спектроскопических измерений.
Это был первый успех теории Бора, и он
произвел впечатление чуда.
Но это еще не все. Из теории Бора
следовало, что радиус Т\ атома водорода в
основном (невозбужденном) состоянии (п = 1)
равен ri =0,53 - 10"8 см = 0,53 А, то есть
размеры атомов (-^10~8 см), вычисленные
по его формуле, совпадали с
предсказаниями кинетической теории материи.
И наконец, теория Бора решила старую
загадку: как свойства линейчатого спектра
связаны с внутренним строением атома?
Интуитивно эту связь чувствовали всегда.
Но только Бору впервые удалось выразить
ее математически: оказалось, что эту связь
осуществляет постоянная Планка h. Это
было неожиданно: действительно, квант
действия h возник в теории теплового
излучения и никаким очевидным образом не
был связан ни с атомами, ни с лучами,
которые эти атомы испускают. И тем не
менее именно он позволил вычислить
абсолютные размеры атома и предсказать
частоту света, излучаемого им. Угадать эту
связь Бору, как и многим до него, помогла
глубокая вера в единство природы.
30
сплошной
hO
спентр
— D
})»»mwMwmw?}mm>w
темная
линия
i-e возбужденное
состояние
D
ы
светлая
линия
основное
состояние
ттмтттмпшттшпш
4.
Опыты Кирхгофа и Бунзена
с парами натрия: превращение
темной линии D в
ярко-желтую
Постулаты Бора (как и всякие
постулаты) нельзя обосновывать логически или
вывести из более простых. Они остаются
произвольными творениями человеческого
разума до тех пор, пока опыт не
подтвердит следствий, которые из них вытекают.
Тогда на их основе развиваются теории,
а наиболее удачные из теорий называют
законами природы.
Мы ограничимся только этими тремя
следствиями теории Бора — на самом деле
их значительно больше, и все они
демонстрируют непонятную силу непонятных
постулатов. Конечно, Бор пришел к ним
несколько другим путем, чем мы с вами
сейчас: когда человек впервые поднимается
на незнакомую вершину, трудно ожидать,
что он придет на нее самым коротким
путем. Только взойдя на вершину, он видит,
как можно было достигнуть ее проще.
ПОСЛЕ БОРА
Несмотря на необычность постулатов Бора,
его теория нашла довольно быстрое
признание и достаточно много талантливых и
сильных последователей. Если бы
потребовалось определить отношение к ней
физиков в те годы, то, пожалуй, это было
чувство облегчения. Чувство освобождения от
того постоянного напряжения, в котором
до сих пор они все находились, пытаясь
удержать в памяти разрозненные факты
и хоть как-то связать концы с концами.
Теперь все явления естественно
группировались вокруг непонятной, но простой
модели: часть из них блестяще ею
объяснялась, а другая требовала дальнейшего
развития модели.
В частности, теперь очень просто
можно было объяснить опыт Кирхгофа и
Бунзена с парами натрия. Действительно, пока
луч от раскаленного тела не прошел через
пары натрия, он содержит все длины волн,
а атомы натрия находятся в основном
состоянии. Проходя через пары натрия, луч
переводит атом Na из основного состояния
в первое возбужденное. На это необходимо
затратить энергию кванта Е = h\ частота
которого v как раз и совпадает с частотой
линии D натрия. Поэтому прошедший свет
уже не содержит лучей с этой частотой, и
на шкале спектрографа мы видим
сплошной спектр, который перерезан в желтой
части темной линией D натрия.
В обратном процессе, когда атомы
натрия переходят из возбужденного состояния
в основное, они излучают свет с той же
частотой v 7 которую прежде поглотили,
то есть ту же линию D (рис. 4).
Несмотря на все эти успехи теории
Бора, физики вначале принимали ее скорее
как удобную модель, но не очень верили
в реальность такой энергетической
лестницы в атоме. Это сомнение разрешили
Джеймс Франк и Густав Герц в том же
1913 году: как и всякая ясная идея, теория
Бора не только объясняла старые факты,
но также подсказывала/пути для своей
проверки.
Арнольд фон Зоммерфельд A868—
1951) — замечательный физик и блестящий
педагог — был одним из первых в Европе,
кто сразу же не только поверил в
постулаты Бора, но и развил их дальше,
«...следуя, как когда-то Кеплер при изучении
планетной системы, внутреннему чувству
гармонии». Он рассуждал так: если атом
подобен Солнечной системе, то в этой
системе электрон может вращаться не только
31
t sr—-
T Is
/ ^4
i —X
r
%
\
X
i _\
*
0 j
•
2
m
5.
Эллиптические орбиты
электронов в атоме (п = 3). В общем
фокусе эллипсов находится
ядро. Большие полуоси
эллипсов равны между собой
6.
Орбита с I - = 3. Значения,
которые может принимать
магнитное квантовое число m
по окружностям, как в модели Бора, но и
по эллипсам, причем ядро находится в
одном из фокусов этих эллипсов.
Эллипсы с одинаковой большой
полуосью принадлежат одному и тому же
значению главного квантового числа п, так как
энергии электрона на таких орбитах равны
между собой (Зоммерфельд знал
доказательство, а нам придется поверить в это).
Однако эти эллипсы различаются по
степени сплющенности, которая зависит от
орбитального момента 1. Вполне в духе
идей Бора Зоммерфельд предположил, что
при заданном п эллипсы могут быть
сплющены не произвольным образом, а
только так, чтобы орбитальное квантовое
число I (которое их различает) принимало
целые значения 1 = 0, 1, 2... п—1, то есть
число допустимых эллипсов равно п —
номеру стационарного состояния (рис. 5).
Бор и Зоммерфельд показали даже
нечто большее: если учесть теорию
относительности Эйнштейна, то окажется, что
энергия электрона различна на всех этих
эллипсах, а потому уровни энергии в атоме
необходимо нумеровать двумя квантовыми
числами: п и 1. По этой же причине
спектральные линии, возникающие при
переходах электрона между уровнями с
разными п, должны иметь тонкую структуру,
то есть расщепляться на несколько
компонент. По просьбе Зоммерфельда
Фридрих Пашен проверил и подтвердил это
следствие теории на примере линии гелия
X =4686 А, которая соответствует
переходу с уровня п = 4 на уровень п = 3:
внимательно рассмотрев фотографию спектра
гелия, он обнаружил, что эта линия в
действительности состоит из тринадцати тесно
расположенных линий.
Это было удивительное совпадение, и
в то время A916 году) его сравнивали с
вычислениями Леверье и Адамса, которые
предсказали планету Нептун.
Но даже эти два квантовых числа п и 1
не объяснили всех особенностей спектров.
Например, если поместить излучающий
атом в магнитное поле, то спектральные
линии расщепляются совсем по-другому.
Это явление открыл Питер Зееман в 1896 г.
Теперь его стали толковать так: электрон,
движущийся по замкнутой орбите,
эквивалентен витку в обмотке электромотора.
И точно так же, как этот виток, в
магнитном поле орбита электрона начнет
поворачиваться (рис. 6). Однако в отличие от
витка тока орбита эта может занимать в атоме
не любые положения, а лишь строго
определенные. Эти допустимые положения
орбит в атоме задает магнитное квантовое
число т, которое (снова в духе идей Бора!)
может принимать только целые значения
т=—1, — (L — 1), ... —1, 0, 1... 1 —всего,
как легко видеть, 21 + 1 значений. А это
означает, что в магнитном поле каждый
уровень с заданными значениями п и 1
расщепится еще на 21 + 1 подуровня,
каждый из которых однозначно определяется
заданием трех целых квантовых чисел:
п, 1, т.
Усложняясь, теория Бора постепенно
теряла свое первоначальное изящество и
32
II» III
7.
Так выглядит D-линия натрия,
если излучающий атом помещен
в магнитное поле: линия D\
расщеплена на 4 компонентыj a
линия £>2 — на 6.
наглядность. На ее место пришла
формальная модель атома, от которой
требовалось лишь одно: дать правильную
систематику термов. Термин «квантование»
постепенно потерял свой прежний смысл: им
обозначали теперь формальный процесс
сопоставления целых (квантовых) чисел п,
1 и га с каждым уровнем энергии в атоме,
а точнее — с тем типом движения, в
котором находился электрон. Эти квантовые
числа п, 1, m выделяли стационарные
орбиты из набора мыслимых. Внешние поля
(электрическое и магнитное) влияли на
движение электрона в атоме (расщепление
уровней энергии), а это сразу же
сказывалось на структуре светового сигнала,
который испускал атом (расщепление
спектральных линий) (рис. 7).
ФОРМАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ АТОМА
Популяризация (как и всякая наука) имеет
свои границы. Как правило, они
определяются тем, что с некоторого момента
становится невозможным использовать понятия
и образы повседневной жизни, и для того
чтобы эту границу преодолеть, нужно
перейти на язык формальных понятий науки
(для начала хотя бы примитивный). При
всех попытках уйти от этого шага
неизбежно возникает неприятный осадок
полузнания, а самая суть науки остается
скрытой. Наоборот, преодолев минимальные
затруднения, вы можете почувствовать силу
логических построений и оценить красоту
их неожиданно простых следствий. Как
правило, эти технические затруднения
ничуть не больше, чем те, с которыми
сталкивается любой школьник при изучении
химии: довольно быстро он убеждается в
том, что проще (а главное — понятнее)
написать формулу Н2О, чем каждый раз
говорить: «молекула, которая состоит из двух
атомов водорода и одного атома
кислорода».
Нечто похожее на химические формулы
принято и в теории спектров, где главное
квантовое число п обозначают цифрами:
п = 1, 2, 3,..., а орбитальный момент 1 —
буквами, причем ряду чисел 1 = 0, 1, 2, 3, ...
соответствует ряд букв 1 = s, p, d, f...
Поэтому символ 3s, например, соответствует
уровню энергии с квантовыми числами
п = 3, 1 = 0, а символ Зр — уровню с
п = 3, 1 = 1.
В невозбужденном атоме натрия
излучающий электрон находится в
состоянии 3s. А темная линия D возникает в том
случае, если при возбуждении атома
электрон переходит в состояние 3 р. При
обратном переходе он излучает энергию, и
возникает ярко-желтая линия D (рис. 4).
А что произойдет, если излучающий Na
поместить в магнитное поле? Вначале,
согласно Зоммерфельду, предполагали, что
при этом верхний уровень Зр должен
расщепиться на 21 + 1 = 2 • 14-1 = 3
компоненты, а нижний останется без изменения.
В итоге каждая из линий Di и D2 должна
расщепиться на 3 компоненты. Опыт
противоречит этому заключению. Из рис. 7
видно, что линия D1 расщепляется на 4
компоненты, а линия D2 — на 6. Это
явление— частный случай так называемого
аномального эффекта Зеемана. Чтобы
понять его причину, необходимо немного
возвратиться назад и уяснить себе вопрос,
которого мы раньше сознательно избегали:
почему даже в отсутствие магнитного поля
линия натрия состоит из двух компонент
D, и D2?
Мучительно размышляя над этим
вопросом, ученик Зоммерфельда Вольфганг
Паули A900—1958) пришел в 1924 году к
открытию спина электрона. Он рассуждал
примерно так: обе линии Di и D2
соответствуют одному и тому же переходу Зр ->3s,
т. е. переходу с уровня п = 3, 1 = 1 на
уровень п = 3, 1 = 0. Но их все-таки две,
значит существует не один, а два верхних
уровня Зр и еще какое-то дополнительное
квантовое число, которое их различает.
Свойство, которому соответствует это чет-
О Химия и Жиэиь, N? 5
33
вертое квантовое число s, он назвал
«неклассической двузначностью электрона» и
предположил, что оно может принимать
1 1
только два значения: -\—«" и — . Паули
считал, что наглядное представление этого
свойства невозможно.
Но уже в следующем году Джордж
Уленбек (р. 1900 г.) и Сэмюэл Гаудсмит
(р. 1902 г.) нашли наглядную модель для
объяснения этого свойства электрона,
допустив, что он вращается вокруг своей оси.
Эта модель прямо следовала из аналогии
между атомом и Солнечной системой: ведь
Земля вращается не только по эллипсу
вокруг Солнца, но еще и вокруг своей оси (эту
аналогию отмечал Комптон уже в 1921 г.).
Уленбек и Гаудсмит предположили, что
кроме орбитального момента 1, значения
которого — целые числа и который
возникает при движении по эллипсу, электрону
присущ внутренний момент вращения, или
спин s (от английского слова spin — верете-
j
но), равный по величине s =—-
Складываясь с орбитальным моментом 1, этот
внутренний момент s может его увеличить или
уменьшить. В результате возникает
полный момент j, равный либо ji =1 —у» либо
1
J2 = 1+~о в зависимости от взаимной
ориентации векторов I и s. Если 1 = 0, то
j = s = -2 (рис. 8).
Теперь все встало на свои места:
уровень 3s в атоме натрия останется без
изменения, так как соответствует моменту 1 = 0,
но уровень Зр расщепится на два: Зру2 и
Зр^/2, энергии которых немного различны
(рис. 9).
В магнитном поле каждый из уровней
с полным моментом j (как и в случае
момента 1) расщепляется еще на 2j + 1
компонент, которые различаются значением
магнитного квантового числа т. Таким
образом, каждый из уровней 3s у2 и Нр,/2
расщепится еще на два подуровня, а
уровень 3pv2 —на четыре. В результате
возникает та схема уровней и переходов
между ними, которая изображена на рис. 10 и
которая полностью объясняет рис. 7.
Из рис. 10 видно, как усложнилась
первоначальная модель Бора, в которой
существовал только один уровень с п = 3. Когда
приняли во внимание теорию
относительности, он расщепился на два—Зр и 3s.
С учетом спина электрона уровень с п = 3
А=Ч Л
8.
Возникновение полного люмен-
та j при различных взаилтых
ориентациях орбитального
момента I и спина s
Схелш электронных уровней
в атоме натрия с учетом
спина, которая приводит к
дублетному расщеплению линии D
расщепляется еще на два подуровня — Зр%
и Зрз/2 и, наконец, в магнитном поле мы
получим систему уровней, изображенную
на рис. 10, которая (с учетом правил
отбора) приводит к картине спектральных
линий, наблюдаемой на опыте.
Гипотеза о спине электрона — одна из
самых глубоких в физике, и до сих пор еще
не удалось вполне осмыслить ее значение.
Паули был, конечно, прав, предостерегая
от прямолинейных попыток представлять
электрон как вращающийся волчок. И не
только потому, что при этом пришлось бы
допустить сверхсветовые скорости
вращения (а с этим очень трудно согласиться).
Просто этому понятию нет аналогов в
нашем обычном мире, и это проявляется,
например, в том, что нельзя измерить спин
отдельного электрона, а можно измерить
только спин в атоме (вспомните вопрос о
размерах электрона). Другая особенность
п=3
34
н
т
£=i j=3/z
/ '
/
4 ^ г
\
\
^ ГТ"
у у
S*
>.
^
11 1
f_J ]
1
'
J
■ Т~1
'
JO.
Схема последовательного рас-
щепления электронных уровней
(с учетом всех квантовых
чисел) в магнитном поле, которая
полностью объясняет
расщепление D-линии натрия,
изображенной на рис. 7. Обратите
внилтние: на этой схелш нет
переходов
А
A = 1; j = 3/2; m = 3/2)->
- A =- "; j = 1/2; m = -1/2)
A
3/2
Vz
-'/2
Vz
-Vz
Vz
Vz
рые запрещают некоторые
комбинации термов и которые
были установлены
эмпирически еще до создания квантовой
механики. В данном случае
правила отбора требуют, чтобы
при переходах излгенение
магнитного квантового числа m
Это частное проявление так на- было равно 0, +1 или —1, но
зываелшх правил отбора, кого- не ±2
A = 1; j = 3/2; m = -3/2) —
->A=0; j = 1/2; m = l/2).
спина составляет содержание знаменитого
принципа запрета Паули: в атоме не может
быть двух электронов, квантовые числа
которых п, I, m, s одинаковы. В
дальнейшем мы увидим, что только этот принцип
позволил найти рациональное
объяснение периодической системы элементов
Д. И. Менделеева.
Даже по стилю изложения вы,
наверное, сейчас заметили, насколько
формальная модель атома по сравнению с моделью
Бора беднее образами, насколько труднее
рассказать о ней привычными словами и
представить наглядно. И тем не менее вы,
вероятно, ощутили ее силу: на ее основе
можно объяснить и предсказать самые
тонкие особенности спектров. Все
устрашающее количество спектральных линий
удалось привести в порядок. Теперь для
того чтобы однозначно определить любую
линию в спектре атома, достаточно было
задать восемь квантовых чисел: четыре
для исходного уровня излучающего
электрона (п;, lj, nii, Sj) и четыре для
конечного (nk, lk, mk, sk). К 1925 году эта
героическая работа была закончена. Иероглифы
были расшифрованы, и это позволило
нарисовать первую и пока грубую картину
внутреннего строения атома.
Конечно, расшифровать спектр какого-
либо элемента — задача и сегодня не
особенно легкая и вполне квалифицированно
сделать это могут только специалисты: в
конце концов научиться читать даже
расшифрованные иероглифы не так уж просто,
и к тому же необязательно уметь это
делать всем. Но поскольку ключ к шифру
известен, то научиться этому может
всякий. И теперь уже никого не устрашают
длинные таблицы спектральных линий,
как не пугают зоологов миллионы видов
растений и животных: после трудов Ла-
5*
35
марка и Дарвина все они подчинены
строгой систематике.
Со спектральными линиями произошло
то же самое, что и с настоящими,
египетскими иероглифами: пока их не прочли,
они были интересны только египтологам,
остальные интересовались ими лишь
абстрактно. Но когда иероглифы и спектры
расшифровали, одним удалось прочесть
историю целого народа, другим — узнать
устройство атома, а это уже
интересно всем.
Несмотря на все успехи формальной
модели атома, она уже не удовлетворяла
тому критерию логической красоты,
которая производит впечатление очевидности
(и которая так выгодно отличала модель
Бора). Она стала слишком сложна, и это
вызывало недоверие к ней и некоторое
чувство усталости, очень похожее на то,
которое владело физиками до схемы Бора.
К тому же все попытки распространить
модель Бора на более сложные атомы
кончились неудачей. Это приводило к тому,
что физики стали подвергать сомнению
все: справедливость закона Кулона,
применимость электродинамики и механики в
атомных системах и даже закон
сохранения энергии. Все примерно понимали, что
кризис этот возникает от столкновения
эмпирических данных, принципов теории
квантов и остатков классических
представлений, отказаться от которых пока было
нельзя, потому что взамен их не было
ничего определенного. Это приводило к тому,
что при изучении квантовых явлений
пользовались классическими понятиями, но у
атомных объектов не было свойств,
которые бы этим понятиям соответствовали, и
потому природе задавали, в сущности,
незаконные вопросы. Начались поиски
общего принципа, из которого бы логически
следовала и формальная модель атома, и
другие особенности атомных объектов.
«Пусть вначале этот единый принцип будет
непонятным, но пусть он будет один»,—
таково было общее желание.
В ответ на это стремление в том же
1925 году возникла квантовая механика —
наука о движении электронов в атоме.
Ее создало новое поколение физиков. По
игре случая они все родились почти
одновременно: Вернер Гайзенберг — в 1901,
Поль Адриен Морис Дирак — в 1902,
Вольфганг Паули — в 1900 году. Лишь
немного старше их были Луи де Бройль
(р. 1892 г.) и Эрвин Шредингер (р. 1887 г.).
Им выпало счастье записать образы и
понятия атомной механики на языке формул.
Как это произошло — тема для отдельных
статей.
НИЛЬС БОР
По рисункам можно проследить эволюцию
понятия «атом» от Демокрита до Бора. Это
очень поучительная история, которая
всегда вызывает не только чувство уважения
к известным и безвестным ученым, но —
главным образом — чувство удивления, что
такое познание вообще оказалось
возможным, причем в такой совершенной и
гармоничной форме.
Как и всякое истинно великое
открытие, открытие Бора трудно сделать, но
легко понять. Сила идей Бора в их
недоказуемой простоте и доступности. В главной
своей сути они понятны любому
грамотному человеку. Бор дал образ, который
позволял ориентироваться среди необычных
понятий квантовой механики, образ,
который стал символом нашего века. Если
учесть к тому же, что при всей своей
простоте образ этот верно отражает основные
свойства атомов, то сразу станет ясна его
гениальность.
Из ста физиков, взятых наугад, сегодня,
пожалуй, только один или два читали
знаменитые статьи Бора, напечатанные в
1913 году. Однако любой из физиков
подробно объяснит идеи, которые в них
изложены. А это означает, что сейчас идеи Бора
уже не предмет науки, а необходимый
элемент культуры. Это самое высшее, чего
может достичь любая теория.
На склоне лет Нильс Бор приехал в
нашу страну и посетил Грузию. В один из
дней среди гор, в долине Алазани, он
отдыхал с группой грузинских физиков.
Неподалеку от них расположились крестьяне из
соседнего селения и согласно старинным
обычаям пели песни, пили вино и жарили
шашлык. Нильс Бор — человек не только
великий, но и любознательный — подошел
к ним и был принят с традиционным
радушием. Познакомились. И тогда один из
горцев вдруг сказал: «О! Так ты и есть тот
самый Нильс Бор, который придумал атом
Бора? Я хочу выпить этот бокал за твое
здоровье!» Нильс Бор, тот самый Нильс
Хенрик Дэвид Бор, который всю жизнь
провел среди парадоксов квантовой
механики, долго не мог поверить в реальность
происходящего.
36
ATOM
ДШОКРИТА
ATOM
ATOM
Тегаиа
ATOM БОРА
ЕСТЕСТВЕННАЯ
СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ
Через год после создания
периодической системы элементов
Дмитрий Иванович Менделеев писал:
€<Легко предположить, но ныне
пока еще нет возможности
доказать, что атомы простых тел суть
сложные вещества, образованные
сложением некоторых еще
меньших частей (ультиматов), что
называемое нами неделимым (атом) —
неделимо только обычными
химическими силами..., однако,
несмотря на шаткость и произвольность
такого предположения, к нему
невольно склоняется ум при
знакомстве с химией. Оттого такое
учение повторяется в разных формах
уже давно, и выставленная мной
периодическая зависимость между
свойствами и весом, по-видимому,
подтверждает такое предчувствие,
если можно так выразиться, столь
свойственное химикам».
Б это время было известно
уже 62 элемента — не так много,
как думал Демокрит, но
достаточно много, чтобы считать их все
независимыми. Кроме того, химиков
никогда не могла удовлетворить
мысль о таком множестве
качественно различных элементов.
Поэтому они всегда стремились
свести это качественное
многообразие к идее: атомы различных
элементов представляют собой
различные скопления частиц
одного и того же рода. Прежде всего
они попытались обнаружить
систему внутри самого множества
элементов.
История открытия естественной
системы элементов хорошо
известна и многократно описана.
В 1869 году она завершилась
открытием периодической таблицы
элементов Д. И. Менделеева.
При взгляде на таблицу
возникает (и всегда возникал) вопрос:
что это — удобный способ
запоминания или фундаментальный
закон природы? А если это закон,
то как объяснить порядок
расположения элементов в таблице,
длину периодов, а также причину
периодичности их свойств? На все
эти вопросы удалось ответить
только после работ Бора, Мозли и
Паули.
Генри Мозли A887—1915) —
один из лучших учеников Резер-
форда, изучая рентгеновские
спектры различных элементов,
доказал, что порядковый номер
элемента в таблице — внешний и, по
существу, произвольный его
признак (как номер дома на улице) —
в действительности отражает
глубокую внутреннюю
характеристику элемента: он равен заряду Z
ядре атома. Это очень важное
утверждение, и оно означает: во-
первых, все элементы в таблице
расставлены верно и, во-вторых,
все элементы уже открыты, за
исключением тех, для которых
оставлены пустые места в таблице.
Работа Мозли стала главным
событием в физике даже в те
полные открытий годы. Ему не
удалось ее завершить: в августе
1915 года он был убит наповал в
окопах под Галлиполи.
Второй вопрос — о длине
периодов и причине периодических
свойств элементов — удалось
разрешить только после работ Паули.
На первый взгляд, длина
периодов в таблице меняется весьма
прихотливо: в 1-м периоде — два
элемента, во 2-м и 3-м — восемь,
в 4-м и 5-м — восемнадцать, в
6-м тридцать два, но в 1906 г.
Иоганн Ридберг заметил, что весь
этот ряд чисел 2, 8, 18, 32
подчиняется простой формуле: 2п2.
Согласно принципу запрета в атоме
может быть только один электрон
с заданными квантовыми числами
п, 1, гп, s. Поскольку спин
электрона принимает только два зна-
чения: + —или -, то на ороите
г >
с квантовыми числами n, I, m
может поместиться только два
электрона. При заданном 1 число m
пробегает 21 + 1 значений,
поэтому в состоянии с данными п и 1
может поместиться только
2 B1 + 1) электронов . Энергия
состояний определяется в основном
главным квантовым числом п.
И поскольку при заданном п
число 1 пробегает значения 1 = 0,1,1...
п — 1, то общее число
электронов, которые умещаются в
состоянии с заданным п, равно:
п 1
I 2B1 + 1) =2-1 -|-2-3-;-2- 5
+ ... -'- 2[2(п — 1) + 1] = 2п2 — мы
получили формулу Ридберга.
Таким образом, число элементов в
периоде — его длина — равно
числу электронов, которые
помещаются в состоянии с заданным
главным квантовым числом п (принято
говорить, что эти электроны об-
37
разуют оболочку). Числа 2, 8, 18,
32 электронов в оболочках
перестали быть загадочными. (Чтобы
нагляднее уяснить себе причину
появления этих чисел,
представьте, что вам надлежит
заселить n-й жилой квартал, в котором
п домов, пронумерованных числом
1 = 0, 1, 2, ..., п — 1, причем в
доме с номером 1 только 21 +
+ 1 квартир. Если в каждую
квартиру запрещено поселять больше
двух жильцов, то во всем квартале
п поместится 2п2 человек — и не
больше.)
И, наконец, последнее.
Инертные газы Не, Ne, Ar и другие
отличаются от всех остальных
элементов тем, что у них оболочки
полностью заполнены. Наоборот,
атомы щелочных металлов: Li, Na,
К, которые в таблице
расположены следом за ними и начинают
новые периоды, содержат по
одному электрону в следующей,
более высокой оболочке. Эти
электроны связаны много слабее, чем
остачьные, и петому атомы
щелочных металлов легко их теряют и
становятся положительными
однозарядными ионами Li', 3\ап, К +
Легко видеть, что это свойство
должно повторяться
периодически, при начале заполнения
каждой следующей оболочки.
Понять периодическую систему
элементов пытались в течение
полувека — от Менделеева до
Паули. За это время ее многократно
переписали, разрезали и снова
склеили на плоскости и в
пространстве всеми возможными и
невозможными способами. Но, как
всегда, причина явления лежала
вне его самого: объяснить
таблицу смогла только физика после
создания теории атома. И тем
более удивительно то, что
Менделеев, ничего этого не зная, все-таки
сумел правильно угадать этот
фундаментальный закон природы:
атомы химических элементов
отличаются друг от друга ядрами,
а также числом и
расположением электронов.
ОПЫТНОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО
ПОСТУЛАТОВ БОРА
Опыт Франка и Герца по
существу очень похож на опыт Кирхгофа
и Бунзена, только атомы натрия в
нем заменили атомами ртути, а
вместо луча направили на них
пучок электронов, энергию которых
Франк и Герц могли менять. При
этом они наблюдали интересное
явление: пока энергия электронов
была произвольной — число
электронов, прошедших через атомы
ртути, было равно числу
электронов исходного пучка. Однако если
энергия их становилась равной Е =
= 4,9 э. в. = 7,84 . 10 ~12 эрг, то
число электронов в прошедшем
пучке резко падало — они
поглощались атомами ртути. Почти
одновременно с этим в парах ртути
вспыхивала яркая фиолетовая
линия с длиной волны )ч= 2536 А.
т. е. с частотой м= — = 1,1ь-
к
. 1015 сек. Энергия кванта с
такой частотой равна: Е = h ч =
= <),G2-lU-" -1,2-Ю15 = 7,81> -Ю2
эрг, т. е. почти точно равна
затраченной энергии. Очевидно, это
излучение возникает при переходе
атомов ртути из возбужденного
состояния в основное.
Легко видеть, что эти
явления — прямое опытное
доказательство обоих постулатов Бора: в
атоме реально существуют
стационарные состояния, и поэтому он
неспособен поглощать
произвольные порции энергии — переходы
электрона между уровнями в
атоме возможны только скачком; при
этом частота излучаемых квантов
определяется разностью энергий
уровней и вычисляется по
формуле Эйнштейна. Конечно, «легко
видеть» это только сейчас, а в
1913 году даже сами Франк и
Герц объясняли свой опыт совсем
по-другому.
Е
й
В
Е=4.9э.&
Е —ПРОИЗВОЛЬНО
е
&Е=М=4,9э.6.
Ai>
38
ВОЗРОЖДЕНИЕ
Не памяти юродивой
Вы возводили храм,
А богу плодородия,
Его земным дарам.
Здесь купола-кокосы
И тыквы-купола.
И бирюза кокошников
Окошки оплела.
Сквозь кожуру мишурную
Глядело с завитков,
Что чудилось Мичурину
Шестнадцатых веков.
Диковины кочанные,
Их буйные листы,
Кочевников колчаны
И кочетов хвосты.
И башенки буравами
Взвивались по бокам,
И купола булавами
Грозили облакам!
И москвичи молились
Столь дерзкому труду —
Арбузу и маису
В чудовищном саду.
Андрей ВОЗНЕСЕНСКИЙ
«Мастера».
Храмы-песни, храмы-сказания
воздвигали древние зодчие.
Люди умирали, а мечты их,
мысли продолжали жить в их
творениях. Поэтому не просто
любопытство вызывают в нас
плоды «столь дерзкого труда»,
а будят и укрепляют
стремление к прекрасному.
Огромного труда и
самоотрешения стоили «каменные
сады» их строителям.
Но известно, что
разрушение — процесс более простой
и скорый, чем созидание, и
поэтому до нас дошла только
малая часть воплощенного в
камне вдохновения. Однако и эта
малость постепенно гибнет,
разрушается под воздействием
времени. Для спасения каменной
красоты изыскивают сейчас
самые различные способы. Об
одном из них, совсем новом,
пока еще экспериментальном,
и пойдет дальше речь.
Способ этот хорош
надежностью и простотой
выполнения самых сложных и ранее
трудно осуществимых работ.
Авторы его — работники
Московской областной
специальной научно-реставрационной
производственной мастерской.
Основан новый способ на
применении синтетических смол
в комбинации с разными
материалами.
...Керамика. Многие
столетия украшает она фасады и
интерьеры монастырей, соборов,
дворцов, особняков. Но время
не щадит и ее. Керамика
разрушается.
Самое важное для того, кто
ее реставрирует, — подобрать
30
цвет и фактуру нового
материала так, чтобы утраченные и
вновь восстановленные
элементы полностью слились с
сохранившимися.
Эту работу намного
упростило применение синтетических
смол. Реставраторы получили
доступный способ воссоздавать
неповторимую прелесть и всю
гамму цветов замечательной
древней русской керамики. На
основе инертных наполнителей
и синтетических смол можно
быстро отформовать любые
изразцы, гладкие и
орнаментованные. А затем расписать их по
древним образцам составом,
в котором тоже присутствуют
зти смолы.
...Железо и медь — во все
времена основной материал для
разных видов кровель. Но
железные кровли, расположенные,
как правило, на большой
высоте, трудно периодически
окрашивать. Из-за этого они быстро
приходят в негодность и
требуют ремонта. При
восстановлении очень ветхой кровли
нелегко, а иногда и просто
невозможно сохранить ее
первоначальную форму.
Но вот новым способом
реставрируются главы бывшего
Зачатьевского собора
Высоцкого монастыря в Серпухове
(см. фотографию на стр. 39).
Железная кровля пеленается
синтетической (комбинацией из
стекловолокна и эпоксидной
смолы). Создана более прочная,
чем железо, долговечная новая
оболочка. Эту кровлю не надо
постоянно красить, так как
в эпоксидную смолу уже
введена проверенная веками, очень
устойчивая неорганическая
краска (известная под
названием земляной).
...Человек часто заимствовал
у природы краски: белизну
снега, зелень травы, синеву
неба. Восхищаясь могуществом
солнца, он золотил маковки
церквей, капители колонн,
шпили, купола, скульптуры.
Для этого не жалели золота.
И сейчас реставраторы
расходуют каждый год десятки
килограммов этого ценного
металла. Однако сусальному золоту
(тончайшим золотым
листочкам) тоже отыскалась замена.
Пластинки меди или латуни,
так называемая поталь,
покрытые антикоррозийными
бесцветными лаками или
синтетическими смолами, создают
точную имитацию натуральной
позолоты. При этом
сохраняется долговечность настоящего
золота, но меньше становится
стоимость работ: 1 квадратный
метр позолоты стоит 120
рублей, а искусственного ее
заменителя — 15—20 рублей.
Подготовка под натуральную
позолоту — трудоемкий
процесс, требующий применения
натуральных масел и лаков, и
продолжается он до полутора
месяцев. Синтетические же
смолы, заменяющие
натуральные масла и лаки, обладают
хорошей адгезией; это
позволяет сократить срок подготовки
до двух-трех дней А очень
прочная, идеально гладкая
пленка из полимерных
материалов дает возможность
заменить медную основу, на
которую кладется золото, обычным
кровельным железом. Кстати,
новым способом будут
реставрированы интерьеры дворца
графа Шереметьева в Останкино.
..Годами люди добывали
глыбы гранита, мрамора, белого
камня, кололи их на плиты и
вручную обрабатывали, доводя
лицевую поверхность до
зеркального блеска. Не менее
трудоемка и реставрация этих
материалов.
Сейчас специалисты
мастерской разрабатывают образцы,
имитирующие натуральный
гранит, песчаник и белый
камень. Эти образцы созданы из
отходов и сколов камня,
синтетических смол.
Архитектор
В. М. ДВОРЯШИН
На вклейке:
Снимок вверху — фрагмент
фасада Покровского собора в
Измайлово. Реставрировалась
керамика.
Снимки в низу •— Надвратная
церковь Андроников ского
монастыря в Москве.
Восстановлен керамический декор.
Фрагменты фасада Ярославского
вокзала. Реставрированы
керамика и майолика
Фото
И. БЕКА, Л. ФОМИЧЕВА
На обороте вклейки:
Рисунок Е. СКРЫННИКОВА и
И. ЗАХАРОВОЙ к статье
«Плутоний»
40
94
Массовые числа изотопов:
самого важного - 239
самого долгоживущего - 244
изученных - 232,233,234,236,236
237,238,239,240, 241,242, 243, 244,
245, 246.
Стабильных изотопов элемент
не имеет
Число электронов в
застраивающейся оболочке
5f67s2
Число
электронов
в слое:
ЭЛЕМЕНТ №...
ПЛУТОНИИ
Кандидат технических наук
В. И. КУЗНЕЦОВ,
Объединенный институт ядерных исследований,
гор. Дубна
Девяносто четвертый —
особенный элемент. С ним связаны
очень большие надежды и очень
большие опасения человечества.
ГЕНЕЗИС *
Вначале были протоны — галактический
водород. В результате его сжатия и
последовавших затем ядерных реакций
образовались самые невероятные «слитки»
нуклонов **. Среди них, этих «слитков», были,
по-видимому, и содержащие по 94 протона.
Оценки теоретиков позволяют считать, что
около ста ну кл о иных образований, в
состав которых входят 94 протона и от 107
* Это распространенное в научной литературе
слово в переводе с греческого означает не только
«происхождение», «развитие», но и «начало».
** Нуклон — общее название тяжелых
ядерных частиц — протонов и нейтронов.
до 206 нейтронов, настолько стабильны,
что их можно считать ядрами изотопов
элемента № 94.
Но все эти изотопы — гипотетические
и реальные — не настолько стабильны,
чтобы сохраниться до наших дней с
момента образования элементов Солнечной
системы. Период полураспада самого
долгоживущего изотопа элемента № 94 —
75 миллионов лет. Возраст Галактики
измеряется миллиардами лет.
Следовательно, у «первородного» плутония не было
шансов дожить до наших дней. Если он
и образовывался при великом синтезе
элементов Вселенной, то те давние его
атомы давно «вымерли», подобно тому как
вымерли динозавры и мамонты.
В XX веке новой эры, нашей эры, этот
элемент был воссоздан. Из ста возможных
изотопов плутония синтезированы
двадцать пять. У пятнадцати из них изучены
€ Химия и Жизнь, № 5
±1
n\
D 238
TU92
Ядерная реакция, по которой
впервые был получен
плутоний. Ускоренные на
циклотроне ядра дейтерия, преодолевая
электрические силы
отталкивания, сливаются с ядрами
урана. Такие ядра
неустойчивы и испускают по два
нейтрона. Получается изотоп непту-
ний-238. Ядра атомов этого
изотопа испускают бета-частицы и
переходят в плутоний-238. Pu2d8
обнаружить значительно легче,
чем другие изотопы плутония,—
по его интенсивному альфа-
излучению. Поэтому, хотя
существование элемента № 94
стало очевидным сразу после
открытия первого
трансуранового элемента — нептуния (изо-
топа Л7р239, испускающего бета-
частицы и, следовательно,
превращающегося в Р«239), первым
обнаруженным изотопом
элемента JV» 94 стал плутоний-238
ядерные свойства. Четыре нашли
практическое применение.
С того дня, когда первые ядра
элемента № 94 попали к ученым, прошло 27 лет.
В декабре 1940 года при облучении урана
ядрами тяжелого водорода группа
американских радиохимиков во главе с Гленном
Т. Сиборгом обнаружила неизвестный
прежде излучатель альфа-частиц с
периодом полураспада 90 лет. Этим
излучателем оказался изотоп элемента № 94 с
массовым числом 238. В том же году, но
несколькими месяцами раньше Э. М. Мак-
миллан и П. X. Абель сон получили
первый элемент, более тяжелый, чем уран, —
элемент № 93. Этот элемент назвали
нептунием, а девяносто четвертый —
плутонием. Историк определенно скажет, что
названия эти берут начало в римской
мифологии, но, в сущности,
происхождение этих названий скорее не
мифологическое, а астрономическое.
АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ПАРАЛЛЕЛЬ
Элемент, занимающий 92-ю клетку
менделеевской таблицы, был открыт
Мартином Клапротом в 1789 году и назван
ураном в честь самой далекой из известных
тогда планет (ее впервые наблюдал
знаменитый астроном Уильям Гершель
в 1781 году, за восемь лет до открытия
Клапрота).
Не Уран оказался последней планетой
Солнечной системы. Еще дальше от
Солнца проходит орбита Нептуна, но и
Нептун — не последний, за ним — Плутон,
планета, о которой до сих пор почти ничего
не известно... Подобное построение
наблюдается и на «левом фланге»
менделеевской таблицы: uranium—neptunium—plu-
tonium, однако о плутонии человечество
знает намного больше, чем о Плутоне.
Кстати, Плутон астрономы открыли всего
за десять лет до синтеза плутония — почти
такой же отрезок времени разделял
открытия Гершеля и Клапрота.
ЗАГАДКИ ДЛЯ ШИФРОВАЛЬЩИКОВ
Первый изотоп элемента № 94 —
плутоний-238 в наши дни нашел практическое
применение. Но в начале сороковых годов
об этом и не думали. Получать
плутоний-238 в количествах, представляющих
практический интерес, можно только
опираясь на мощную ядерную
промышленность. В то время она лишь зарождалась.
Но уже было ясно, что, освободив энергию,
заключенную в ядрах тяжелых
радиоактивных элементов, можно получить
оружие невиданной прежде силы. Появился
Манхэттенский проект, не имевший
ничего, кроме названия, общего с известным
районом Нью-Йорка. Это было общее
название всех работ, связанных с созданием
в США первых атомных бомб.
Руководителем Манхэттенского проекта был
назначен не ученый, а военный — генерал Гровс,
«ласково» величавший своих
высокообразованных подопечных «битыми
горшками».
42
Руководителей «проекта» плутоний-238
не интересовал. Его ядра, как, впрочем,
ядра всех изотопов плутония с четными
массовыми числами, нейтронами низких
энергий * не делятся, поэтому он не мог
служить ядерной взрывчаткой. Тем не
менее первые не очень внятные сообщения
об элементах № 93 и 94 попали в печать
лишь весной 1942 года.
Чем это объяснить? Физики понимали:
синтез изотопов плутония с нечетными
массовыми числами — дело времени и
недалекого. От нечетных изотопов ждали,
что, подобно урану-235, они смогут
поддерживать цепную ядерную реакцию.
В них, еще не полученных, кое-кому
виделась потенциальная ядерная
взрывчатка. И эти надежды плутоний, к сожалению,
оправдал.
В шифровках того времени элемент
№ 94 именовался не иначе как... медью.
А когда возникла необходимость в самой
меди (как конструкционном материале
для каких-то деталей), то в шифровках
наряду с «медью» появилась «подлинная
медь».
«ДРЕВО ПОЗНАНИЯ ДОБРА И ЗЛА»
В 1941 году был открыт важнейший изотоп
плутония — изотоп с массовым числом 239.
И почти сразу же подтвердилось
предсказание теоретиков: ядра плутония-239
делились тепловыми нейтронами. Более того,
в процессе их деления рождалось не
меньшее число нейтронов, чем при делении
урана-235. Тотчас же были намечены пути
получения этого изотопа в больших
количествах...
Прошли годы. Теперь уже ни для кого
не секрет, что ядерные бомбы, хранящиеся
в арсеналах, начинены плутонием-239,
и что их, этих бомб, достаточно, чтобы, как
говорят, «нанести непоправимый ущерб»
всему живому на Земле.
Распространено мнение, что с
открытием цепной ядерной реакции
(неизбежным следствием которого стало создание
* Нейтронами низких энергий мы называем
нейтроны, энергия которых не превышает 10 кзв.
Нейтроны с энергией, измеряемой долями элек-
троно-вольта, называются тепловыми, а самые
медленные нейтроны — с энергией меньше
0,005 эв — называют холодными. Если же энергия
нейтрона больше 100 кзв, то такой нейтрон
считается уже быстрым.
ядерной бомбы) человечество явно
поторопилось. Можно думать по-другому или
делать вид, что думаешь по-другому, —
приятнее быть оптимистом. Но и перед
оптимистами неизбежно встает вопрос об
ответственности ученых. Мы помним
триумфальный июньский день 1954 года, день,
когда дала ток первая атомная
электростанция в Обнинске. Но мы не можем
забыть и августовское утро 1945 года —
«утро Хиросимы», «черный день Альберта
Эйнштейна»... Те, кому сегодня тридцать
и больше, помнят первые послевоенные
годы и безудержный атомный шантаж —
основу американской политики тех лет.
А разве мало тревог пережило
человечество в последующие годы, причем эти
тревоги многократно усиливались сознанием,
что, если вспыхнет новая мировая война,
ядерное оружие непременно будет пущено
в ход...
«Действительно ли полезно для
человечества знать секреты природы,
действительно ли оно достаточно созрело, чтобы
их правильно использовать, или это
знание принесет ему только вред?» Сказано
шестьдесят лет назад Пьером Кюри в
связи с открытием радия. Уже радий вызывал
тревогу. Но по сравнению с плутонием
радий — вещество невинное...
И вот здесь я попробую доказать, что
открытие плутония не прибавило
человечеству опасений, что, напротив, оно было
только полезно.
Допустим, случилось так, что по какой-
то причине или, как сказали бы в старину,
по воле божьей плутоний оказался
недоступен ученым. Разве уменьшились бы
тогда наши страхи и опасения? Ничуть не
бывало. Ядерные бомбы делали бы из
урана-235 (и в не меньшем количестве, чем
из плутония), и эти бомбы «съедали» бы
еще большие, чем сейчас, части бюджетов.
Не нужно забывать, что первая атомная
бомба, бомба, разрушившая Хиросиму,
была снаряжена ураном. По данным
американской печати, китайцы и в наши дни,
опираясь на собственные возможности,
делают урановые бомбы...
Зато без плутония не существовало бы
перспективы мирного использования
ядерной энергии в больших масштабах. Для
«мирного атома» просто не хватило бы
урана-235. Зло, нанесенное человечеству
открытием ядерной энергии, не
уравновешивалось бы, пусть даже частично,
достижениями «доброго атома».
6*
43
КАК ИЗМЕРИТЬ, С ЧЕМ СРАВНИТЬ
Когда ядро плутония-239 делится
нейтронами на два осколка примерно равной
массы, выделяется около 200 Мэв энергии.
Это в 50 миллионов раз больше энергии,
освобождающейся в самой известной
экзотермической реакции С + О2 = СОг.
«Сгорая» в ядерном реакторе, грамм плутония
дает 2 ■ 107 килокалорий. Чтобы не
нарушать традиции (а в популярных статьях
энергию ядерного горючего принято
измерять внесистемными единицами —
тоннами угля, бензина, тринитротолуола и так
далее), заметим и мы: это энергия,
заключенная в четырех тоннах угля, А в
обычный наперсток помещается количество
плутония, энергетически эквивалентное
сорока вагонам хороших березовых дров.
Такая же энергия выделяется и при
делении нейтронами ядер урана-235. Но
основную массу природного урана (99,3%!)
составляет изотоп U238, который можно
использовать только превратив уран в
плутоний...
ЭНЕРГИЯ КАМНЕЙ
Оценим энергетические ресурсы,
заключенные в природных запасах урана. На
долю этого элемента приходится 4 • 10~4 °0
веса земной коры. Это не очень много, но
и не так уж мало: в земной коре, на
глубине до трех километров, содержится
примерно 5000 миллиардов тонн урана.
Уран — рассеянный элемент, и
практически он есть всюду. Каждому, кто
побывал, к примеру, в Карелии, наверняка
запомнились гранитные острова-валуны
на озерах Вуоксы. Но мало кто знает, что
в тонне гранита в среднем содержится от
4 до 10 граммов урана. Граниты составляют
почти 20% веса земной коры. Если считать
только уран-235, то в тонне гранита
заключено 6 • 105 ккал энергии. Это очень
много, но...
На переработку гранита и извлечение
из него урана нужно затратить еще
большее количество энергии — порядка Ю6—10'
килокалорий. Вот если бы удалось в
качестве источника энергии использовать не
только уран-235, а и уран-238, тогда гранит
можно было бы рассматривать хотя бы
как потенциальное энергетическое сырье.
Тогда энергия, полученная из тонны
камня, составила бы уже от 8-Ю7 до
2 • Ю8 ккал. Это равноценно 16—40 т угля.
И в этом случае гранит мог бы дать людям
почти в миллион раз больше энергии, чем
все запасы химического топлива на Земле.
Но ядра урана-238 нейтронами не
делятся. Для атомной энергетики этот изотоп
бесполезен. Точнее — был бы бесполезен,
если бы его не удалось превратить в плу-
тоний-239. И что особенно важно: на это
ядерное превращение практически не
нужно тратить энергию — напротив, в этом
процессе энергия производится!
Попробуем разобраться, как это
происходит, но вначале несколько слов о
природном плутонии.
В 400 ТЫСЯЧ РАЗ МЕНЬШЕ, ЧЕМ РАДИЯ
Уже говорилось, что изотопы плутония не
сохранились со Бремени синтеза элементов
при образовании нашей планеты. Но это
не означает, что плутония в Земле нет. Он
все время образуется в урановых рудах.
Захватывая нейтроны космического
излучения и нейтроны, образующиеся при
самопроизвольном (спонтанном) делении
ядер урана-238, некоторые—очень
немногие — атомы этого изотопа превращаются
в атомы урана-239. Эти ядра очень
нестабильны, они испускают электроны и тем
самым повышают свой заряд. Образуется
нептуний, первый трансурановый элемент.
Нептуний-239 тоже весьма неустойчив,
и его ядра испускают электроны. Всего за
56 часов половина нептуния-239
превращается в плутоний-239, период
полураспада которого уже достаточно велик —
24 тысячи лет.
Почему не добывают плутоний из
урановых руд? Мала, слишком мала
концентрация. «В грамм добыча — в год труды» —
это о радии, а плутония в рудах
содержится в четыреста тысяч раз меньше, чем
радия. Поэтому не только добыть — даже
обнаружить «земной» плутоний
необыкновенно трудно. Сделать это удалось только
после того, как были изучены физические
и химические свойства плутония,
полученного в атомных реакторах.
КОГДА 2,70 > 2,23*
Накапливают плутоний в ядерных
реакторах (до недавнего времени эти установки
называли также атомными котлами).
В мощных потоках нейтронов происходит
* Напомним, что в математике знак >
означает «много больше»»
44
Схема главной ядерной реак- накапливается в урановых ру-
ции атомной промышленности. дах, непрерывно облучаемых
По этой же реакции плутоний нейтронами космических лучей
:- Na'jW
J S&k fi~
аУю
\A
■*&
**>
до
ЪЦМин. *|jjj^ / 2,3 ^нл «gggg».
Баланс нейтронов в «быстром»,
реакторе на плутонии-239
Ядро плутония-239.
В нем 9ч протона и
14-5 нейтронов.
Диаметр ядра -
примерно 10'
г-12
см
Нейтрон касается
поверхности ядра, и
ядерные силы,
действующие только на
очень малых
расстояниях, втягивают
ого в ядро
Ядро возбуждается и
начинает колебаться
Затем ядро делится
на два осколка,
испуская три нейтрона
Нейтрон I делит
ядро плутония и тем
поддерживает
ядерную реакцию.
Нейтрон 2 захватывается
ураном-238.
Образуется ядро плутония♦
Нейтрон 3 в
некоторых случаях идет на
образование
плутония, а иногда
теряется бесполезно в
конструкционных
материалах, либо
покидает реактор
45
Быстрый нейтрон в некоторых вавшийся уран-237 переходит
случаях выбивает из ядра ура- в нептуний-237
на-238 два нейтрона. Образо-
та же реакция, что и в урановых рудах, пойдет. Но если обогатить «сырье» у
рано скорость образования и накопления плу- ном-235, она сможет развиться и в «быст-
тония в реакторе намного выше — в мил- ром» реакторе. При этом ^ будет равно
лиард миллиардов раз. Для реакции пре- уже 2,23. А плутоний, помещенный под
вращения балластного урана-238 в энер- обстрел быстрыми нейтронами, даст tj,
гетический плутоний-239 создаются опти- равное 2,70. В наше распоряжение посту-
мальные (в пределах допустимого) уело- пит «лишних пол-нейтрона». И это совсем
вия. немало.
Если реактор работает на тепловых ней- Проследим, на что тратятся получен-
тронах (напомним, что их скорость — ные нейтроны. В любом реакторе один
порядка двух тысяч метров в секунду, нейтрон нужен для поддержания цепной
а энергия—доли электроновольта), то из ядерной реакции. 0,1 нейтрона поглощает-
естественной смеси изотопов урана полу- ся конструктивными материалами установ-
чают количество плутония, немногим ки. «Избыток» идет на накопление плуто-
менынее, чем количество «выгоревшего» ния-239. В одном случае «избыток» равен
урана-235. Немногим, но меньшее, плюс 1,13, в другом 1,60. После «сгорания» ки-
неизбежные потери плутония при химиче- лограмма плутония в «быстром» реакторе
ском выделении его из облученного урана. выделяется энергия в 2,25 • 107 квт • ч и на-
К тому же цепная ядерная реакция под- капливается 1,6 кг плутония. А уран
держивается в природной смеси изотопов и в «быстром» реакторе даст ту же энер-
урана только до тех пор, пока не израсхо- гию и 1,1 кг нового ядерного горючего,
дована незначительная доля урана-235. И в том, и в другом случае налицо расши-
Отсюда закономерен вывод: «тепловой» ренное воспроизводство. Но нельзя забы-
реактор на естественном уране — основной вать об экономике.
тип ныне действующих реакторов — не В силу ряда технических причин цикл
может обеспечить расширенного воспроиз- воспроизводства плутония занимает не-
водства ядерного горючего. Но что же сколько лет. Допустим, что пять лет. Зна-
тогда перспективно? Для ответа на этот чит, в год количество плутония увеличится
вопрос сравним ход цепной ядерной реак- только на 2%, если г/= 2,23, и на 12%,
ции в уране-235 и плутонии-239 и введем если "/} = 2,7! Ядерное горючее — капитал,
в наши рассуждения еще одно физическое а всякий капитал должен давать, скажем,
понятие. 5 % годовых. В первом случае налицо боль-
Важнейшая характеристика любого шие убытки, а во втором — большая при-
ядерного горючего — среднее число ней- быль. Этот примитивный пример иллю-
тронов, испускаемых после того, как ядро стрирует «вес» каждой десятой числа У
захватило один нейтрон. Физики называют в проблеме ядерной энергетики,
его эта-числом и обозначают греческой Важно и другое. Ядерная энергетика
буквой fj. В «тепловых» реакторах на должна поспевать за ростом потребности
уране наблюдается такая закономерность: в энергии. Расчеты показывают: это усло-
каждый нейтрон «порождает» в среднем вие выполнимо в будущем только тогда,
2,08 нейтрона (rt = 2,08). Помещенный когда *) приближается к трем. Если же
в такой же реактор плутоний под дей- развитие ядерных энергетических источ-
ствием тепловых нейтронов дает ^ = 2,03. ников будет отставать от потребностей
Но ведь есть еще реакторы, работающие общества в энергии, то останется два пути:
на быстрых нейтронах. Естественную либо «затормозить прогресс», либо брать
смесь изотопов урана в такой реактор за- энергию из каких-то других источников,
гружать бесполезно — цепная реакция не И вот здесь мне хочется рассеять за-
46
Схема реактора-размножителя
блуждение, вызванное в известной мере
и научно-популярной литературой.
АНТИОДА ТЕРМОЯДЕРНОМУ СИНТЕЗУ
Известно, что грамм вещества,
прореагировавшего в гипотетическом пока
термоядерном реакторе, даст энергию, в
несколько раз большую, чем грамм
плутония, разделившегося в реальном ядерном
реакторе наших дней. Еще больше
энергии выделится при взаимодействии
грамма электронов и позитронов. Однако элек-
тронно-позитронные энергетические
установки «строят» пока только писатели-
фантасты. А вот о термоядерных
энергетических устройствах иногда говорят как
о деле почти решенном. Действительно,
когда физики плохо понимали, что же
происходит в плазме, казалось, что вот-
вот будет создан управляемый источник
термоядерной энергии. Тем более, что
каждый день перед глазами
великолепный пример действующего термоядерного
реактора — Солнце. Интенсивные
исследования плазмы дали многое для
понимания процессов, происходящих в веществе,
попавшем в свое четвертое состояние.
Одним из результатов этих работ стало ясное
понимание того, что создать
искусственный вариант нашего светила не так
просто, как казалось. Сегодня еще не намечен
даже реальный путь решения этой задачи.
Во всяком случае надежды на близкое
освоение термоядерной энергии исчезли.
Конечно, наступят времена, когда и
энергия легких ядер станет доступна. Но как
и когда это будет сделано? На этот вопрос
тюка невозможно ответить.
Подведем итог. Энергия тяжелых
ядер — реальность, лишь технические
трудности стоят на пути ее освоения, да
и в этом направлении сделано немало.
Термоядерный синтез в энергетических
целях — еще принципиально не решенная
проблема. Отсюда вывод: у плутония как
главного материала энергии будущего
пока нет серьезных конкурентов,
энергетические ресурсы, скрытые в запасах
урана,— единственный пока источник ядерной
энергии, который человечество в наши дни
реально может освоить. Ключ к этим
ресурсам — изотоп элемента № 94 с
массовым числом 239.
ИЗВЛЕЧЕНИЕ
Когда в результате ядерных реакций
в уране накопится необходимое
количество плутония, его необходимо отделить
не только от самого урана, но и от
осколков деления — как урана, так и плутония,
выгоревших в цепной ядерной реакции.
Кроме того, в урано-плутониевой массе
есть и некоторое количество нептуния.
Сложнее всего отделить плутоний от
нептуния и редкоземельных элементов (лан-
танидов). Плутонию как химическому
элементу в какой-то мере не повезло. С
точки зрения химика, главный элемент
ядерной энергетики — всего лишь один из
четырнадцати актинидов. Подобно
редкоземельным элементам, все элементы
актиниевого ряда очень близки между собой
по химическим свойствам, строение
внешних электронных оболочек атомов всех
элементов от актиния до лоуренсия
одинаково. Еще неприятнее, что химические
свойства актинидов подобны свойствам
редкоземельных элементов, а среди
осколков деления урана и плутония лан-
танидов хоть отбавляй. Но зато
девяносто четвертый элемент может находиться
в четырех валентных состояниях, и это
«подслащивает пилюлю» — помогает
отделить плутоний и от урана, и от
осколков деления.
Валентность плутония меняется от
трех до шести *. Химически наиболее
стабильны (а следовательно, наиболее
распространены и наиболее изучены)
соединения четырехвалентного плутония.
* В дни, когда эта статья готовилась к печати,
появилось сообщение о том, что советские ученые
получили новые соединения нептуния и
плутония, в которых эти элементы проявляют
валентность 7 +. — Ред.
47
Зависимость плотности
плутония от температуры
Разделение близких по химическим
свойствам актинидов — урана, нептуния
и плутония — может быть основано на
разнице в свойствах их четырех- и
шестивалентных соединений. Сначала урановые
бруски растворяют в азотной кислоте.
Азотная кислота — сильный окислитель,
при растворении и уран, и плутоний,
и примеси окисляются. Нульвалентные
атомы плутония превращаются в ионы
Ри6+. Плутоний растворяется вместе с
ураном. Из этого раствора его
восстанавливают до трехвалентного состояния
сернистым газом, а затем осаждают фторидом
лантана. Осадок, кроме плутония,
содержит нептуний и редкоземельные
элементы. Но основная масса вещества — уран —
остается в растворе и отделяется от
плутония.
Полученный осадок растворяют вновь
и окисляют нептуний до
четырехвалентного состояния броматом калия. На
плутоний этот реактив не действует, и при
вторичном осаждении тем же LaF3
трехвалентный плутоний переходит в осадок,
а нептуний остается в растворе.
Чтобы отделить осколки деления,
плутонга! снова окисляют до шестивалентного
состояния и вновь добавляют фториды
лантана. Теперь редкоземельные
элементы переходят в осадок, а плутонрш
остается в растворе...
Из множества известных ныне
методов выделения плутония следует
упомянуть об экстракции плутония
органическими растворителями, а в
исследовательских работах — выделении плутония
на ионообменных колонках. Эти методы
представляются химикам, работающим с
плутонием, наиболее перспективными.
МЕТАЛЛ
Теперь наконец о металле. Выделить
соединения плутония из раствора -— задача
несложная. Известны десятки способов,
позволяющих это сделать. Затем
полученные соединения плутония превращают
в химически чистый тетрафторид PuF4,
который при 1200°С восстанавливают
парами бария. Так получают чистый
плутоний. Но это еще не конструкционный
материал: тепловыделяющие элементы
энергетических ядерных реакторов (или даже
детали атомной бомбы) из него не сделать.
Почему? Нужна, как минимум,
«болванка» — отливка. При изготовлении плуто-
20
19
18
17
£16
15
*
I 1 I Lp
О 100 200 300 Ф0
500 600 700
ниевых изделии пользуются
преимущественно методом литья. Температура
плавления металлического плутония
640СС вполне достижима, но...
Перелив расплавленный плутоний из
тигля в нужную форму, начинают его
охлаждать до комнатной температуры —
в процессе затвердевания в отливке
непременно появятся трещины. Может быть,
охлаждение идет слишком быстро? Как
ни меняли режимы, отливка неизменно
разрушалась. Значит загвоздка не в
температурном режиме. Что же тогда
происходит?
В жидком металле атомы движутся
беспорядочно. С понижением
температуры, когда металл начинает затвердевать,
атомы уже колеблются около центров,
расположенных в строго определенном
порядке, например в вершинах кубов,
тетраэдров и т. д.,— в зависимости от
кристаллического строения того или иного
металла.
В кристаллах атомы упакованы, как
правило, плотнее, чем в жидкостях.
Большинство веществ, исключая лед,
типографский сплав гарт и немногие другие,,
затвердевая, уменьшаются в объеме —
плотность их увеличивается.
Плутоний начинает затвердевать при
температуре 640°С, nppi этом его атомы
образуют кристаллическую решетку в
виде кубов. По мере уменьшения
температуры плотность металла постепенно
растет. Но вот температура достигла
480°С, и тут неожиданно плотность
плутония резко падаегг. До причин этой
аномалии докопалисы довольно быстро: при
этой температуре атомы плутония
перестраиваются в кристаллической решетке.
48
Периоды полураспада изотопов
плутония
100000
§40000
2 юоо
| ,00
§4,,.)
Г 2
/
75млн.лег
500тыс.лет
бтыс лет.
90лег
238 240 242 244
ъЛСасссь sigpa, плутония.
Она становится тетрагональной и очень
«рыхлой». Такой плутоний может плавать
в собственном расплаве, как лед на воде.
Температура продолжает падать, вот
она достигла 451°С, и атомы снова
образовали кубическую решетку, но
расположились на большем, чем в первом случае,
Разрезанная вдоль плутониевая
трубка с шипами (плутоний
скрыт двумя алюминиевыми
оболочками) — именно в таком
виде часто попадает в ядерные
реакторы элемент JV& 94
расстоянии друг от друга. При
дальнейшем охлаждении решетка становится
сначала орторомбической, затем
моноклинной. Всего плутоний образует шесть
различных кристаллических форм! Две из
них отличаются замечательным
свойством — отрицательным коэффициентом
температурного расширения: с ростом
температуры металл не расширяется, а
сжимается. Совершенно необычное поведение!
Когда температура достигает 122°С
и атомы плутония в шестой раз
перестраивают свои ряды, плотность меняется
особенно сильно: от 17,77 до 19,82 г/см3.
Больше чем на 10%. Соответственно
уменьшается объем слитка. Если против
напряжений, возникавших на других переходах,
металл еще мог устоять, то в этот момент
разрушение неизбежно...
Как же тогда изготовить деталь из
этого удивительного металла? Металлурги
легируют плутоний (добавляют в него
незначительные количества нужных
элементов) и получают отливки без единой
трещины. Из них и делают плутониевые
заряды ядерных бомб. Вес заряда (он
определяется прежде всего критической
массой изотопа) 5—6 килограммов. Он без
труда поместился бы в кубике с
размером ребра 10 сантиметров.
ТЯЖЕЛЫЕ ИЗОТОПЫ
В плутонии-239 в незначительном
количестве содержатся и высшие изотопы этого
элемента — с массовыми числами 240
и 241. Изотоп Ри240 практически
бесполезен— это балласт в плутонии. Из 241-го
получают америций, элемент № 95. В
чистом виде, без примеси других изотопов,
плутоний-240 и плутоний-241 можно
получить при электромагнитном разделении
плутония, накопленного в реакторе. Перед
этим плутоний дополнительно облучают
нейтронными потоками со строго
определенными характеристиками. Конечно, все
это очень сложно, тем более что плутоний
не только радиоактивен, но и весьма
токсичен. Работа с ним требует
необыкновенной осторожности.
Один из самых интересных изотопов
плутония — Ри242 можно получить,
облучая длительное время Ри239 в потоках
нейтронов. Ри242 очень редко захватывает
нейтроны и потому «выгорает» в реакторе
медленнее остальных изотопов; он
сохраняется и после того, как остальные изото-
49
то
о
СМ
э
О-
CV
е^ со со
"ST 4fr *г
см а см-
3 3 Ь
С- О. <
1
30%
110%
teo%
Г
с,Е
U
ю
U
со
смЕ
U
£ со ел о о о *-
А Л Й1 ^" "О Ю Ю
£ Р Р °* °* °* °*
U U и со m U и u
с*
ю
СМ
08%
продукты
продукты распада
распада
03%
04%
продукты
распада
продукты
чраспада
70%
Диаграмма, которую можно
было бы назвать «пирровой
победой». На ней показаны
стадии превращения главного
изотопа плутония в более тяжелые
трансурановые элементы. Всего
0,3% исходного плутония-239
превращается в калифорний-
252. Больше всего G0%)
плутония теряется, уходит в
осколки при превращении плуто-
ния-239 в плутоний-240. Еще
20% плутония превращается
в продукты ядерного распада
Риио в Яи241. Из оставшихся
десяти процентов восемь с
половиной теряются, когда кю-
рий-245 превращается в
кюрий-247. Последний «переход»:
Ср51 —>Cf252 приводит к потере
еще 0,4% радиоактивного
вещества. Итог: из килограмма
плутония люжно получить только
три грамма калифорния-252
пы плутония почти полностью перешли
в осколки или превратились в плуто-
ний-242.
Плутоний-242 важен как «сырье» для
сравнительно быстрого накопления
высших трансурановых элементов в ядерных
реакторах. Если в обычном реакторе
облучать плутоний-239, то на накопление из
граммов плутония микрограммовых
количеств, к примеру, калифорния-251
потребуется около 20 лет. (Cf2M упомянут не
случайно. После плутония-239 это,
пожалуй, наиболее интересный из всех
получаемых в реакторах изотопов. У него
наименьшая критическая масса: пуля из
калифорния-251—это атомная бомба в
миниатюре.) Можно сократить время
накопления высших изотопов, увеличив
интенсивность потока нейтронов в реакторе.
Так и делают, но тогда нельзя облучать
большое количество плутония-239. Ведь
этот изотоп делится нейтронами, и в
интенсивных потоках выделяется слишком
много энергии. Возникают дополнительные
сложности с охлаждением контейнера
и реактора. Чтобы избежать этих
сложностей, пришлось бы уменьшить количество
облучаемого плутония. Следовательно,
выход калифорния стал бы снова
мизерным. Замкнутый круг!
Плутоний-242 тепловыми нейтронами
не делится, его и в больших количествах
можно облучать в интенсивных
нейтронных потоках... Поэтому в реакторах из
этого изотопа «делают» и накапливают
в весовых количествах все элементы от
калифорния до эйнштейния.
НЕ САМЫЙ ТЯЖЕЛЫЙ,
НО САМЫЙ ДОЛГОЖИВУЩИЙ
Всякий раз, когда ученым удавалось
получить новый изотоп плутония, измеряли
период полураспада его ядер. Периоды
полураспада изотопов тяжелых
радиоактивных ядер с четными массовыми числами
меняются закономерно. (Этого нельзя
сказать о нечетных изотопах.)
Посмотрите на график (стр. 49), в
котором отражена зависимость периода
полураспада четных изотопов плутония от
массового числа. С увеличением массы
растет и «время жизни» изотопа.
Несколько лет назад высшей точкой этого
графика был плутоний-242. А дальше как
пойдет эта кривая — с дальнейшим ростом
массового числа? В точку 1, которая
соответствует времени жизни 30 миллионов
лет, или в точку 2, которая отвечает уже
300 миллионам лет? Ответ на этот вопрос
был очень важен для наук о Земле. В
первом случае, если бы пять миллиардов лет
назад Земля целиком состояла из Ри244,
то сейчас во всей массе Земли остался бы
только один атом плутония-244. Если же
верно второе предположение, то плуто-
50
ний-244 может быть в Земле в таких
концентрациях, которые уже можно было бы
обнаружить. Если бы посчастливилось
найти в Земле этот изотоп, наука
получила бы ценнейшую информацию о
процессах, происходивших при формировании
нашей планеты.
Несколько лет назад перед учеными
встал вопрос: стоит ли пытаться найти
тяжелый плутоний в Земле? Для ответа
на него нужно было прежде всего
определить период полураспада плутония-244.
Теоретики не могли рассчитать эту
величину с нужной точностью. Вся надежда
была только на эксперимент.
Плутоний-244 накопили в ядерном
реакторе. Облучали элемент № 95 —
америций (изотоп Am243). Захватив нейтрон,
этот изотоп переходил в америций-244;
америций-244 в одном из десяти тысяч
случаев переходил в плутоний-244...
Возможности плутония-238:
а) генератор электрического
тока, предназначенный для
питания электронных устройств
искусственного спутника Земли;
б) стимулятор сердечной
деятельности с радиоизотопной
батареей; в) искусственное
сердце с радиоизотопным нагрева-
телем; г) изменение во времени
мощности нагревателя,
заряженного одним килограммом
плутония-238
О 20 40 60 80 100 120 № 160 180 200 i
« вре-иА- (госбс} *-
Из смеси америция с кюрием
выделили препарат плутония-244. Образец весил
Есего несколько миллионных долей
грамма. Но их хватило для того, чтобы
определить период полураспада этого
интереснейшего изотопа. Он оказался равным
75 миллионам лет. Плутоний-244 немного
«не дотянул», чтобы сохраниться в Земле
со времен синтеза элементов в
концентрациях, которые еще можно обнаружить.
Много попыток предпринимали ученые,
чтобы найти изотоп трансуранового
элемента, живущий дольше, чем Ри244. Но все
попытки остались тщетными. Одно время
возлагали надежды на кюрий-247, но
после того как этот изотоп был накоплен
в реакторе, выяснилось, что его период
полураспада всего 14 миллионов лет.
Побить рекорд плутония-244 не удалось —
это самый долгоживущий из всех
изотопов трансурановых элементов.
Еще более тяжелые изотопы плутония
подвержены бета-распаду, и их время
жизни лежит в интервале от нескольких
дней до нескольких десятых секунды. Мы
знаем наверное, что в термоядерных
взрывах образуются все изотопы плутония
вплоть до Ри257. Но их время жизни —
десятые доли секунды, и изучить многие
короткоживущие изотопы плутония пока
не удалось.
ВОЗМОЖНОСТИ ПЕРВОГО ИЗОТОПА
И напоследок — о плутонии-238 — самом
первом из «рукотворных» изотопов
плутония, изотопе, который вначале казался
бесперспективным. В действительности
это очень интересный изотоп. Он
подвержен альфа-распаду, то есть его ядра
самопроизвольно испускают альфа-частицы —
ядра гелия. Альфа-частицы, порожденные
ядрами плутония-238, несут большую
энергию; рассеявшись в веществе, эта
энергия превращается в тепло. Как велика
эта энергия? Шесть миллионов электроно-
вольт освобождается при распаде одного
атомного ядра плутония-238. В
химической реакции та же энергия выделяется
при окислении нескольких миллионов
атомов. В источнике электричества,
содержащем один килограмм плутония-238,
развивается тепловая мощность 560 ватт.
Максимальная мощность такого же по весу
химического источника тока — 5 ватт.
Существует немало излучателей с
подобными энергетическими
характеристиками, но одна особенность плутония-238
делает этот изотоп незаменимым. Обычно
альфа-распад сопровождается сильным
гамма-излучением, проникающим через
большие толщи вещества. Ри238 —
исключение. Энергия гамма-квантов,
сопровождающих распад его ядер, невелика,
защититься от нее несложно — излучение
поглощается тонкостенным контейнером.
Мала и вероятность самопроизвольного
деления ядер этого изотопа. Поэтому он
нашел применение не только в
источниках тока (один из них — американский —
еще в 1961 году побывал в космосе), но
и в медицине. Батарейки с плутонием-238
служат источником энергии в специальных
стимуляторах сердечной деятельности.
Создан проект искусственного сердца с
изотопным источником. На все эти нужды
в ближайшие три-четыре года
потребуется несколько тонн «легкого» плутония.
Но Ри238 — не самый легкий из
известных изотопов элемента № 94, получены
изотопы плутония с массовыми числами
от 232 до 237. Период полураспада самого
легкого изотопа — 36 минут.
БЕЗ НАЗВАНИЯ (ЧТОБЫ НЕ ПОВТОРЯТЬСЯ)
Плутоний — большая тема. Хотелось
рассказать главное из самого главного. Ведь
уже стала стандартной фраза, что химия
плутония изучена гораздо лучше, чем
химия таких «старых» элементов, как
железо. О ядерных свойствах плутония
написаны целые книги. Металлургия плутония —
еще один удивительный раздел
человеческих знаний. Поэтому не нужно думать,
что, прочитав эту статью, вы
по-настоящему узнали плутоний.
Несколько лет назад была издана
интересная научно-популярная книга об
углероде. Книга называлась
«Неисчерпаемый элемент». Я вспомнил о ней сейчас
потому, что этот же заголовок можно было
бы поставить на обложке книги о
плутонии. Более того, этот металл, так же как
медь, железо, золото, оказал огромное
Елияние на судьбы людей. Золотой век,
железный век... Может быть, XX век
будут называть веком плутония? Не потому,
конечно, что в этом веке появилось
плутониевое оружие, а потому, что в этом
веке плутоний открыл человечеству доступ
к неисчерпаемым запасам ядерной
энергии.
52
НАУКА
О ЖИВОМ
НАШИ ДРУЗЬЯ МИКРОБЫ
Кандидат химических наук
Г. К. ФАИЗОВА
Сто с лишним лет прошло
с того дня, когда Луи Пастер
после долгих опытов раскрыл
древнюю тайну брожения.
Всему миру спешил он сообщить
ошеломляющую новость:
оказывается, океаны вина и пива,
выпиваемые во всех странах,
производят вовсе не виноделы
и пивовары, а миллионы
крохотных живых существ. Эти
невидимки способны делать то,
чего не может сделать еще ни
один человек: они могут
превращать сахар в спирт или
молочную кислоту, спирт — в
уксус; это они разрушают остатки
мертвых растений и животных.
Жизнь без микробов была бы
немыслимой! — восклицал
великий ученый, рисуя перед
потрясенной аудиторией ужасную
картину мира без микробов,
мира, в котором пустынные
улицы покрыты горами не-
гниющих трупов. Пастер
страстно хотел заставить своих
слушателей проникнуться
уважением к удивительным
крошечным созданиям.
И как велики были бы его
изумление и огорчение, узнай
он, что спустя целое столетие
большая часть человечества
все еще будет иметь самое
смутное представление о мире
микробов и отнюдь не будет
склонна испытывать к ним
чувство благодарности.
«А чем мы им, собственно,
обязаны? — можно услышать
иногда. — Конечно,
простокваша, кислая капуста, сыр и
вино — вещи хорошие. Но в
какое это идет сравнение с
эпидемиями чумы и холеры, с
проказой и туберкулезом? Разве
не лучше было бы навсегда
избавиться от микробов?»
Но не нужно торопиться.
В мире без микробов человека
подстерегают несчастья,
которые очень скоро заставят его
горько пожалеть об утраченных
друзьях-невидимках. Вот одно
из них, вероятно, самое
страшное: на всем земном шаре, в
степях и лесах, начнется гибель
растений, и причина ее будет
всюду одна и та же — голод!
Голод на земле, в которой есть
все, что нужно растениям: азот,
фосфор, калий,
микроэлементы, но... все это в абсолютно
недоступной для растений
органической форме! Запас
пригодных в пищу растениям
минеральных солей в земле невелик,
превратить же огромные
количества органических веществ
почвы в минеральные в
состоянии только бактерии.
Но и это еще не все.
Человек станет свидетелем того, как
реки и озера заполнятся
мутными потоками сточных вод,
потому что не будет бактерий-
санитаров, берущих на себя
малопривлекательный труд их
очистки...
Не будем продолжать. Ясно
одно: если даже
незначительная часть человечества и
сумеет сохранить себе жизнь на
Земле, лишенной микробов, то
зто будет трудная и
безрадостная жизнь. Будем надеяться,
что такое несчастье никогда нас
не постигнет.
Что же это за необычная
форма жизни? Что стоит за
этой изумительной
приспособленностью к самым, казалось
бы, немыслимым условиям и
источникам питания? Что это —
абсолютная неразборчивость,
всеядность как проявление
чрезвычайной примитивности
организации? Но как объяснить
тогда строгую направленность
большинства реакций,
происходящих под действием
микробов: окисления и
восстановления серных руд, образования
горючих газов в залежах
нефти, окисления спирта в
уксусную кислоту? Не говорит ли
это о том, что микробное
население Земли — не однородная
всепожирающая масса, а
сложный, своеобразный и в высшей
степени специализированный
мир?
И первые же шаги в
исследовании физиологических и
биохимических свойств
микробов подтвердили это
предположение.
НЕОБЫКНОВЕННАЯ
ФОРМА ЖИЗНИ
Раньше, до вторжения в
царство микробов, биологи знали два
типа обмена веществ, два
способа добывания организмом
энергии для поддержания
жизни. Во-первых, это
использование энергии солнечного света
53
характерное для растений,
которые не нуждаются в
дополнительном горючем. Они
получают из среды только
минеральные вещества, углекислый
газ и воду, из которых и строят
свой организм.
Ео-вторых, зто дыхание —
медленное сжигание
органических веществ до углекислоты и
воды:
с„н12ос ; о2 >со2 +
-'- Н20 -1- энергия.
Дыхание — единственный
источник энергии для животных,
которые должны получать
«топливо» для него — сложные
органические вещества — извне
в виде пищи.
Но приступив к изучению
микроорганизмов, биологи
столкнулись с таким
разнообразием типов обмена веществ,
что поначалу это даже
вызывало растерянность. Микробы
никак не укладывались в
рамки сложившихся
представлений. Разве нельзя понять
изумление биолога, обнаружившего,
что есть микробы, способные
расти на чисто минеральной
среде и при этом совсем не
нуждающиеся в энергии
солнечного света? Оказалось, что
зти (так называемые хемоавто-
трофные) бактерии
довольствуются энергией,
выделяющейся при окислении ими простых
минеральных соединений. Вот
примеры реакций, каждая из
которых характерна для
совершенно определенной группы
хемоавтотрофов:
КН3-| 02->НЖJ }
I НоО -'- энергия;
H2S -*- (J - S J- H20 -[ энергия;
S + П2 -!- Н20 -> H2S04 - энергия;
FeC03 -f 02 - - Н20 -> Fe (OHK +
-|- С02 -}- энергия;
Н2 - - 02 - ■> Нг^ + энергия.
Не правда ли, зто мало напо
минает дыхание животных и
растений?
К утешению биологов, веко
ре были найдены и
микроорганизмы, которые, подобно
животным, используют в
процессе роста органические
вещества. Удивлял, правда, их
странный вкус: среди них нашлись
любители и углеводородов
нефти, и даже ядовитых
фенолов. Но и в тех случаях, когда
микробы были не так
оригинальны в своих
гастрономических потребностях и
использовали самые обычные сахара,
процесс их окисления лишь у
некоторых бактерий протекал
до конца, то есть до С02 и
воды. Большинство же
микроорганизмов выделяло в среду
самые разнообразные продукты
неполного окисления сахара —
например, щавелевую или
лимонную кислоты!
И все-таки, как ни
удивительны такие микробы,
энергетический обмен их был
понятен биологам. Ведь их роднит
с миром животных и растений
очень существенная черта —
использование кислорода для
диссимиляции, то есть для
окислительного разложения веществ,
протекающего с выделением
энергии.
А что можно сказать о
живых существах, великолепно
обходящихся и без
кислорода — о так называемых
анаэробах? Это казалось абсурдом.
Но Пастер, открывший этот
феномен, сразу поверил в
возможность бескислородного
существования. Ни минуты не
сомневаясь в своей правоте, он
заявил, что дыхание должны
заменить анаэробам какие-то
другие энергетические
процессы. И дальнейшие
исследования, действительно, показали,
что природа нашла множество
способов обеспечить организмы
энергией без всякой помощи
кислорода. Вот некоторые из
них. Спиртовое брожение:
С6Н1206 -> СН,СН2ОН +
-j- C02 -f- энергия;
маслянокислое брожение:
С6Н1206 - СН3СН2СНаСООН -Ь
4- C(J2 f- H2 -|- энергия;
метановое брожение:
НСООН -> СН4 + С02 -[- Н20 +
-^- энергия,
и так далее.
Подобные открытия не
могли не сказаться на решении
многих общебиологических
проблем и необычайно расширили
наши представления о
потенциальных возможностях
жизни. И если на заре
микробиологии микробов нередко
считали просто неудачными
моделями природы, на которых она
испытывала разные варианты
биохимического устройства
организмов, остановившись в
конце концов на двух — животном
и растительном, то теперь
совершенно очевидно, что это не
так. Благодаря гибкости обмена
веществ у микроорганизмов
возникли специализированные
группы, приспособившиеся ко
всему разнообразию условий
жизни на Земле. Эта
закрепившаяся в процессе эволюции
специализация в сочетании с
необычайно высокой
биохимической активностью стала
могучим оружием микробов в
борьбе за свое место в природе.
И зти же особенности
биохимического аппарата
микроорганизмов представляют
огромную практическую ценность
для человека.
«КАПРИЗЫ»
ПРЕВРАЩАЮТСЯ
В ДОСТОИНСТВА
Диапазон химических
превращений, осуществляемых
микробами, огромен, а может быть,.
и безграничен. Ведь даже
самая изученная реакция —
превращение дрожжевыми
грибами сахара в спирт и
углекислоту — не может быть
воспроизведена «в колбе»
современным химиком-органиком. А из
того же сахара различные
микроорганизмы могут
синтезировать самые разнообразные
вещества, в том числе и чрезвы-
54
Химическое и лшкробиологиче-
ское окисление сорбита
чаино важные для человека.
И не только из сахара: в
качестве сырья для них широко
используются меласса, или
черная патока — отход
сахарной промышленности; отходы
молочных и консервных
заводов; вода, остающаяся после
вымачивания кукурузы. Из
зтого дешевого сырья
микроорганизмы вырабатывают в
промышленных масштабах
разнообразные антибиотики,
ферменты, витамины В 2, В12,
лимонную и масляную
кислоты, ацетон и бутиловый спирт...
Для того чтобы выращивать
микробы в заводских условиях,
приходится проводить большую
исследовательскую работу,
изучать во всех подробностях их
физиологические особенности.
Нередко ми кроб выделяет в
среду сразу несколько разных
веществ. Такие
микроорганизмы доставляли немало хлопот
производству: выход продуктов
сильно колебался от опыта к
опыту и, казалось, вообще не
поддавался контролю. Но, как
установили советские
микробиологи, начавшие свои
исследования в этом направлении
еще в 30-е годы, в этих
«капризах» повинны не столько
микробы, сколько сами
экспериментаторы...
Например, бактерии,
вызывающие ацетоно-бутиловое
брожение, помимо ацетона и бута-
нола (бутилового спирта)
синтезируют этиловый спирт,
масляную и уксусную кислоты.
Однако долгое время
«производительность труда»
микробов была очень невысока.
К тому же выход ацетона и
бутанола постоянно менялся,
добиться устойчивой работы
системы никак не удавалось.
Детально изучив весь
процесс, микробиологи выяснили,
что синтез продуктов брожения
на разных этапах развития
микроорганизмов происходит
по-разному, да еще сильно
зависит от условий среды. В
начале брожения, оказывается,
бактерии выделяют в основном
более окисленные соединения —
масляную и уксусную кислоты.
Ацетон, бутанол и этанол
начинают вырабатываться ими
позднее, когда бактериальная
среда достигает определенной
степени окисленности.
Узнав эти особенности
поведения бактерий, микробиологи
смогли управлять процессом
брожения уже не вслепую, а
вполне сознательно. Во-первых,
сразу выяснилась грубая
ошибка, которую совершали
технологи, пытаясь увеличить выход
ацетона и бутанола путем
нейтрализации мелом ненужных
кислот в бактериальной среде.
Теперь стало ясно, что именно
это не позволяло достигнуть
такой степени окисленности
среды, при которой начинается
синтез нужных веществ. От
нейтрализации пришлось
немедленно отказаться.
А во-вторых, появилась
возможность регулировать не
только выход ацетона и
бутанола, но и их соотношение.
В самом деле, если образование
продуктов брожения зависит от
степени окисленности среды,
то, добавляя восстановитель
(например, гидросульфит,
сероводород или аскорбиновую
кислоту), мы можем создать такие
условия, при которых будет
образовываться более
восстановленный продукт — бутанол,
а синтез микробами более
окисленного — ацетона — будет
тормозиться.
Так ацетоново-бутиловое
брожение первым в истории
технической микробиологии
подчинилось человеку.
ЖИВЫЕ РЕАКТИВЫ
Каждый химик-органик
хорошо знает, как трудно вызвать
задуманное изменение в
молекуле сложного химического
вещества. Обычные химические
реактивы неспецифичны: они„
как тяжелая артиллерия, «бьют
55
Схема лткробиологических производимые в молекулах
превращений стероидов. Круж- микроорганизмами
ками отмечены преобразования,
по площадям», но не умеют
вести прицельный огонь. Если,
скажем, берется окислитель, то
уж ок окисляет все, что
возможно, надо зто или не надо.
Поэтому чтобы в конце концов
добиться нужного «попадания»,
приходится тратить иногда
многие недели и месяцы
напряженного труда.
И здесь микробы,
оказывается, располагают такими
возможностями, о которых
остается только мечтать
органикам. Многие из них могут
вызывать в молекуле исходного
вещества одно-единственное
характерное изменение!
Такие микроорганизмы
нашли применение в «настоящей»
химической промышленности,
например в производстве
аскорбиновой кислоты. В этом
многостадийном процессе есть
очень важный этап, на котором
из одного промежуточного
продукта — спирта сорбита должен
получиться другой — сахар сор-
боза. Для этого нужно окислить
одну из четырех гидроксиль-
ных групп молекулы сорбита,
и далеко не все равно, какую:
в зависимости от этого
получаются четыре разных сахара
(глюкоза, фруктоза, гулоза и
сорбоза). Подобрать такой
химический окислитель, который
атаковал бы избирательно
именно нужный для получения
сорбозы гидроксил,
невозможно — обязательно получится
смесь всех четырех Сахаров.
Проблема решилась очень
просто, когда, к великой
радости производственников, был
найден микроб, который делает
именно то, что нужно —
окисляет сорбит точно по
определенному гидроксилу,
превращая его в сорбозу. Этому
микроорганизму и доверена теперь
одна из самых ответственных
стадий промышленного синтеза
аскорбиновой кислоты.
Безупречная точность, с
которой микробы выбирают
совершенно определенный атом в
сложной молекуле исходного
соединения, использована
также для промышленного
получения глюконовой кислоты из
глюкозы, глутаминовой
кислоты из кетоглутаровой, диокси-
ацетона из глицерина.
МИКРОБЫ II СТЕРОИДЫ
Но пожалуй, нигде так не
проявляется превосходство
«живых реактивов» над неживыми,
как в производстве стероидных
соединений. Стероиды — зто
вещества очень сложного
строения, выделяемые из
организмов животных и растений и,
как правило, обладающие
высокой биологической
активностью. У всех стероидов общий
каркас молекулы — четыре
скрепленных кольца, две ме-
тильные группы и кетонная
группа. Различаются же они
между собой всего одной-двумя
атомными группировками,
прикрепленными к различным
местам каркаса. Этих небольших
изменений достаточно, чтобы
получить вещества с резко
различными свойствами. Так, если
ввести в молекулу женского
полового гормона —
прогестерона две гидроксильные группы
(одну в положение 11, а дру-
56
Каркас мслекулы стерсидсе
гую — в метильную группу
ацетила), получится кортикосте-
рон — гормон, широко
применяемый для лечения шока и
других серьезных заболеваний.
Если же к молекуле кортико-
стерона присоединить еще одну
ОН-группу (в положении 17),
а ОН-группу в положении 11
окислить до кетонной группы
(СО), то мы получим хорошо
известный кортизон,
применяемый при лечении артритов,
ревмокардита, бронхиальной
астмы, заболевания глаз и кожи.
А преднизон, молекула
которого отличается только
дополнительной двойной связью в
первом кольце, в пять раз
активнее кортизона.
Но оказалось, что
химические синтезы в ряду стероидов,
если иногда и осуществимы, то
настолько сложны и
многостадийны, требуют таких затрат
остродефицитных реактивов,
что по существу не
представляют ни малейшего
практического интереса. Тончайшие
изменения в громоздких
молекулах стероидов, затрагивающие
всего один-два атома, под силу
только микроорганизмам.
Например, синтез гидрокортизона
из прогестерона включает всего
три микробиологические
стадии, на каждой из которых
используется один определенный
микроб. При этом их
специфичность настолько высока, что
можно вводить в среду сразу
все три микроба и каждый
совершает свойственное лишь ему
превращение.
У нас в стране работы по
микробиологической
трансформации стероидов начались
всего 10 лет назад. Мы уже можем
говорить о серьезных
достижениях в этой области. На
химико-фармацевтическом заводе
«Акрихин» налажен выпуск
кортизона, преднизолона, эпи-
гидрокортизона,
вырабатываемых микроорганизмами. Выход
препаратов составляет 75—78%
от теоретически возможного —
каждый химик поймет, как
великолепно «работают»
маленькие труженики.
Благодаря использованию
микробов стоимость одного
только кортизона снизилась за
последние годы в 100 раз! Это
позволило использовать сам
кортизон как сырье для получг-
ния более активного преднизо-
на. Первые килограммы
отечественного преднизсна уже
получены на заводе «Акрихин»
в 1967 г.
Открытие невидимой простым
глазом формы жизни сделало
человека обладателем бзсцен-
ного сокровища. Бактерии,
вероятно, никогда не перестанут
удивлять нас, раскрывая свои
беспредельные возможности.
А ведь мы знаем свойства лишь
ничтожного числа
микроорганизмов — все самое интересное
о мире микробов нам только
предстоит узнать.
57
ТОЛЬКО ФАКТЫ
Ш Несмотря на ничтожные
размеры микроорганизмов, на их долю
приходится весьма заметная часть
всей биомассы живого населения
Земли. Подсчитано, что в каждом
гектаре хорошо возделанной
почвы живет от 300 до 3000 кг
микроорганизмов. Общая же масса
микробных клеток на нашей планете
примерно в 25 раз больше массы
всех животных.
■ Микроорганизмы, усваивающие
атмосферный азот, могут
существенно снизить потребность в
минеральных удобрениях. На каждом
гектаре почвы, обработанной
бактериальными удобрениями,
растения получают дополнительно от 60
до 250 кг атмосферного азота,
переведенного в усвояемую форму.
Это позволяет, например, удвоить
урожаи кормовых трав.
■ Уже давно ведутся
эксперименты по выращиванию дрожжевых
клеток на парафинах,
содержащихся в нефти. Получаемый таким
образом белково-витаминный
концентрат — прекрасная кормовая
добавка. Особенно ценна она
потому, что содержит много
лизина — незаменимой аминокислоты,
которой не хватает в растительных
кормах. Используемые для этой
цели дрожжи по своей
производительности оставляют далеко
позади крупный рогатый скот.
Ежесуточный белковый привес, который
дает корова @,5 кг) — сущий
пустяк по сравнению с 1250 кг
белка, которые вырабатывают в день
микроорганизмы такого же веса.
При этом они «облагораживают»
нефть, избирательно усваивая из
нее парафиновые углеводороды и
оставляя нетронутыми низкокипя-
щие фракции.
Считается, что белковый
дефицит во всем мире составляет
сейчас около 3 млн. т в год. В
принципе такое количество белка
может быть получено путем
микробиологической депарафинизации
всего 1 % годовой добычи нефти.
■ Одно из самых перспективных
применений микроорганизмов —
использование культуры
одноклеточных водорослей. Сухое
вещество их клеток больше чем
наполовину состоит из белка — столько
его не содержит ни одно
съедобное растение. Водоросли не боят-
58
ся непогоды, не знают сезонных
перерывов в своем цикле
развития, позволяют максимально
использовать солнечный свет. Менее
0,5 млн. га их «плантаций» хватит
на то, чтобы обеспечить каждого
человека на Земле половиной его
ежедневной белковой нормы,
составляющей 65—100 г белка. В
экспериментах, проведенных в
ЧССР, водоросли за 150 дней
вегетации дали в 40 раз больший
урожай белка, чем посевы гороха.
■ Человечество еще не получает
от микробов всей пользы, которую
они могут дать. Но оно в полной
мере познало приносимый ими
вред. От микробов страдает не
только человек, но и творения его
рук. Воздух большинства
европейских городов, содержащий много
влаги, сернистых соединений,
аммиака и углекислоты, —
великолепная «питательная среда» для
серных бактерий, выделяющих
серную кислоту. Она разъедает
каменные стены зданий, портит
известь и красочные покрытия.
Мраморный памятник Луи Пастеру
быстро разрушается под
действием кислот, вырабатываемых теми
самыми микроорганизмами,
существование которых он так
стремился доказать...
Рисунки
С. ДОНСКОЙ
РАССКАЗЫ
О
ЛЕКАРСТВАХ
ТАБЛЕТКИ.
О КОТОРЫХ
СПОРЯТ ГАЗЕТЫ
Профессор
И. Е. КИСИН
В 1955 году в Токио на Пятом
международном конгрессе по планированию
рождаемости американский ученый Грегори Пинкус
сделал сообщение, впечатление от которого
было, мягко говоря, весьма серьезным.
Доктор Пинкус доложил свои
наблюдения о способности ряда химических
веществ, имеющих стероидное строение и
называемых гестагенами, угнетать у женщин
созревание яйцеклеток в яичниках. Ученый
сообщил также — и это было самым
ошеломляющим, — что систематический прием
таблеток препаратов-гестагенов надежно
предотвращает у женщин наступление
беременности.
Работа Пинкуса была основана на
точном исследовании тонких деталей
циклических процессов женского организма —
процессов, которые в основном были давно
уже известны медикам. Однако нам
придется рассказать о них здесь в самых
общих чертах.
Приблизительно раз в месяц в
яичнике — женской половой железе —
происходит созревание яйцеклетки. Когда
яйцеклетка созрела, пузырек, в котором она
находится, разрывается, яйцеклетка
выбрасывается из яичника и попадает в
маточную трубу (разрыв пузырька и выход
яйцеклетки из яичника носит название
овуляции).
Если яйцеклетка встречается в трубе со
сперматозоидом, происходит
оплодотворение. Независимо от того, наступило оно или
нет, яйцо передвигается по маточной трубе
и спустя определенный срок
(приблизительно через 7—10 дней) попадает в полость
матки. Неоплодотворенное яйцо вскоре
погибает. Оплодотворенное яйцо за время
своей миграции проходит первые стадии
превращения в многоклеточный зародыш,
а слизистая оболочка матки за то же время
претерпевает ряд специфических
изменений — она подготавливается к принятию
яйца. Далее, наконец, зародыш внедряется
в слизистую оболочку матки и продолжает
развиваться уже «на постоянном месте».
Весь сложный путь яйцеклетки,
которая либо погибает, либо дает жизнь
человеческому существу, находится под
непрерывным гормональным контролем.
Контроль этот сложен, и особую роль в нем
играют две группы женских половых
гормонов: эстрогены и гестагены. Эстрогены
в незрелом возрасте обеспечивают
развитие матки, вторичных половых признаков
(молочные железы, распределение волос,
строение фигуры, тип психики и т. д.).
В зрелом возрасте эстрогенные гормоны
участвуют в регуляции циклических
изменений в женском организме.
Гестагены — гормоны, роль которых
состоит в контроле процессов, связанных с
самой беременностью. Это они вызывают
«разрыхление» слизистой оболочки матки,
без которого не может внедриться в нее
оплодотворенное яйцо. Они обеспечивают
неподвижность стенок матки, а также
регулируют ряд функций, направленных на
сохранение беременности. Их название
происходит от латинского глагола «gesta-
ге» — «носить», «сохранять плод».
Образуются и эстрогены, и гестагены в яичнике.
Химическое строение их очень сходно. И те
и другие являются стероидами: в основе
их структуры — молекула циклопентано-
фенантрена, состоящая из четырех колец.
Различия в строении эстрадиола —
основного эстрогена, и прогестерона —
основного гестагена очень малы, попросту
незначительны. А физиологическое действие
эстрадиола и прогестерона прямо
противоположно.
Выработка эстрогенов и гестагенов
находится под контролем других гормонов,
выделяемых гипофизом — важнейшей из
59
желез внутренней секреции,
расположенной у основания мозга. Гипофиз—это
настоящая фабрика по выработке гормонов,
в особенности гормонов, регулирующих
деятельность других желез внутренней
секреции.
Фолликулостимулирующий гормон
гипофиза способствует образованию в
яичнике эстрадиола (эстрогена), другой — лютеи-
низирующий гормон — определяет
образование прогестерона (гестагена). Кроме
того, лютеинизирующий гормон вызывает
овуляцию — выделение яйцеклетки из
яичника.
Эти факты для работы доктора Пинкуса
были исходными.
Он исследовал сложные
взаимоотношения между содержанием в крови женщин
лютеинизирующего гормона и гестагенов.
Ему было известно, что недостаток
гестагенов в крови ведет к усиленной выработке
лютеинизирующего гормона, который
стимулирует образование гестагенов—их
содержание в крови повышается.
Однако оказалось, что избыток
гестагенов в крови действует противоположным
образом: он тормозит образование
лютеинизирующего гормона. Если вводить гестаге-
ны извне, то можно подавить выработку
лютеинизирующего гормона, и это
приведет к задержке овуляции — созревания и
выхода яйцеклеток.
Без овуляции беременность наступить
не может. Следовательно, чтобы
предупредить ее, надо насытить организм ге-
стагенами.
Так у доктора Пинкуса возникла идея
применения гормональных препаратов в
качестве противозачаточных средств.
Сначала для подавления овуляции
использовали синтетический прогестерон —
препарат, аналогичный гормону,
вырабатываемому яичником. Однако прогестерон
очень плохо всасывается из желудочно-
кишечного тракта. Поэтому ученые
обратились к синтетическим заменителям: среди
них нашлись вещества, хорошо
всасывающиеся при приеме внутрь в виде таблеток.
Первым из заменителей получил
распространение норэтиндрон, который имеет
такое же, как и прогестерон, стероидное
строение.
Дальнейшие исследования показали,
что противозачаточное действие
усиливается, если к гестагенным препаратам
добавлять небольшое количество эстрогенов.
В настоящее время, как правило,
используют комбинированные препараты,
содержащие как гестаген, так и эстроген.
Таблетки принимают ежедневно,
систематически. Характерно, что при их приеме
женщина не ощущает изменений в своем
организме.
После прекращения применения
гормональных противозачаточных средств
восстановление нормальной функции
яичников и способности к зачатию обычно
происходит в течение 1—3 менструальных
циклов. У женщин, прекративших прием
таблеток, рождаются здоровые дети. Этот
вывод сделан на основании 12-летнего
опыта применения новых лекарств.
Фармацевтические фирмы разных стран
выпускают несколько модификаций
противозачаточных гормональных препаратов —
«Антигест», «Эновид», «Ановлар», «Норлю-
тин» и другие. Но несмотря на большой
опыт широкого применения этих
препаратов, многие врачи по-прежнему относятся
к ним с большой осторожностью. И это
вполне понятно. Впервые в истории
миллионы молодых здоровых женщин в
течение длительного времени применяют
гормональные препараты и отнюдь не с
лечебными целями.
Было установлено, что в некоторых
случаях в первые месяцы приема
противозачаточных таблеток возникают
тошнота, рвота, головная боль, набухание грудных
желез. Однако такие осложнения
научились быстро устранять, изменяя дозировку
и соотношение эстрогенов и гестагенов
при приеме.
Длительное применение гормонов в
больших дозах порождало у медиков
опасения куда более серьезного плана. Особое
внимание вызвал вопрос о влиянии
гормональных противозачаточных средств на
частоту возникновения раковых
заболеваний. Однако в ходе уже многолетних
наблюдений врачи не обнаружили
повышения заболеваемости раком среди женщин,
употреблявших таблетки. Доктор Пинкус
сообщает даже, что предраковые состояния
у женщин, применяющих гормональные
противозачаточные средства, гораздо более
редки, чем у тех, кто ими не пользовался.
Этот вывод сделан Г. Пинкусом на
основании обследования гаитянок,
употреблявших таблетки более 10 лет.
Однако наиболее осторожные
исследователи указывают, что канцерогенные
воздействия могут дать о себе знать
значительно позже — после 20- и 30-летнего
60
применения таблеток, и тогда нынешние
оптимистические выводы придется
признать преждевременными.
В последнее время во всем мире
участились тромбэмболические заболевания,
для которых характерно образование
сгустков крови в сосудах. Связь их с
применением женщинами противозачаточных
таблеток также была изучена на большом
статистическом материале. Считается
достоверно установленным, что эти болезни
приблизительно с одинаковой частотой
встречаются у женщин как принимавших
гормоны, так и не принимавших их.
Применение противозачаточных
таблеток вызвало споры по вопросам не только
медицинского характера. И дискуссия о
«проблеме таблетки» — так за рубежом ее
называют — выплеснулась на страницы
зарубежных газет и даже на экраны
телевидения.
Часть противников распространения
противозачаточных средств опасается
падения рождаемости в странах,
заинтересованных в приросте народонаселения. Но
здесь надо учитывать, что гормональные
противозачаточные средства
предупреждают не рождение желанных детей, а аборты.
Они лишь оберегают здоровье женщины и
способствуют появлению детей в сроки,
удобные для родителей. Видимо, в странах
с высоким культурным уровнем вряд ли
следует ожидать неблагоприятного
влияния новых противозачаточных средств на
рождаемость. В то же время должно резко
сократиться число абортов и их
отрицательных последствий — в том числе и
бесплодия.
Другая группа противников
«таблеток» — инициаторы самых острых споров.
Их волнуют вопросы морали. Они
полагают, что чистота нравов определяется
страхом женщины перед угрозой возможной
беременности, и пророчат, что надежные и
простые противозачаточные средства
вызовут «падение нравов». Самым энергичным
противником этих средств выступает
католическая церковь. Она против
вмешательства в волю божью, предписывающую
людям «плодиться и размножаться». Она
продолжает тем самым утверждать и
неравноправное положение женщины.
Не так давно восемьдесят три
лауреата Нобелевской премии просили папу
римского пересмотреть эту позицию
Ватикана. Но Павел VI оказался неумолим...
Тем не менее немалое число католических
священников отважились на неподчинение:
они советуют своим прихожанам
руководствоваться в этих вопросах собственной
совестью.
Сейчас «таблетки» принимает около
10 миллионов женщин в США, Австралии
и Западной Европе. И это говорит о том, что
гормональные противозачаточные средства
все больше и больше входят в жизнь. Ведь
закрыть уже сделанное научное открытие
нельзя.
По просьбе корреспондента „Химии и жизни"
статью И. Е. КИСИНА комментирует главный
акушер-гинеколог Москвы кандидат
медицинских наук Ю. М. БЛОШАНСКИЙ
1. ИНОГДА ЭТО —
ВОПРОС ЖИЗНИ
Проблема предупреждения
беременности стоит перед медиками
на протяжении не десятилетий,
как это обычно принято говорить,
а веков.
Ее вызывали многие причины:
личные житейские обстоятельства,
семейно-экономические и —
подчеркну это — чисто медицинские.
И если — речь, конечно, идет не
о давних временах, а о
сегодняшнем дне — личные или
экономические причины, причины, из-за
которых рождение ребенка может
быть для женщины нежелательно,
не нуждаются в подробном
разъяснении: молодые супруги
еще учатся в вузе, не имеют
квартиры, не подрос еще недавно
появившийся в семье малыш
и т. д., — то на медицинских
причинах, безусловно, следует
остановиться детальнее.
...Даже в таких странах, как
Италия и Испания, где
религиозные догмы возведены в закон,
существуют изъятия из закона.
Если роды представляют опасность
для жизни, врачам разрешается
прерывать беременность у
женщины.
ei
Однако есть большая группа
заболеваний — некоторые виды
поражений почек, надпочечников
и печени, — при которых для
организма женщины опасны не
только роды, но даже и те несколько
недель беременности, которые
приходится выжидать до момента,
когда беременность можно
прервать оперативным путем. А
иногда оказывается, что и сама эта
операция столь же противопоказана
пациентке, как и роды —
например, в течение двух-трех лет
после кесарева сечения.
Пороки сердца, врожденные и
приобретенные, еще недавно
лишали многих женщин и
трудоспособности, и даже возможности
иметь семью. Современная
кардиология и хирургия в буквальном
смысле слова вернули к
полноценной жизни тысячи людей, и
теперь акушерам очень часто
приходится принимать роды у
пациенток, перенесших сложные
операции на сердце.
Однако как ни замечательны
успехи хирургии, а возможности
организма, перенесшего
операцию, все же много меньшие, чем
у организма, абсолютно
здорового. Позволив такой пациентке жить
семейной жизнью и, например,
родить, выкормить и выходить
одного ребенка, мы должны думать
о том, чтобы новая тяжелая
физиологическая перегрузка не
привела к катастрофическим
последствиям и для нее, и для недавно
родившегося ребенка, и для всей
ее семьи в целом.
В таких случаях надежное
предупреждение беременности
становится такой же важной лечебно-
охранительной мерой, как и
любой элемент курса лечения,
проведенного в свое время в
кардиологической клинике.
51 специально заостряю
внимание именно на этой стороне дела,
так как обсуждение вопросов о
регулировании рождаемости
«вообще» нередко утопает в
немедицинских его аспектах. А в данном
примере все возможные
наслоения убраны.
Наконец, даже для здоровой
женщины прерывание
беременности вредно. Дело не только в том,
что аборт, даже произведенный
в больничных условиях, это
хирургическая операция, которая, как и
каждая операция, всегда таит
угрозу осложнений. Прерывание
наступившей уже беременности
ведет к сложным нарушениям в
эндокринной системе организма,
уже перестроившейся
определенным образом, и не случайно
женщины, перенесшие несколько
абортов, страдают, например,
разного рода неврозами. (Не буду
перечислять всех последствий
абортов — последствий много, и
все они нежелательны.)
Выход один — научиться
предупреждать беременность.
2. «СПИРАЛИ» И ГОРМОНЫ
Существовавшие до последнего
времени методы и средства были
недостаточно эффективными, и —
что делало их, кстати, еще менее
эффективными — они были
неприятными и неудобными, вносили
неловкие моменты в самую
интимную сторону жизни людей.
В последние годы разработка
новых противозачаточных средств,
которые не имели бы упомянутых
недостатков, велась по двум
путям.
В СССР и ряде зарубежных
стран были предложены
механические средства: химически
инертные пластмассовые спирали и
«зонтики» для введения в полость
матки. (Несложную операцию их
введения может произвести любой
врач-гинеколог в амбулаторных
условиях.)
В эксперименте, а затем при
длительных испытаниях этих
средств было установлено, что
они, не вызывая никаких вредных
последствий, могут находиться в
полости матки непрерывно
практически в течение многих лет.
Такая спираль или «зонтик»
является для организма инородным
телом. Само его пребывание в
полости матки вызывает усиленную
перистальтику фаллопиевых труб,
в которых и проходят обычно
оплодотворение яйцеклетки и
первые стадии развития эмбриона.
Из-за усиления перистальтики труб
оплодотворенная яйцеклетка
попадает в полость матки раньше,
чем наступает возможность ее
прикрепления там, и погибает.
Эти средства во всем мире
применяло около 2,5 миллиона
женщин. Эффект от их
применения оказался очень высоким,
почти таким же, как и при
применении синтетических гормонов.
Массовое внедрение новых
механических противозачаточных
средств у нас зависит сейчас от
организации их производства: для
них нужны специальные
полимерные материалы. Слово за
химической промышленностью и за
промышленностью медицинской.
О втором пути изысканий, в
результате которого были получены
и начали применяться
синтетические гормональные препараты,
подробно рассказано в статье
И. Е. Кисина.
Препараты-гестагены испытыва-
лись и у нас в стране. При
правильном их применении был
достигнут высокий эффект. Однако
они встретили весьма
настороженное отношение и врачей, и
женщин, их применявших.
Немалую роль сыграли
побочные явления — тошнота и другие
неприятные ощущения, которые
появляются после приема
препаратов. Некоторые пациентки
спустя короткий срок попросту
отказывались продолжать принимать
гестагены. Целый ряд специальных
вопросов, связанных с
применением гестагенов, оказался еще не
изученным медиками: неясно,
например, какие последствия могут
вызвать эти препараты у женщин с
заболеваниями печени и почек —
то есть у весьма большой группы
пациенток, для которых
предупреждение беременности —
подчас вопрос не только здоровья, но
и жизни.
Несмотря на имеющийся в
литературе большой статистический
62
материал, ряд ученых-медиков
продолжает опасаться нарушений
обычного гормонального
равновесия в организме женщины,
принимающей гестагены, а также тромб-
эмболических и иных
поражений: мол, все-таки имеет место
слишком серьезное
вмешательство в нормальные физиологические
процессы. (Моя личная и, конечно,
спорная точка зрения: вред от
гормонов меньше вреда — в том
числе и гормонального, —
который вызывают частые аборты.)
Такие вопросы могут быть
решены только в результате
тщательно проведенных исследований
и строгого анализа статистических
данных.
Однако на пути гормональных
противозачаточных средств
оказался еще один барьер —
психологический.
■ ЭТО ВАРЕНЬЕ НЕ ВРЕДНО
ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ?
Москвичка Г. Д. ЛЕВИНА пишет:
«Мои родственники хотят
прислать мне варенье из смородины.
И они спрашивают: можно ли
налить варенье в целлофановые
мешочки, которые потом положить в
ящик! Как поведет себя варенье в
этих мешочках! Не станет ли оно
от этого вредным для здоровья!
Очень прошу вас ответить».
Отвечает Я. Ф. ПЕШКОВСКИЙ.
Мешочки из полиэтиленовой
пленки — а их, очевидно, имеет в виду
автор письма — допущены к
использованию в пищевой
промышленности. Поэтому опасения, что
они вредны для здоровья, —
напрасны.
Что же касается вопроса: €сКак
поведет себя варенье в этих
мешочках?» — то остается только на-;
деяться, что варенье будет вести
себя спокойно, особенно если
работники почты не будут бросать
ящик с посылкой при погрузке.
Для того чтобы уменьшить дефор-
И неспециалистов, и даже
специалистов волнует, этично или не
этично распространять
противозачаточные средства. Они боятся, не
приведет ли их доступность к
«падению нравов». Этот вопрос в
течение последних лет широко
обсуждался в печати многих стран.
Мне думается, что такая
постановка вопроса неправомерна,
ненаучна. Проблема нравственного
здоровья — всецело в сфере
воспитания. Это забота школы, семьи,
общества в целом. Ставить в
зависимость от нее решение чисто
медицинской проблемы было бы
абсолютно неверным.
И, наконец, медицина теперь
получила возможность
регулировать рождаемость разными
путями. Вряд ли нашим медикам стоит
отдавать предпочтение лишь
какому-то одному виду средств.
мацию мешочка при ударах, не
следует заполнять его доверху.
Необходимо тщательно и умело
заварить мешочек с вареньем и
для страховки поместить его еще
в один, немного больший по
размеру, обернув несколькими
слоями бумаги.
Конечно, можно применять для
этого только новые, не
употреблявшиеся прежде мешочки,
которые не утратили прочности.
Правда, может случиться, что мешочки
порвутся... В этом случае
предугадать поведение варенья труднее.
Не исключено, что оно начнет
вести себя буйно и все вытечет из
ящика.
■ СНОВА О МЕЛЕ,
КОТОРЫЙ НЕ ПАЧКАЕТ
В мае прошлого года в нашем
журнале была опубликована
заметка инженера В. Л. Войтовича
«Мел, который не пачкает»; в этой
заметке рекомендовалось
покрывать школьные мелки поливинил-
ацетатной эмульсией или дивинил-
стирольным латексом*
И врачи, и женщины должны
иметь возможность их выбора и
при необходимости — их замены.
Обсуждаемый вопрос очень
важен: речь идет ни много, ни
мало, как о здоровье половины
членов нашего общества. Тем более
что распространение и
гормональных, и механических
противозачаточных средств как у нас, так и
за рубежом идет очень медленно.
Автор статьи «Таблетки, о которых
спорят газеты» с большим
оптимизмом пишет о 10 миллионах
женщин трех континентов, кото-
рые стали пользоваться
гормональными препаратами. А ведь в
мире более полутора миллиардов
женщин, и из нил минимум
половина — в том возрасте, для
которого упомянутая проблема
действительно важна.
В. Л. ВОЙТОВИЧ предлагает
новый способ делать мел, не
пачкающим руки (о достоинствах этого
способа судите сами):
«...Непачкающий мел
великолепного качества получается в том
случае, если обмакнуть мел... в
обыкновенное молоко, даже
порошковое, даже обрат. Ведь с физико-
химической точки зрения
молоко — это та же дисперсия
полимера, кальциевой соли казеина
(она обладает неплохими
пленкообразующими свойствами),
стабилизированная защитным
коллоидом альбумином. Молочный жир
не мешает пленкообразованию;
наоборот, он делает поверхность
мела приятной на ощупь. Чтобы
пленка образовывалась быстро и
была хорошего качества,
необходимо просушить мелок при 100—
120СС в течение 15—30 минут.
На один кусочек мела нужно
около 0,5 грамма молока. Так что
молочные реки не иссякнут, если
отвести от них малюсенький
ручеек для этой цели...»
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ НАШИ КОНСУЛЬТАЦИЙ НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ НАШИ
63
НОВОСТИ ОТОВСЮЛУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮЛУ НОВОСТИ
МОРЕ И НЕФТЬ
Ученые уже давно ищут способ
очистки морской воды от нефти,
разлитой на поверхности воды.
С этой целью были испробованы
различные механические методы
отделения нефти от воды,
исследован целый ряд химических
веществ, которые способствуют
диспергированию нефти или
образованию геля. Об одном из
механических методов отделения нефти
от воды, в котором
использовались соломенные маты, уже
сообщалось в «Химии и жизни» A968,
№ 3).
Журнал «Chemical Engineering»
A967, № 41) предлагает другой
способ: очищать морскую воду
измельченным пенополиуретаном.
Один кубический метр этого
материала может впитать почти тонну
сырой нефти. Причем около ВОи/о
нефти можно затем «выжать» из
пенополиуретана, подвергнув его
прессованию.
ФОТОГРАФИЯ
ЧЕРЕЗ 5 МИНУТ
Журнал «Engineers Digest» A967,
№ 10) сообщает, что разработан
процесс «считывания
изображения» с экспонированной, но еще
не проявленной пленки. Это
позволяет получать фотоснимки
через несколько минут после
съемки. Скорость обработки пленки —
от 5 до 10 см/сек. Стандартная
негативная черно-белая пленка в
процессе «отпечатывания»
фотоснимков не нарушается, поэтому
негативы можно затем проявить
обычным путем.
Изображение с
экспонированной пленки переносится на
специальную фотобумагу следующим
образом: пленка и фотобумага по
направляющим роликам попадают
в камеру с раствором, в котором
азотнокислое серебро с пленки
может отпечататься на фотослое.
В камере благодаря
прижимающим роликам пленка и
фотобумага соприкасаются и нагреваются в
течение нескольких секунд; за это
время на фотобумаге появляется
позитивное изображение. Бумага с
фотоснимками быстро сушится и
наматывается на катушку, а
пленка поступает в кассету для
последующей обработки в течение 4
часов.
БАКТЕРИИ-ИНДИКАТОРЫ
Некоторые микроскопические
бактерии светятся, но это еще не
самое замечательное их свойство.
Оказывается, что сила их свечения
может изменяться под
воздействием различных газообразных
веществ.
Недавно появилось сообщение
о создании в США детектора, в
котором фотоэлемент
регистрирует изменение холодного свечения
бактерий при появлении в воздухе
сероводорода. Этот детектор
позволяет даже определять
концентрацию сероводорода.
Такой же принцип можно
использовать для создания
приборов, которые могли бы
определять опасные количества
анестезирующих веществ в операционных,
обнаруживать утечку ядовитых
химических веществ и концентрацию
ядохимикатов в воздухе вблизи
обрабатываемых ими полей.
сладкий рекорд
В пищевой промышленности
широко используются искусственные
подслащивающие вещества.
Большинство из них только в тридцать
64
раз слаще сахара, имеют
горьковатый привкус и, кроме того, в
какой-то степени вредны для
здоровья.
В поисках новых
подслащивающих веществ изучают сотни ягод и
фруктов.
Как сообщает «Science Journal»
A967, № 12), из нигерийских ягод
Dioscorcothyllum cumminsii, иначе
называемых «цейлонскими
ягодами», выделено вещество, в
1500 раз более сладкое, чем
сахар.
Растение, которое завоевало
такой необычный рекорд, пока
никто не использует. Но в
ближайшем будущем оно может
оказаться очень важным экспортным
товаром для тропических стран.
ХИМИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ
ДЛЯ ЗУБОВ
Искусственные материалы можно
использовать для защиты зубов от
кариеса.
Покрытия должны быть
кислотостойкими, не разрушаться под
действием бактерий, воды, хорошо
связываться с зубной эмалью и не
изменять своего цвета со
временем.
Кроме того, они должны быть
нетоксичными и стойкими к
истиранию.
Об одном из синтетических
материалов, обладающих этими
свойствами, сообщает журнал
«Chemical Week» A966, № 21).
Технология подготовки зубов
такова: очистка водной пастой из
пемзы, затем обработка в течение
10 минут 50%-ным раствором
фосфорной кислоты, содержащим 7%
окиси цинка, и только после
этого — нанесение покрытия.
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ
СЕРА ИЗ ДЫМА
Двуокись серы, выходящая в
атмосферу с дымовыми газами
тепловых электростанций — одно из
основных веществ, загрязняющих
атмосферу. Проблемой очистки
воздуха от этих веществ
занимаются давно. Журнал «New
Scientist» A967, № 569) сообщает еще
об одном методе улавливания
серы из дымовых газов: дым
пропускается через слой псевдосжижен-
ного алюмината натрия высокой
пористости. SO2 диффундирует в
поры и реагирует с алюминатом
натрия. После обработки
продуктов реакции водородом
образуется смесь сероводорода и
двуокиси серы. Чтобы получить
элементарную серу, эти газы пропускают
над бокситовым катализатором.
Из дымовых газов
электростанции мощностью в 2 млн. киловатт,
работающей на каменном угле,
можно извлечь до 75 000 тонн
элементарной серы в год.
ПРЕСНАЯ ВОДА
ИЗ МОРСКИХ ВЕТРОВ
Океанографы Г. Жерар и Дж.
Борзел из Колумбийского
университета предложили простой и
дешевый способ получения пресной
воды. На глубине около километра
под поверхностью океана
температура воды постоянна: плюс 4—
5СС. Эту холодную воду
перекачивают насосом в трубы
специального конденсационного устройства,
через которое продувают
насыщенный водяными парами теплый
морской воздух. Пары
конденсируются, и питьевая вода стекает в
резервуар.
Электроэнергию для насоса
дают ветряной двигатель и турбина,
которую приводит в движение
использованная и стекающая
обратно в океан морская вода.
По оценке авторов
предложения, перекачка миллиона
кубических метров холодной морской
воды через конденсатор даст
жителям Виргинских островов, где
предполагают построить такой
опреснитель, ежедневно около
четырех тысяч кубических метров
питьевой воды, более дешевой,
чем из обычных опреснительных
установок.
ПРОТИВ ОБЛЫСЕНИЯ
Мужское население маленького
английского городка Уолсби
пришло в неописуемое волнение. По
городу поползли удивительные
слухи: рабочие, занятые
упаковкой порошкообразного птичьего
помета, идущего, как известно, на
удобрение, стали чаще обычного
посещать парикмахерскую — у
них поразительно быстро росли
волосы.
Владельцы птицефермы,
которые недавно организовали
продажу удобрения, получили за
короткий срок около 3000 заказов на
порошок, а 300 обладателей
лысины сами явились на ферму,
надеясь заново отрастить шевелюру в
ее «благотворной» атмосфере.
Как сообщает газета «Volks-
stimme» A967, № 197), ученые тут
же предположили, что в курином
помете, возможно, есть какое-то
биологически активное вещество,
стимулирующее рост волос.
ТРИТИИ СПАСАЕТ
ОТ ВЗРЫВОВ
Жидкий водород сейчас считают
одним из наиболее эффективных
ракетных горючих. Однако у него
есть один существенный
недостаток: смеси водорода с воздухом
(от 4 до 75% Ы2) взрывоопасны.
До недавнего времени утечку
водорода регистрировали с
помощью спектрального анализа
воздуха непосредственно у поверхности
бака с жидким Нг. Но этот метод
недостаточно чувствителен, и,
кроме того, сигналы о возникновении
опасной концентрации водорода
поступают иногда слишком
поздно. Это и приводило к печальным
исходам: взрывам, разрушениям,
человеческим жертвам.
Журнал «Science News» A967,
№ 14) сообщает, что предложен
новый метод обнаружения утечки
водорода задолго до того, как его
концентрация в воздухе вблизи
бака станет угрожающей: в
жидкий водород добавляют очень
небольшое количество (от 60 до
10 весовых частей на миллиард
весовых частей водорода)
радиоактивного трития —
сверхтяжелого водорода с периодом
полураспада 12,5 лет.
Счетчик Гейгера немедленно
обнаруживает даже
незначительную утечку водорода с добавкой
трития.
ПРОРОК МОИСЕИ И ГЕНЕТИКА
Одним из чудес, которые
совершил библейский пророк Моисей,
было появление фонтана воды в
том месте, куда Моисей ткнул
своим жезлом. В более поздние
времена наука неоднократно
обращалась к проблеме «водовиде-
ния», и обычно конечный
результат был отрицательным: водов и д-
цы оказывались на поверку
обыкновенными шарлатанами.
Но в последние годы интерес
к проблеме водовидения снова
обострился. Публикуемые
сообщения разноречивы... Вот одно из
них. На конгрессе по медицинской
генетике итальянский
исследователь Э. Мессери сообщил о
результатах изучения способности
чувствовать под землей и воду, и
металлы. Из 70 человек в семьях
восьми профессиональных водоис-
кателей около половины
обладали способностью «чувствовать»
подземные источники. Автор
сообщения утверждал, что способность
эта наследуется в соответствии с
законами Менделя... Можно
предположить, что люди, обладающие
этой способностью, и
приобретали в древние времена славу
пророков.
65
ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ
zr
X ш
г: ш
н
О*
их
Совещание, по научной
фотографии. Июнь. Ленинград. (Комиссия
по химии фотографических
процессов, Государственный
оптический институт)
III всесоюзное совещание по
редким щелочным элементам. Июнь.
Пермь. (Пермский
ский институт)
политехниче-
III всесоюзная конференция по
бионике. 27—31 мая. Москва.
(Московский государственный
университет)
Совещание по применению
вычислительной техники в медицине.
Июнь. Москва. (Научный совет по
комплексной проблеме
«Кибернетика» АН СССР)
X
d
О
CL
<
5 m
IV международный конгресс по
катализу. Июнь. СССР, Москва.
Международный конгресс по
исследованию фотосинтеза. Июнь.
ФРГ, Фрейденштадт.
Ежегодная конференция по теории
и технологии фотографии. Июнь.
США, Бостон.
Конференция по коррозии и
защите труб и трубопроводов. Июнь.
Великобритания, Лондон.
12-й конгресс Международной
федерации ассоциаций специалистов
по текстильной химии и
красителям. Июнь. Франция, Париж.
IV международный симпозиум по
структуре и химическим свойствам
твердых поверхностей. Июнь.
США, Беркл.и.
V международный конгресс по
легким металлам. Июнь. Австрия,
Леобен.
Международный симпозиум по
газовой хроматографии. Июнь.
Дания, Копенгаген.
V конференция по почечной
недостаточности и замещению
почечных функций. Июнь. Ирландия,
Дублин.
X
В ближайшее время выходят в
издательствах
«Наука»:
Л. В. ВАННИКОВ, Л. И.
БОГУСЛАВСКИЙ. Органические
полупроводники и биополимеры. 70 к.
Б. А. КАЗАНСКИЙ.
Каталитические превращения углеводородов.
3 р. 50 к.
Е. И. КЛАБУНОВСКИЙ. Стереоспе-
цифический катализ. 1 р. 90 к.
Н. С. НИКОЛАЕВ и др. Химия
галоидных соединений фтора.
1 р. 70 к.
Органические полупроводники.
Издание второе. 2 р. 35 к.
Е. С. ПАЛЬШИН и др.
Аналитическая химия протактиния. 1 р. 32 к.
Синтез и свойства ионообменных
материалов. 2 р. 50 к.
«Мир »:
Армированные полимерные
материалы. Сборник статей. 1 р. 28 к.
Материалы Международного
симпозиума по полимерам 1967 г.
1 р. 28 к.
М. ЖОЛИ. Физическая химия
денатурации белков. 2 р. 36 к.
Проблемы физики и химии
твердого состояния органических
соединений. Под редакцией Д.
Фокса. 3 р. 04 к.
«Химия»:
Дж. Р. СКОТТ. Физические
испытания каучука и резины. 1 р. 83 к.
Присадки к маспам. 1 р. 95 к.
Реакции и методы исследования
органических соединений.
Книга 19. 2 р. 09 к.
К. П. МИЩЕНКО, Г. М.
ПОЛТОРАЦКИЙ. Вопросы термодинамики
и строения водных и неводных
растворов электролитов. 1 р. 78 к.
Л. Н. МАТУСЕВИЧ. Кристаллизация
из растворов в химической
промышленности. 1 р. 26 к.
оо
ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ
со
<
I—
U
0Q
Международная выставка
«Коммунальное и бытовое оборудование»
(ИНТЕРБЫТМАШ-68). 21 мая —
4 июня. Москва, парк «Соколь-
Выставка рыбопромыслового и
рыбообрабатывающего
оборудования группы фирм «Тайэ» и
«Атака Ко Лтд» [Япония). 22 — 31 мая.
Гор. Находка, Дворец рыбаков.
Выставка «Все для дома»
(устроитель — внешнеторговое
предприятие «Хольц унд Папир», ГДР).
8—23 июня. Минск, Дворец спорта.
а.
О
О
СТ.
со
Передвижные выставки:
Применение кремнийорганических
продуктов в промышленности и
быту. Ярославль (июнь), Иваново
(июль), Ленинград (сентябрь).
Химические реактивы, препараты
и особо чистые вещества. Тбилиси
(июнь), Ленинград (август),
Ереван (октябрь), Кемерово (ноябрь).
Методы борьбы с ветровой
эрозией почв в районах Сибири и
Западного Казахстана. Целиноград
(июнь), Омск (июль).
Озеленение промышленных
предприятий. Днепропетровск (июнь),
Донецк (июль).
Применение редких металлов в
народном хозяйстве. Москва
(июнь), Киев (июль—август),
Днепропетровск (сентябрь),
Запорожье (октябрь—ноябрь), Донецк
(ноябрь—декабрь).
Производство и использование
витаминной травяной муки.
Красноярск (июнь).
Тематическая выставка «Школьная
гигиена». Павильон
«Здравоохранение СССР». Май—ноябрь.
Смотр — конкурс новых видов
цельномолочной продукции.
Павильон «Молочная
промышленность». Июнь.
с;
со
■а
О
Всесоюзный институт научной и
технической информации (ВИНИТИ)
издает реферативный журнал
«Химия», сводный том которого
выходит два раза в месяц. В этом
универсальном издании
публикуются рефераты и библиографии
книг и статей, выходящих на
64 языках.
Сводный том состоит из десяти
выпусков: «Общие вопросы
химии. Физическая химия.
Неорганическая химия», «Аналитическая
химия. Оборудование
лабораторий», «Органическая химия»,
«Общие вопросы химической
технологии», «Технология неорганических
веществ», «Силикатные
материалы», «Технология органических
веществ», «Химия и переработка
древесины, горючих ископаемых и
природных газов», «Химия и
технология пищевых продуктов, по-
верхностноактивных материалов и
душистых веществ», «Химия и
технология высокомолекулярных
соединений». Кроме того, выходят
отдельные выпуски «Коррозия и
защита от коррозии» и
«Биологическая химия», не входящие в
сводный том.
Подписка принимается круглый
год как на сводный том, так и на
любой из выпусков.
Индивидуальным подписчикам предоставляется
скидка на 30—50%.
Если вы хотите заказать и быстро
получить фотокопию или
микрофильм любой статьи, на которую
в журнале помещен реферат,
обращайтесь по адресу: гор.
Люберцы Московской обл., Октябрьский
проспект, 403, Производственно-
издательский комбинат ВИНИТИ,
бюро заказов.
07
ПЕРЕЧИТЫВАЯ
КЛАССИКОВ...
И. Г. ЖИРНАУСКАС
Сегодня химия стала чем-то обыденным,
привычным — не только для специалистов,
но и для самого широкого круга людей. Мы
восхищаемся достижениями этой науки и
все-таки в глубине души принимаем их как
нечто должное. Но если обратиться в
прошлое, то мы увидим, что химия (пусть
даже она и называлась иначе) на
протяжении всей истории человеческой
представлялась предметом романтическим.
Эта особенность химии заставляла
многих великих писателей и поэтов
использовать на страницах своих творений образы,
навеянные размышлениями о веществе и
его превращениях. И химику сегодняшнего
дня, перечитывающему классическую
поэзию и прозу, не просто приятно встретить
упоминание о своей науке — многие мысли
художников слова заставляют нас
задумываться вновь о вещах, на которые мы уже
привыкли не обращать внимания,
поражают порой гениальностью предвидения,
иногда заставляют улыбнуться, иногда —
вспомнить забытое...
Вот немеркнущей славы «Метаморфозы»
Овидия:
Уж человек не одни лишь хлеба и плоды
от почвы богатой
Требует, но устремился он вглубь и в недра
проник он земные,
И на поверхность извлек он оттуда богатства,
источники злого,
Все, что земля ревниво скрывала
близ стиксовых теней:
Вот уж железо пришло вредоносное, злато,
что хуже железа,
Уж появилось, пришла война в доспехах
златых и железных
И потрясает, бряцая оружием,
дланью кровавой... *
Да, именно химия помогла человеку
(пусть и неосознанно) получить железо из
руды. Поэт убежден, что виновник
страданий человечества — то, что мы теперь
называем цивилизацией и наукой. И ныне
раздаются такие голоса. Но разве нож мы
судим за убийства? Пройдут века, человек
с помощью химии добудет фосфор, хлор,
фтор, алюминий... Многие из этих
элементов попадут в «длань кровавую». Но разве
может это служить свидетельством
против химии?
А вот роман А. Франса «Харчевня
королевы Гусиные Лапы». Начало XVIII века:
алхимия еще процветает, но ее судьба уже
предрешена. Герой Франса, мсье д'Астарак,
еще охотится за саламандрами и верит во
всякую чепуху, но он уже обуреваем
новыми идеями; в нем уже чувствуется
передовой человек и ученый будущего. Он ясно
видит абсурдность религии, отказывается
служить королю и считает, что «нет
ремесла более низкого, чем ремесло военное».
Все свои средства, всю свою жизнь он
посвящает любимой химии, которая в
будущем должна сделать человечество
счастливым. Стремясь приблизить этот миг, он с
помощью химии создает новые сорта пищи:
различные желе, отвары, пюре...
«Ежели кушанье, которым я угощаю
вас нынче, приготовлено неудачно, то
повинен в этом не столько мой повар, сколько
G9
* Перевод автора.
химия, находящаяся еще в пеленках»,—
говорит д'Астарак своим гостям. Затем он
излагает свои взгляды на химию питания,
говорит о трапезах будущего, об
искусственной пище, и некоторые его идеи звучат
довольно современно.
Так писал мудрый Франс в конце
прошлого столетия. Он не был естественником,
но хорошо понимал дух точных наук.
Теперь — о великом Гёте, не только поэте,
но и ученом-естествоиспытателе. Правда,
Гёте жил за сто лет до Франса, но все же
он был свидетелем начала расцвета физики
и химии.
Путь исследователя был тяжелым во
все времена, кому как не Гёте знать это!
Недаром с героем своей бессмертной
трагедии он знакомит читателя в час, когда
разочаровавшийся и отчаявшийся Фауст
обращается к своим аппаратам со
следующими горькими словами:
Не смейтесь надо мной деленьем шкал,
Естествоиспытателя приборы!
Я, как ключи к замку, вас подбирал,
Но у природы крепкие затворы.
То, что она желает скрыть в тени
Таинственного своего покрова,
Не выманить винтами шестерни,
Ни силами орудья никакого *.
Перед нами еще один ученый переходного
периода. Его изобразил В. Гюго в романе
«Человек, который смеется». Старый Ур-
СуС — философ, скоморох, нелегальный
врач, химик и, вдобавок ко всему, человек
с золотым сердцем — был вызван на
допрос в комиссию, на которую был
возложен надзор за всеми произносимыми
публично речами. Урсуса обвиняют в том, что
он отрицает религию и различные «твердо
установленные» научные истины.
— Вы отнесли аурипигмент ** к
мышьяковым соединениям и говорили, что
аурипигмент может служить отравой. Библия
отрицает это, — атакует Урсуса
представитель богословия.
— Библия отрицает, — со вздохом
возразил Урсус, — зато мышьяк доказывает.
Представитель медицины «сражает»
Урсуса:
— Доказано, что хрусталь, — результат
естественной возгонки льда и алмаз — ре-
* Перевод Б. Пастернака.
** Аурипигмент — минерал состава As2S3.
зультат такой же возгонки хрусталя;
установлено, что лед становится хрусталем
через тысячу лет, а хрусталь становится
алмазом через тысячу веков. Вы это
отрицали.
— Нет, — меланхолически возразил
Урсус. — Я только говорил, что за тысячу лет
7 О
лед может растаять и что тысячу веков не
так-то легко счесть.
Шарль Бодлер — один из крупнейших
французских поэтов прошлого столетия,
воспевавший в своих стихах все страшное
и мрачное; он пишет гимны дьяволу. А где
дьявол — там и алхимия. В первом
стихотворении «Предисловие» из его
знаменитого сборника «Цветы Зла» поэт дает
довольно мрачную картину падения
человека:
И Демон Трисмегист, баюкая мечту,
На мягком ложе зла наш разум усыпляет;
Он волю, золото души испепеляет,
И, как столбы паров, бросает в пустоту. *
«Трисмегистос» по-гречески означает
«трижды могущественнейший». В
египетско-греческой алхимии это был эпитет
мифического основателя химии Гермеса, по
преданию соч инившего тысячи или десятки
тысяч ученых трактатов — «Гермес
Трисмегистос». Таким образом, Демон у
Бодлера— могущественный химик, в руках
которого обращается в пар (сублимирует!)
наша воля. Образ величественный!
Великий Жан-Жак Руссо был
философом, писателем, композитором, но не
химиком. Но в молодости он однажды
увлекся химическим экспериментом, и это имело
для него весьма печальные последствия.
Вот что Руссо рассказывает об этом в своей
знаменитой «Исповеди»:
«Часто также виделся я в Шамбери с
одним якобинцем, учителем физики,
добряком монахом, имя которого я позабыл;
он производил маленькие опыты, очень
меня забавлявшие. По его примеру я
захотел сделать симпатические чернила. Для
этого я наполнил бутылку более чем до
половины негашеной известью, сернистым
мышьяком и водою и хорошенько ее
закупорил. Кипение началось почти мгновенно
и со страшной силой. Я бросился к
бутылке, чтобы откупорить ее, но опоздал: она
взорвалась, как бомба, прямо мне в лицо.
Я наглотался извести и сернистого
мышьяка и чуть не умер. Более шести недель я
был слепым и таким путем научился не
браться за опыты по физике, не зная
ее начал.
Это приключение сильно повредило
моему здоровью — оно с некоторых пор
значительно ухудшилось... Я стал
заметно чахнуть... страдал одышкой... харкал
кровью; потом прибавилась лихорадка,
от которой я никогда уже не мог
избавиться».
Но почему же произошел взрыв?
* Перевод Эллиса.
71
Судя по описанию, в бутылке должны
были произойти следующие реакции:
СаО '-ir20->Ca(OHJ,
6Са (ОПJ ' 2As2S3 -> 0H2U 4- Са3 (As03J -£•
4 Ca3(ASS3J.
Взрывчатые вещества тут не
образуются, не образуются также газы.
Единственной причиной случившегося было внезапно
выделившееся большое количество тепла,
так как реакция сильно экзотермична:
смесь закипела и разорвала бутылку...
Как видно из дальнейшего, Руссо не
считает свое отравление главной причиной
болезней, которыми он страдал всю жизнь;
он предполагает, что этой причиной были
его страсти. Химик же склонен думать
иначе...
От трагедии Руссо переходим к трагедии
героев «Идиота» Достоевского.
Обезумевшие Парфен Рогожин и князь
Мышкин ведут разговор у трупа жертвы
Рогожина — Настасьи Филипповны.
«—...Боюсь вот тоже еще, что душно и
дух пойдет. Слышишь ты дух или нет?
— Может и слышу, не знаю. К утру
наверно пойдет.
— Я ее клеенкой накрыл, хорошею,
американскою клеенкой, а сверх клеенки
уж простыней, и четыре склянки жданов-
ской жидкости откупоренной поставил, там
и теперь стоят».
Жуткая сцена! Но когда я в первый раз
ее читал, ничто меня так страшно не
поразило, как эти четыре склянки «ждановской
Проверьте перевод фраз, помещенных в
предыдущем номере:
1. В большинстве стран мира считается, что
для удобрения почвы нужны три элемента: азот,
фосфор и калий; но, по мнению новой школы
профессора Гомеса («Nature», ноябрь 1964 г.) и
других исследователей, к N, Р и К надо добавить
жидкости». Эта мелочь как-то особенно
подчеркивает кошмарность случившегося.
Но что же это за «ждановская жидкость»?
Конечно, то, что мы теперь назвали бы
дезодоратором — средство для
уничтожения запаха. Но химика сразу интересует
состав. Напрасно я перерыл все
современные энциклопедические словари — пропала
ждановская жидкость! И лишь в старых
энциклопедиях конца прошлого века я
нашел ответ. Оказалось, что ждановская
жидкость была предложена в сороковых годах
прошлого столетия как средство для
уничтожения зловония; получила свое название
по фамилии ее изобретателя, инженера-
технолога Н. И. Жданова. В ее состав
входят: сернокислое железо, кипяченая вода,
неочищенный древесный уксус
(получается при сухой перегонке дерева), лавандовое
масло (эфирное масло, получаемое из
растения лаванды).
Вы спросите: неужели химия в
художественной литературе почти всегда была
связана с грустными, тоскливыми образами,
с несчастьями и преступлениями? Если
говорить о литературе прошлого, то это,
пожалуй, так. Подумайте: сколько веков
утверждалась за химией репутация чего-то
таинственного, нечестивого и опасного!
Могущество современных химиков не
идет ни в какое сравнение со скромными
возможностями их ученых предков. Так
будем же надеяться, что оно все реже и
реже будет обращаться во вред человеку...
Рисунки Д. ЛИОНА
еще три важных элемента: серу, магний и
кальций, чтобы получить так называемое
сбалансированное удобрение. Долгое время азот и калий
вносили под культуры в виде сернокислого
аммония и сернокислого калия, содержащих
соответственно 24 и 18 процентов серы.
2. Испытывая недостаток в сере, химическая
французский
для химиков
72
промышленность ориентировалась на смеси с
повышенной концентрацией элементов N, Р и К,
считавшихся основными. Именно поэтому
безводный аммиак, фосфорная кислота,
фосфорнокислый и азотнокислый аммоний и стали
применяться вместо традиционных удобрений, а сера
исключалась, как ненужная примесь.
3. Изучение окисной пленки способом
электронной дифракции показало, что при
нагревании металла на воздухе примерно до 130°С
получаются дифракционные картины,
соответствующие закиси олова. При более высоких
температурах происходит ее превращение в окись
олова *. Существует вероятность, что пленка,
образующаяся на воздухе при обычных
температурах, состоит из закиси олова.
А теперь продолжим наши наблюдения над
французским словообразованием.
Один из важнейших способов образования
производных слов во французском языке —
прибавление к основе словообразующих частиц, или
аффиксов. Аффиксы не равноценны по своей
словообразовательной функции: префиксы, то
есть приставки, помещенные перед основой,
изменяя слово, не изменяют его
грамматической категории, образуя от глагола глагол
и т. д., а суффиксы могут образовывать слова,
относящиеся к иным частям речи.
Аффиксы, как и слова основного словарного
фонда французского языка, представляют собой
латинское и греческое наследие, и проникали они
во французский язык и разговорно-народным, и
книжно-«ученым» путем. Отсюда — наличие
многочисленных дублетов и даже триплетов. В них
мы наблюдаем наряду с полным семантическим
несоответствием или различным объемом понятий
и некоторый параллелизм, доходящий до полного
соответствия (см. примеры, приведенные ниже).
В практическом же употреблении
синонимические аффиксы, закрепляясь за определенной
областью, могут иногда образовывать с первого
взгляда совершенно различные термины,
например: premier (порядковое числительное «первый»)
и prima ire («начальный, первичный») образуют
термины un primaire («первичная обмотка
трансформатора») и matiere premiere («сырье»),
-AGE, -MENT, -TION, -URE
Для большей наглядности давайте проследим на
примерах способы образования существительных,
означающих названия действий, процессов и
операций, а иногда и результатов этих действий,
при помощи суффиксов -age, -(e)ment, -tion, -ure.
* По новой номенклатуре — соответственно
оксид (II) и оксид (IV) олова. — Ред.
В ряде случаев суффиксы -age и -merit,
соединяясь с данной основой, не допускают другого
суффикса: etainage — покрытие оловом; laitonnage
(laitonisage) — латунирование; mordancage —
протравливание; mutage — сульфитация; moussage —
пенообразование; marquage — мечение
радиоактивным изотопом; developpement — развитие, рост,
расширение, проявление (пленки); encombrement —
размер, площадь, объем; morcellement —
дробление; enchainement — сцепление, соединение; ряд;
fractionnement — фракционирование, разделение.
А вот примеры слов, основы которых могут
присоединять к себе различные суффиксы, не
изменяя при этом своего значения: affinage, affine-
ment — очистка, рафинирование, передел (чугуна),
доводка обработанной поверхности, измельчение
в порошок; decrassage, decrassement — прочистка
очистка, удаление шлака; nettoyage, nettoyement —
чистка, очистка, осветление; redressage, redresse-
ment — выпрямление, трансформирование; nicke-
lure, nickelage — никелирование, titrage, titration —
титрование.
Но во многих случаях суффиксы -age, -(e)ment,
а реже -tion и -иге, присоединяясь к одной и той
же основе, образуют слова, семантически
различные:
debordage — разделка шкуры, обрезка краев
(кожи)
debordement — переливание через кран, перегрузка
etalage — раскладывание, выставка
etalement —растекание, расплыв (бетона),
рассредоточение
empatage — замешивание теста, обваливание в
тесте
empatement — сгущение, понижение текучести
separage - - сортировка, разделение
separation —отделение, обогащение, перегородка
-ABLE (-IBLE, -UBLE) и -IF (-IVE)
Один из самых продуктивных суффиксов имен
прилагательных — able, который в зависимости от
звукового состава основы может иметь форму
-ible или -uble (при образовании
существительного прибавлением к прилагательному суффиксов
-te, -ete этот суффикс принимает форму -bilite).
Суффикс -able, присоединяясь большей частью
к глагольной основе, образует прилагательные,
выражающие пассивную (реже — активную)
возможность по отношению к исходному глаголу.
Например, une route pratiquable — проезжая
дорога; fusible — плавкий; conductible — проводящий
(активная возможность); miscible — поддающийся
смешиванию; soluble — растворимый и т. д. Этот
суффикс настолько продуктивен во французском
языке, что неизвестно каким образом проник и
в шутливо-разговорный русский жаргон
(«читабельная книга» — которую «можно читать»).
73
Наряду с этим суффиксом во французском
языке очень распространено образование
прилагательных с помощью суффикса -if (-ive).
Присоединяясь к глагольной основе или к основе
другого прилагательного, он образует
прилагательное, выражающее склонность, способность
к действию или состоянию, обозначенному
основой. Иногда суффиксы -able и -if оказываются
параллельными (conductible — conductif), но есть и
примеры полной «автономности» суффикса -ifc
approximatif — приблизительный, inventif —
склонный к изобретениям; ma lad if — болезненный;
approbatif — одобрительный и т. д.
ПРЕФИКСЫ
Образование новых слов во французском языке
вообще и в научно-технической литературе
в частности происходит главным образом за счет
книжных префиксов, которые более устойчивы и
потому более пригодны для дифференциации
значений.
Чтобы освоить наиболее употребительные
префиксы, предлагаем вам перевести (со словарем
или без него) следующие слова:
префикс
A, ad и т. д.
его значение
iin mouvement,
line direction
vers
privation
примеры
amener, adjoindre,
accourir, affaire,
aggloinerer
amorphe, anorga-
iiiquo
ampin"
ante, anti,
avant
archi
cirron, eir-
eon (com,
cor, со)
de, des, dis
en (em)
en (em), In
(im)
e, ex (el, es)
entre, inter
in (il, im)
outre, ultra
pour, pro
pre
sous, sou,
sub
en cercle,
double
anteriorite
exces, superio-
rite
autour
idee de reunion
le contraire,
privation, eloi-
gnement,
cessation
de la
dans, sur
extraction, elo-
ignement,
privation
au milieu de
negation
au dela
en avant
d'avance, au de-
ssus
dessous
am phi theatre, am-
phibie
antichambrc,
avant-hier
archiconnu, arche-
veque
circumpolaire,
circonfercnce
consonance,
composition, corres-
pondre, coagulation
decomposer, deshy-
dratation,
distortion
enlever, emporter
emniurer, en
tonnage, infiltrer
ejection, essuyage
entret oise, inter-
calaire
invariance, impu-
rete
outrepasser,
ultraviolet
pou rsui vre,
preeminence
prevoyance, predo-
miner
sous-marin, souco-
upe, subatomique
T. H. КОМРОВСКАЯ,
старший преподаватель Московского
института химического машиностроения
ЖИВЫЕ
ЛАБОРАТОРИИ
вороний глаз
А. П. ХОХРЯКОВ,
Главный ботанический сад АН СССР
Этот цветок и в самом деле
напоминает глаз какой-то птицы.
Сидя на верхушке невысокого
стебе л ьк а, смотрит он пря мо
вверх, в центре его —
блестящий темно-фиолетовый шарик
завязи, а по краям —
«ресницы»: восемь узких тычинок
четыре таких же узких
лепестка и четыре более широких
зеленых чашелистика. Когда
цветок отцветает, из завязи
получается крупная черно-синяя
ягода, тоже похожая на глаз,
только уже без ресниц.
Стебель вороньего глаза
отходит от тонкого ползучего
корневища, расположенного
неглубоко под землей. Каждый
год, весной, это корневище дает
по одному надземному стеблю,
заканчивающемуся цветком, а
верхушка его продолжает расти
все лето под землей. Надземные
стебли — это как бы его
боковые веточки.
Ягоды вороньего глаза
поедают многие птицы, например
зорянки, которые и разносят
его семена, находящиеся внут-
74
•^IF*
ри ягоды. Но люди
безнаказанно лакомиться этими ягодами
не могут: в них содержатся
очень ядовитые для нас
вещества, способные вызвать
сильное отравление.
Ядовитые свойства
вороньего глаза объясняются главным
образом присутствием двух
соединений: глюкозида паридина
(C|6H2807) и сапонина паристи-
фина (C38H640ig). Глюкозиды —
это органические соединения,
состоящие из Сахаров (отсюда
и их название) и
присоединенных к ним различных
радикалов — аглюконов, легко
отщепляющихся от молекулы при
гидролизе. Аглюконы могут
быть самого различного
характера. Например, у сапонинов
это группировки, близкие к сте-
ринам — сапогенины,
производные весьма сложных
циклических соединений с длинными,
как сами их молекулы,
названиями: циклопентафенантрен
и циклопентонопергидрофенан-
трен. Сапогенины,
получающиеся при гидролизе
сапонинов, обладают способностью
давать пену — этим объясняется
само название сапонинов,
происходящее от латинского слова
«sap о» — мыло.
Как глюкозиды вообще, так
и сапонины в частности
вырабатываются в растении в
результате сложных химических
процессов. Присущий им
горький вкус предохраняет
растение от поедания животными.
По этой же причине и случаи
отравления ими довольно редки:
даже дети — как известно,
большие охотники тащить в
рот что попало — вряд ли
захотят лакомиться горькими
ягодами вороньего глаза, несмотря
на то, что вид у них очень
аппетитный.
Если же сапонины
вороньего глаза все-таки попадают в
организм человека, то они
вызывают сильное сердцебиение,
раздражают слизистые
оболочки, что приводит к
слезотечению, кашлю, рвоте,
расстройству желудка. Кроме того,
сапонины оказывают
гемолитическое действие, то есть
растворяют красные кровяные тельца.
Многие сапонины (в том
числе и паристифин) и вообще
глюкозиды в небольших дозах
оказывают целебное действие
на нервную систему и
сердечную деятельность. Поэтому
некоторые столь же ядовитые,
как и вороний глаз, растения
уже давно используются в
качестве ценного лекарственного
сырья. Наиболее известные из
них — это содержащие
глюкозиды ландыш, наперстянка,
горицвет и содержащие сапонины
первоцвет, синюха, истод.
Лечебное и тонизирующее
действие препаратов женьшеня и
родственных ему аралии,
элеутерококка, заманихи тоже в
значительной степени
объясняется наличием в них сапонинов.
Правда, вороний глаз пока
еще не числится в
государственной фармакопее, хотя в
народной медицине он довольно
широко применяется от
различных болезней как «крове-
очистительное» средство.
Трудно, однако, поверить, чтобы
вороний глаз не обладал
никакими лечебными свойствами, тем
более что в корнях его
найдены и различные алкалоиды.
Обнаружить и изучить эти
свойства — дело будущих
исследований.
75
НАШ КАЛЕНДАРЬ НАШ КАЛЕНДАРЬ НАШ КАЛЕНДАРЬ НАШ КАЛЕНДАРЬ НАШ
Ежегодно наш журнал публикует список юбилейных:
и памятных дат года. Продолжаем этот перечень для:
1968 года.
НАУЧНЫЕ ОТКРЫТИЯ
1718
1818
1868
1868
1868
1898
1898
Этьен Франсуа Жоффруа A672—1731) составил первую
таблицу химического сродства.
Луи Жак Тенар A777—1857) открыл перекись водорода.
Александр Иванович Базаров A845—1907) синтезировал
мочевину нагреванием аммиака с углекислым газом под
давлением.
Пьер Жюль Сезар Жансен A824—1907) во время
солнечного затмения 18 августа обнаружил в спектре солнечной
хромосферы линию, принадлежащую гелию. Ту же линию
наблюдал Джозеф Норман Локьер A836—1920) в спектре
протуберанца во время затмения солнца 20 октября того
же года.
Дмитрий Константинович Чернов A839—1921) открыл
критические точки, отвечающие температурам при
которых в стали, в твердом состоянии, происходят
структурные превращения, определяющие ее свойства.
Мария Склодовская-Кюри A867—1934) и Пьер Кюри
A859—1906) открыли полоний и радий *.
Уильям Рамзай A852—1916) и Морис Уильям Траверс
(род. 1872) открыли криптон, ксенон и неон**.
1968 (месяц и
число неизвестны)
годовщины жизни
150 лет со дня рождения Ивана Васильевича Авдеева
A818—1865), впервые доказавшего двухвалентность
бериллия и установившего его правильный атомный вес.
6 января 120 лет со дня рождения Флавиана Михайловича Флавиц-
кого A848—1917), одного из основоположников химии
терпенов.
26 февраля 175 лет со дня смерти Карла Фридриха Венцеля
A740—1793), сформулировавшего закон постоянства
состава и заложившего основы химической кинетики.
11 марта 150 лет со дня рождения Анри Этьена Сент-Клер Девилля
A818—1881), основателя учения о термической
диссоциации.
8 апреля
150 лет со дня рождения Августа Вильгельма Гофмана
A818—1892), одного из основателей анилино-красочной
промышленности.
* Об открытии полония и радия см. «Химия и жизнь», 1967, № 12, стр. 27—30.
** О неоне см. «Химия и жизнь» 1967, № 12, стр. 34—40,
76
ВАШ КАЛЕНДАРЬ НАШ КАЛЕНДАРЬ НАШ КАЛЕНДАРЬ НАШ КАЛЕНДАРЬ НАШ
26 апреля
24 июня
2 августа
7 августа
29 августа
15 сентября
15 сентября
9 октября
29 ноября
30 ноября
6 декабря
9 декабря
28 декабря
31 декабря
Еще одна дата:
60 лет со дня смерти Гавриила Гаврииловича Густавсона
A842—1908), автора классических исследований в области
органического катализа.
50 лет со дня смерти Фредерика Пирсона Тредуэлла
A857—1918), крупного химика-аналитика, написавшего
учебник по качественному и количественному анализу.
180 лет со дня рождения Леопольда Гмелина A788—1853),
автора многотомного справочного руководства по химии.
120 лет со дня смерти Иенса Якоба Берцелиуса A779—
1848), «законодателя химии» в 1810—1840 годах.
100 лет со дня смерти Христиана Фридриха Шенбейна
A799—1868), открывшего озон и получившего пироксилин.
140 лет со дня рождения Александра Михайловича
Бутлерова A828—1886), создателя теории химического строения
органических веществ.
30 лет со дня смерти Бориса Николаевича Меншуткина
A874—1938), виднейшего историка химии, исследователя
творчества М. В. Ломоносова как физико-химика.
250 лет со дня рождения Пьера Жозефа Макера A718—
1784), автора «Химического словаря» и руководств по
химии, переведенных на русский язык.
50 лет со дня смерти Ивана Федоровича Шредера A858—
1918), обосновавшего теоретически и экспериментально
зависимость растворимости от температуры.
200 лет со дня рождения Анджея Снядецкого A768—1838),
сторонника и распространителя антифлогистической
химии в Польше, автора польской химической
номенклатуры.
50 лет со дня смерти Александра Павловича Дианина
A851—1918), изучившего конденсацию фенолов с кетона-
ми («реакция Дианина»).
100 лет со дня рождения Фрица Габера A868—1934),
основателя промышленного синтеза аммиака.
150 лет со дня рождения Карла Ремигия Фрезениуса
A818—1897), одного из основоположников аналитической
химии.
300 лет со дня рождения Германа Бургаве A668—1738),
знаменитого врача и химика, автора руководства по
химии, широко распространенного до конца XVIII века.
6 A8) ноября 1868 года состоялось первое собрание
Русского химического общества, основанного по инициативе
Н. Н. Зинина, Д. И. Менделеева и Н. А. Меншуткина.
Список дат составил
доктор химических наук,
профессор С. А. ПОГОДИН
77
Снимок сделан с увеличением
в 22 раза но. приборе для макро-
и микросъемки типа ФМН-2
в мире
МЕТАЛЛА
Кандидат химических наук
А. И. КРАСОВСКИЙ
Фото Г. И. КОБОСНИДЗЕ
Посмотрев на эту фотографию,
каждый даст волю своей
фантазии. «Это русло высохшей
речки с круглыми валунами на
бывшем ее дне и причудливыми
растениями по берегам», —
скажут одни. «Может быть, это
ландшафт какой-то далекой
загадочной планеты?» —
предположат другие.
На самом же деле вы видите
фотографию вольфрамового
осадка, полученного на
подложке при осаждении его из
смеси паров гексафторида
вольфрама и газообразного водоро-
рода. Когда смесь попадает на
нагретую поверхность
подложки, начинается реакция:
WF6 + 3 Н2 -> W + CHF .
В идеальных условиях
атомы вольфрама, кристаллизуясь,
располагаются по узлам объем-
ноцентрированной кубической
решетки. Однако условия
осаждения часто не соответствуют
идеальным.
78
Г -4
I '
/. , ~
I # t
• »;t
Например, осадок
вольфрама, который вы видите на
фотографии, формировался в
таких условиях, когда
концентрация фтористого водорода,
выделяющегося в процессе реакции,
была гораздо выше на
поверхности подложки, чем в
окружающей среде. Молекулы
фтористого водорода
адсорбируются на гранях растущих
вольфрамовых кристаллов, и их
большая концентрация сводит
на нет преимущества роста
одной кристаллической грани по
сравнению с другой. Поэтому
все грани выравниваются в
росте, и возникают
шаровидные кристаллы вольфрама
(передний план снимка).
Но вот отдельные «ш ары»
(задний план снимка)
вырываются из зоны высокой
концентрации фтористого водорода
и, подобно деревьям,
тянущимся к солнцу, устремляются
навстречу среде, питающей их
рост атомами вольфрама.
Деревья-соседи спорят обычно за
«место под солнцем», также и
соседние кристаллы-дендриты
соперничают за обладание
«строительным материалом» —
атомами вольфрама. Большие
дендриты создают вокруг себя
обедненную вольфрамом зону
и тем самым подавляют рост
слабых соседей — в мире
металла идет своеобразный
«естественный отбор»...
79
Г г_"~И dBrrJfc^
^^^^^ A2/i
W: §
M|i !l >' - ■■ -
? .
/Xl
It ^^^H
^
Jf
^ ^
Л1|
Ez^rE:
Bj^-5
B===
r^T^
И1111Я
80
ОБЛЫ
Траги-фантастическая повесть
в трех частях с эпилогом
B. ВАРЛАМОВ,
C. СТАРИКОВИЧ
Рисунки
В. КОЛТУНОВА
Чудище обло, озорно, огромно,
стозевно и лайяй...
В. К. Тредиаковский
1. ЧЕЛОВЕК И МАШИНА
Вконец расстроенный, я выбежал из
клиники. Дежурный орнитолет отделился от
стайки своих собратьев, паривших над
площадью в жарких потоках нагретого
солнцем воздуха. Зафиксировав мое
состояние, он нерешительно прикоснулся
носовой антенной к руке, подрагивая
легким серебристым телом, а я рассеянно
погладил его силиконовое оперение, снова и
снова до боли отчетливо вспоминая только
что отзвучавшие горькие слова.
Это был приговор — неумолимый
приговор мне, моим друзьям, миллионам
людей настоящего и будущего — всем, кто
болен и будет болен страшной О б л ы.
Откровенно говоря, спешить теперь
было некуда. Определив это по форме
моих биотоков, умная машина тактично
переключилась на самоуправление и взяла
курс к ближайшему Месту Размышлений.
Люди моего времени любят иногда
посидеть и подумать в одиночестве. Так
рождаются новые идеи, вдохновенные строки
стихов и музыка, от которой взволнованно
сжимается сердце.
Сообразуясь с моим настроением,
машина выбрала Океан. Стремительной тенью
прочертила она верхушки волн и замерла,
аккуратно сложив белоснежные крылья.
Тысячелетний покой царил вокруг.
Разумеется, это ощущение было обманчиво.
Я знал, что глубоко подо мной, на
океанском дне, монотонно гудят заводы
биогенных руд, водную толщу неустанно
прочесывают культиваторы водорослевых
плантаций и дети, визжа от восторга,
гоняют на самопрограммирующихся кибер-*
дельфинах.
Детство... Счастливая и невозвратная
пора! В детстве я еще не был болен...
Пытаясь отвлечься, я вскользь
подумал о тонофоне, и тотчас призрачный,
меняющийся цвет и величественные звуки
«Симфонии переменных функций»
наполнили пространство. Я узнал исполнение
самодеятельного оркестра домовых
роботов сектора Х-15. Слаженность тоновой и
фональной партии у них прекрасна. Одна
беда: роботы никак не могут избавиться
от чрезмерной сухости переходов. Помню,
как долго мой друг композитор работал
над программированием
оранжево-басовой группы, добиваясь теплоты светозву-
чания.
...Что такое? Ну, это уж слишком
непростительная ошибка — расхождение
параллельных тактов не менее чем на
двадцатую терции!
Возмущенно послав импульс протеста,
я перешел в режим Познания.
Привычно жужжали депопуляризато-
ры. Тысяча двести восемь станций
Познания передавали лекцию о третьем
позвонке ископаемой рептилии, обнаруженной
на астероиде 101/215. Миллиарды моих
современников жадно впитывали Истину.
Миллиарды. А сколько из них неизлечимо
больных!
Нет, мне не уйти от этой тягостной
мысли. Я отключился от Мира. Дремотная
тишина вновь подступила к борту ор-
нитолета.
...ОблыШ Древнее проклятие
человечества!
2. «НЕ ТА ВСЕЛЕННАЯ...»
Облы!!! Коварное чудовище, ненасытно
поглощающее все новые жертвы!..
81
Мы всемогущи.
Планеты покорно изменяют свои
орбиты. Седьмое состояние вещества —
вершина овладения тайнами природы —
подвластно нашей воле. Мы научились
управлять живой материей и навсегда
искоренили болезни, вплоть до страшных
вирусов желтой энтропии, найденных на
планете Отчаяния. Все, кроме одной.
...Медленно и неотвратимо овладевала
она человеком, калечила физически и
доставляла неописуемые страдания —
сознание своей неполноценности и бессилия
в противоборстве с жестоким врагом.
Матери, любуясь новорожденным,
с тревогой думали о его будущем.
Юные девушки еще и еще раз
проверяли глубину своих чувств: а что, если
с ее возлюбленным случится Это, хватит
ли у нее сил перенести удар, не сломится
ли ее любовь под тяжестью неодолимой
беды?
Отважнейшие из звездных капитанов
уходили за пределы метагалактики в
поисках целебного средства. Но неумолимая
болезнь настигала их и там.
Многочисленные эксперименты были
тщетны. Ни биотронное изменение обмена
веществ, ни подсадка клеток с магнитной
нивелировкой, ни иммерсионная
трансплантация ядер нитчатых водорослей не
дали эффекта.
И тогда два лучших специалиста по
теории О б л ы — эриданец SQ и
гениальный землянин Лапп — удалились в
добровольное заточение на искусственную
планету.
«Интеллекта» — так было названо это
величайшее творение разумных существ
всей галактики — была целиком
выполнена в виде гигантского электронного мозга.
Двенадцать спутников — по числу рас
Космического сообщества, принимавших
участие в ее создании, — кружили возле,
ожидая ученых.
Но спутники пустовали. Вся планета
была предоставлена в распоряжение
отважных борцов с О б л ы. Интеллекта
держала экзамен. Четыре периода длилась ее
работа. Четыре долгих периода
Человечество ждало сообщения ученых. И вот
сегодня, в начале второй децимы,
прозвучал сигнал Всеобщей связи. Трижды
промчался он над Миром, пока из глубин
Вселенной на наших экранах не
материализовался наконец образ великого Лаппа.
— Друзья мои, — начал ученый, и
Мир ахнул, увидев неизгладимые следы
поразившей его болезни, — друзья мои,
несчастный мой соратник и брат
отказался материализоваться: столь ужасны
последствия обезобразившего нас недуга.
Я должен сообщить вам горькую весть.
Интеллекта больше не существует.
Покойная работала, не щадя своих сил. Уже
к концу первого периода она
констатировала нашу беспомощность, тормозящую
ее рассуждения, и замуровала нас в
спутнике до окончания работы над проблемой.
Во втором периоде планета сбросила
атмосферу для лучшего охлаждения. Сегодня
приемно-переговорное устройство
зарегистрировало в качестве результата
исследований несколько разрозненных
ругательств и крайне странную фразу: «Не та
Вселенная...», после чего запись
прекратилась. Автоматы-разведчики
сообщили, что планета перешла в жидкое
состояние. Она расплавила себя! Этот поступок
в сочетании со странным заявлением
о Вселенной заставляет предположить, что
электронный мозг сошел с ума.
Несчастная Интеллекта покончила с собой в
припадке безумия! Проблема осталась
нерешенной. Мне трудно говорить это, но,
кажется, человечество бессильно!..
Лапп со стоном закрыл лицо руками
и медленно дематериализовался.
« Человечество бессильно!»... Какую
бездну отчаяния надо было испытать,
чтобы решиться сказать это!
Прикосновение струи всеобщей связи
прервало мои мысли. Второй раз за этот
день Мир замер у экранов струевидения.
— Всем, всем, всем! — гремел голос
Генерального диспетчера. — В
метагалактике НК—У—126 решена проблема
лечения О б л ы. Председателю Лиги больных
немедленно прибыть на ионодром для
трансформации в Пространстве.
Орнитолет, не ожидая моего
приказания, круто взмыл в воздух.
3. ПРЕКРАСНАЯ ВАКУОЛЯНКА
Сознание возвращалось медленно — как
и всегда после анабио-сна.
Уютно, по-домашнему ревела плазма
в тормозных дюзах. Корабль встряхивало
на приводных магнитных полях.
Что-то звякнуло, заставив меня
открыть глаза. Я повернул голову.
Пожарное ведро, сорванное толчком, дребезжало
на рычаге альфа-дезинтегратора. Через
82
минуту нудно затараторил кибер-штур-
ман:
— Вышли из нуль-пространства в
заданном районе. Прямо по курсу — Вакуо-
ла, седьмая планета в системе Голубой
звезды. Тяжесть — две тридцать пять
земной. Атмосфера — альдегиды и кетоны
с примесью меркаптана. Температура
поверхности — четыреста. Радиация в
норме. Кремниевая жизнь. Разумные
существа на пятом этапе технической эры.
Агрессивность минус единица.
'— Эй, на Вакуоле, прими формулу! —
рявкнул он, переключаясь на планетного
диспетчера, и быстро затараторил
формулу корабля по единому коду:
метагалактика приписки, планета старта, цель
появления и т. д.
Внезапно осветился экран ближней
связи. Тяжелое предчувствие сжало мое
сердце — обычно посадкой занимались
роботы.
Жительница Вакуолы, отмахиваясь от
шаровых молний, заглянула в кабину.
— Мужайся, доблестный землянин, —
голос ее звучал взволнованно и
печально, — тяжелая обязанность выпала на
мою долю. Узнай же, что и мы тоже не
можем помочь вам. Да, О б л ы излечима,
но только с помощью дельта-фактора,
присутствующего в сжимающихся
метагалактиках. В вашей расширяющейся
Вселенной, увы, его нет. По закону Допплера.
Она закрыла все глаза и густо
посинела.
— Сочувствует! — растрогался кибер-
штурман. — Надо же, а? Пузырь —
пузырем, а ведь с душой!
88
И он с завистью вздохнул газообменни-
ком.
— Мужайся и верь в грядущее,
землянин, — продолжала вакуолянка. Рыдания
душили ее. — Не вечно же ваша
Вселенная будет расширяться!..
Экран погас. Больше она не могла
продолжать.
Силы оставили меня. Мудрая
Интеллекта была права. Не та Вселенная!
Надежды на исцеление не оставалось.
И вдруг мысль, простая и ясная, как
математическое обоснование единой
теории поля, пронизала все мое существо.
Мы заставим Вселенную сжаться!...
Конечно, это будет нелегко. Но цель
величественна и прекрасна!
И перед тем как уйти в
нуль-пространство, я громко бросил вызов жестокому
врагу, безбоязненно назвав его полным
именем, древним и грозным.
— Мы победим тебя,
ОБЛЫСЕНИЕ!!!
эпилог
Сжатие Вселенной идет полным ходом.
Неуклонно нарастает синее смещение —
благодетельный дельта-фактор, надежное
оружие в борьбе с последней болезнью.
И ХИМИЯ —
И ЖИЗНЬ!
АТОМНАЯ ТЕХНИКА-
ДЖИН, ВЫПУЩЕННЫЙ
ИЗ БУТЫЛКИ?
Кандидат технических наук
А. А. ХОНИКЕВИЧ
Рисунки
Е. ГОЛЬДИНА
Первый в мире атомный
реактор вступил в строй в 1942 году.
Первая в мире атомная
электростанция дала ток в
Советском Союзе в 1954 году.
Активность продуктов деления,
полученных в Англии в 1958
году, равнялась примерно
миллиарду кюри (цифра
соответствует средней выдержке
отработавшего ядерного горючего в
100 дней).
Предельно допустимая
концентрация (по Srsc) для
питьевой воды равна 3-10~п
кюри/литр, или 3-iO 8 кюри/м3.
(Кюри — величина
радиоактивности вещества, при которой
происходит 3.7-1010 распадов в
секунду.) Следовательно, чтобы
снизить активность этих
продуктов до уровня,
установленного для питьевой воды, их надо
разбавить в
109
^7^=3.10* раз,
т. е. миллионами миллиардов
кубометров...
Количество продуктов деления,
которые получаются в
реакторах во всем мире, увеличится
к концу столетия в 50—100 раз.
В США к 1963 году было
накоплено 200 000 м3 жидких
радиоактивных отходов,
хранящихся в подземных емкостях.
В 1980 году в США таких
отходов будет 1500 000 м3, а к 2000
году —2 000 000 м3.
8+
СКРЫТЫЙ ВРАГ
Несколько лет назад
специальная комиссия занималась
изучением болотистой местности
близ Ноксвилла в
американском штате Теннесси. Комиссия
столкнулась со странным
фактом: гремучие змеи, обитающие
в зарослях болота, испускали
радиацию. Причиной тому
оказалась утечка радиоактивных
продуктов деления,
хранившихся неподалеку на атомной
станции.
Если всего лет тридцать назад
сама возможность
использования энергии атомного ядра
казалась фантазией, то сегодня мы
уже не можем уследить даже
за отходами одной из самых
мощных индустрии — атомной
промышленности.
Стоит появиться бурому
шлейфу над заводской трубой
или воде покрыться пятнами
мазута — и сразу же повсюду
справедливо начинают бить
тревогу. Опасность, как
говорится, налицо. Радиоактивные
же изотопы — враг скрытый: у
них нет ни вкуса, ни цвета, ни
запаха. Попадая в открытые
водоемы, они поглощаются илом,
водорослями и планктоном. Из
этих водоемов уже нельзя брать
воду, а их обитателей —
употреблять в пищу. Более того,
рыбы и другие жители морей,
рек, озер, в которые
сбрасываются жидкие активные отходы,
могут накапливать в своем
организме (особенно в костях)
некоторые радиоактивные
изотопы, например фосфор-32, строн-
ций-90. Иногда количество этих
изотопов в воде водоема не
опасно, а рыбу и консервы из
нее все равно есть нельзя.
Недавно обнаружили
повышенную радиоактивность у
устриц и омаров, обитающих в
Ирландском море — естественное
следствие того, что туда
сбрасывают низкоактивные отходы
почти все атомные станции и
радиохимические предприятия
Англии. Только завод по
переработке облученного ядерного
горючего в Виндскейле через
трубу, выведенную на
расстоянии 3 км от берега на глубине
20 м, ежегодно направляет в
море жидкие радиоактивные
отходы активностью 50 000 кюри.
То, что множество
организмов способно накапливать
радиоактивные вещества,
растворенные в морской воде,
необычайно затрудняет
радиологический контроль водных
пространств. Устранить же
радиоактивные изотопы,
попавшие в море, вообще практически
невозможно. Остается ждать,
пока они прекратят свое
существование в результате
естественного распада. А ведь для
многих наиболее опасных
изотопов период полураспада
составляет десятки, сотни и даже
миллионы лет.
Вот почему советские
ученые, а также большинство
ученых других стран (исключение
составляют англичане) считают
недопустимым сбрасывать
активные отходы в моря, океаны
и другие открытые бассейны.
Единственно правильным они
находят полное запрещение
подобных сбросов.
Решение верное, но оно
ставит перед учеными очень и
очень нелегкую задачу уловить
невидимого врага, очистить
отходы атомной индустрии от
радиоактивных изотопов.
«ЧИСТЫЕ» СТОЧНЫЕ ВОДЫ
К сожалению, сделать активные
отходы совсем
нерадиоактивными пока не в наших силах.
Поэтому задача ставится
несколько иначе: снизить содержание
радиоактивных изотопов в
отходах до величин,
признанных безопасными для человека,
до предельно допустимых
концентраций, ПДК, как говорят
специалисты.
Отходы атомных станций и
всех других радиохимических
предприятий принято делить на
высокоактивные (удельная
активность выше 1-10~4
кюри/литр) и слабоактивные
(удельная активность меньше
1 • 10-4 кюри/литр).
Жидкие слабоактивные
отходы чаще называют
сбросными, или сточными водами.
Именно сточных вод получается в
атомной промышленности
больше всего.
В самых простых случаях,
когда сточные воды загрязнены
короткоживущими изотопами,
достаточно выдержать их в
специальных бассейнах, а затем,
после контроля, сбросить в
открытый водоем.
Иногда такие бассейны — зто
так называемые биологические
пруды. Микроорганизмы,
обитающие в водоемах, сорбируют
радиоактивные изотопы; на зтом
и основан этот интересный
способ очистки. Бурые водоросли,
например, аккумулируют из
водных растворов (благодаря
ионному обмену со средой)
изотопы стронция. Но, к
сожалению, водоросли, отмирая,
частично возвращают
накопленный стронций обратно в воду.
Поэтому, пытаясь очистить
сбросные воды в биологических
85
Прудах, все же нельзя
рассчитывать, что весь стронций-90
будет надежно погребен на дне
водоема. Кроме того, бассейны
для очистки малоэффективны,
требуют больших площадей,
используются только в теплое
время года; поэтому
применяются они редко.
Гораздо чаще радиоактивные
вещества из сбросных вод
извлекают на специальных
установках. Поскольку
радиоактивные и стабильные изотопы по
своим химическим свойствам
совершенно одинаковы, то при
извлечении микроколичеств
радиоактивного изотопа
неизбежно удаляется в больших
количествах и стабильный изотоп.
Это основная трудность при
очистке слабоактивных жидких
отходов.
В установках для
дезактивации используются буквально
все процессы, широко
применяемые в химической
промышленности: соосаждение,
коагуляция, фильтрация,
выпаривание, ионный обмен,
электродиализ, вымораживание.
Очистка сбросных вод
начинается обычно с процесса
коагуляции. В аппарате получают
рыхлые объемистые осадки
гидроокиси железа или
алюминия, на частицах которых при
коагуляции сорбируются ионы
радиоактивных изотопов.
Мелкие частицы, взвешенные в
сбросных водах, улавливаются
на механических фильтрах. Уже
на этих первых стадиях очистки
удается уловить довольно много
заряженных частиц. Но все же
их содержание в сбросных
водах еще, как правило, выше,
чем допускается санитарными
нормами. Поэтому отходы
обрабатывают на ионообменных
фильтрах или в выпарных
аппаратах. Небольшое количество
радиоактивных шламов,
остающихся после выпаривания,
хранить проще. После этого
очищенные жидкие отходы уже
можно сбрасывать в открытые
водоемы.
Конечно, работа установки
по дезактивации описана здесь
очень упрощенно. На самом
деле в каждом случае приходится
решать множество сложных
задач. Например, загрязненное
оборудование, спецодежду
моют мылом, обрабатывают
разными поверхностноактивными
веществами (порошком
«Новость», керосиновым
контактом). Эти вещества образуют
хорошо растворимые
комплексные соединения с
радиоактивными изотопами, и чем прочнее
эти соединения, тем надежнее
очистка. Но, с другой стороны,
эти прочные комплексы очень
трудно удалить из сбросных вод.
Приходится искать золотую
середину.
Для выделения поверхност-
ноактивных веществ (ПАВ)
кроме коагуляции используется
еще и флотация.
Флотационным агентом служит, например,
сульфированное мыло.
«ЧИСТЫЙ ГАЗ»
Сначала с газообразными
отходами различных предприятий и
лабораторий поступали
довольно просто. Загрязненный воздух
и газы обычно выбрасывали в
атмосферу через высокие трубы
в расчете на естественное
рассеяние. Но высокие трубы — не
слишком эффективное средство
при большом загрязнении: ведь
и воздушный океан не
бесконечен. К тому же санитарные
нормы предъявляют к
газообразным отходам еще более жесткие
требования, чем к жидким.
И снова на пути радиоактивных
веществ встают различные
очистные установки. В одних
частицы задерживаются,
смачиваясь, в других — благодаря
увеличению их размеров, в третьих
частицам придается
электрический заряд и они улавливаются
на специальном электроде.
Получили распространение
для улавливания мельчайших
частиц, несущих радиоактивные
изотопы, фильтры тонкой
очистки с тканью ФП и
стекловолокном.
Однако даже эти фильтры
не улавливают радиоактивных
благородных газов (криптона —
Кг85, ксенона — Хе135, радона —
Rn222 и других). Такие газы
приходится собирать в
специальные емкости. Там их
выдерживают до тех пор, пока в
результате естественного распада их
активность снижается, и затем
выпускают небольшими
порциями в атмосферу.
Итак, очистные установки —
достаточно надежная преграда
на пути слабоактивных
радиоактивных отходов. А что делать
с высокоактивными?
СТАЛЬНЫЕ ЕМКОСТИ
И СТЕКЛЯННЫЕ БЛОКИ
По данным англичан, при
переработке одной тонны
облученного урана получается семь
кубических метров жидких
отходов. Этот объем при
выпаривании уменьшается в 75 раз.
Остатки направляются на
хранение в специальные баки.
Такие баки из нержавеющей
стали, как гирлянды, окружают
86
многие современные
радиохимические предприятия. В них
по специальным трубопроводам
подаются высокоактивные
жидкие отходы. Но долго хранить
такие резервуары — дело
довольно хлопотливое. При
радиоактивном распаде выделяется
тепло, некоторые отходы
даже самовозгораются. Возникает
проблема отвода тепла —
емкости обрастают змеевиками с
охлаждающей водой.
Под действием
ионизирующих излучений вода,
находящаяся в резервуарах,
разлагается. При этом образуется
водород. Его приходится удалять
через специальную систему
газоочистки. В ней же
улавливаются радиоактивные аэрозоли.
Но это еще не все.
Высокоактивные отходы вызывают
коррозию материала, из которого
изготовлены баки. И последние
начинают протекать и заражать
окружающую среду. Для
контроля приходится бурить в
земле скважины и отбирать из них
пробы для анализа. Если такого
контроля нет, зараженными
могут оказаться не только
гремучие змеи, с рассказа о которых
начинается эта статья.
Были сделаны попытки
сбрасывать жидкие высокоактивные
отходы в естественные
емкости — карстовые полости или
выработанные солевые шахты.
Однако в этом случае оказалось
трудно предвидеть, каким
путем будут мигрировать
радиоактивные изотопы в земной
толще.
Как видно, длительное
хранение высокоактивных жидких
отходов в резервуарах — способ
не очень удобный и надежный.
Не удивительно, что ученые
ищут другие, более
эффективные методы.
Например» возникла мысль
заменить стальные цистерны
хранилищ стеклянными
блоками. Такие блоки можно
получить, добавляя к жидким
высокоактивным отходам
огнеупорную глину и свободную
фосфорную кислоту, а затем
обрабатывая эту смесь в
специальной аппаратуре при высоких
температурах. При охлаждении
расплав превращается в
стеклянные блоки, хранить которые
безопасно и надежно. Но, к
сожалению, эти операции сложны
и дороги. Помимо стекла,
пытались применять для отходов
среднего уровня активности и
другие наполнители — бетон или
асфальт. В этом случае блоки
получались более дешевые, но
менее прочные и стойкие.
Кроме газообразных и
жидких отходов, при работе с
радиоактивными веществами
образуются разные твердые
отходы. Это спецодежда, рваные
перчатки и обувь, битая
лабораторная посуда, осадки,
фильтры и т. д. Очень заманчиво не
хранить эти твердые отходы до
скончания века, а сжигать то,
что можно, в специальных
печах. Но практически сжигают
только горючие слабоактивные
отходы. Если сжигать
высокоактивные, возникают новые
трудности; в первую очередь
это очистка отходящих
дымовых газов от радиоактивных
загрязнений.
Чаще всего твердые отходы
(и золу, если их сжигали) все
же приходится хранить. Для
этого их помещают в бетонные
отсеки, защищенные от
грунтовых вод; слабоактивные — в
особые земляные траншеи с
глиняными экранами. Обычно
хранилища не устраивают на
территории небольших
радиохимических предприятий. В этом
случае радиоактивные отходы
тщательно упаковывают в
контейнеры с биологической
защитой и перевозят на центральные
пункты по переработке и
хранению радиоактивных отходов.
Такие пункты есть во многих
крупных городах.
Проблема радиоактивных
отходов — одна из сторон
взаимоотношений человека с
окружающей его средой. Причем одна из
самых сложных и важных.
И конечно, эта краткая статья
дает только самые общие
сведения об этом вопросе.
О КРОССВОРДЕ
ИЗ ПРОШЛОГО НОМЕРА
По горизонтали:
1. Кровать. 8. Книга. 10. Зануда.
11. Коньяк. 13. Подкладка. 17. Тетка.
18. Локон. 19. Солонка. 20. Обход.
23. Вилка. 25. Апрель. 27. Вигвам.
29. Паштет. 30. Улица. 31. Гриньяр.
По вертикали:
2. Ручка. 3. Валидол. 4. Табак. 5.
Группа. 6. Мангал. 7. Салат. 9. Пятак.
12. Отрок. 14. Дрова. 15. Декан. 16.
Анфас. 21. Химик. 22. Дьявол. 23.
Вершок. 24. Ливер. 26. Великан. 28. Мусор.
29. Пакля.
Редакция получила 145 ответов и 144
письма с вопросами по поводу нашего
первоапрельского кроссворда. Большинство
вопросов касалось слова «апрель»,
начинающегося с мягкого знака.
87
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ НАШИ КОНСУЛЬТАЦИЙ НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ НАШИ
■ ЧТО ДЕЛАТЬ
С КОЛОРАДСКИМ ЖУКОМ?
Я читатель вашего журнала и
прошу, чтобы вы описали, как
бороться против колорадского жука.
У нас в Подолье он очень
прижился, и мы не можем ничего
поделать. С каждым годом он все
больше рвзмножается.
Д. А. МЕЛЬНИК,
Хмельницкая область
По просьбе редакции о борьбе с
колорадским жуком рассказывает
главный специалист по карантину
растений МСХ СССР В. Н.
ОБОЛЕНСКИЙ.
Колорадский жук — опаснейший
вредитель картофеля, помидоров,
баклажанов, перца и других
пасленовых культур. В нашей стране
он был впервые обнаружен в
1949 году и сейчас
распространился на значительные территории
Украины, Белоруссии, Молдавии,
Литвы и Латвии. В 1965 году очаги
жука были замечены в Брянской
области, а в 1967 году — еще в
11 областях РСФСР. Несмотря на
усиленную борьбу с колорадским
жуком, он упорно продвигается
на восток. Распространению
вредителя способствует ветер,
разносящий жуков на десятки и
сотни километров. В некоторые новые
районы жука заносят люди по
незнанию или по небрежности.
(Например, весной 1966 года один
ленинградец, вернувшись из отпуска,
привез с Украины в спичечной
коробке живых жуков. К счастью, их
вовремя изъяли и уничтожили.)
Жук может быть завезен также с
посадочным и упаковочным
материалом, с другими грузами.
Колорадского жука легко
опознать по яркой желтоватой или
желто-бурой окраске и десяти
узким черным продольным
полоскам на надкрыльях. Зимуют жуки
в почве на глубине 20—70 см.
Весной, когда температура
верхнего слоя почвы достигает + 14°С,
жуки вылезают на поверхность и,
не найдя питания на месте,
разлетаются в поисках всходов
картофеля и других растений. Они
собираются на сорняках из семейства
пасленовых, на самосевах
картофеля, картофельных буртах, но
чаще всего на ранних посадках
картофеля. Несколько дней
спустя, подкормившись, жуки
становятся подвижнее и расселяются по
картофельным полям,
В мае—июне самка жука
откладывает яйца на нижнюю
сторону картофельного листа. Одна
самка может отложить 400—800, а
иногда даже до 2400 яиц. В годы
с теплым продолжительным летом
жук дает два, а на юге — три
поколения. Через 6—12 дней из яиц
выходят маленькие темно-серые
личинки, которые питаются
листьями картофеля. Некоторое
время спустя они приобретают
яркую красно-оранжевую окраску
и уходят в почву на окукливание.
На участках, где с вредителем
не борются, его численность
растет очень быстро: через месяц
число зараженных растений
возрастает с 0,7 до 70,6%, а через два—
до 99,4%- Личинки повреждают от
50 до 100% листьев растений. Уже
при уничтожении половины
листовой поверхности урожай
картофеля снижается в 2—3 раза, а при
полном объедании листьев—в 5—
10 раз. Одновременно резко
ухудшается и качество клубней.
Потомство одной самки может
уничтожить ботву картофеля
примерно на 2 га.
Что же нужно делать, если
обнаружен колорадский жук?
Прежде всего обнаруженные
яйцекладки, личинок и жуков
нужно немедленно собрать в
любой сосуд с крепким раствором
поваренной соли. Переносить
жуков и личинок живыми нельзя:
стоит потерять хоть одного жука,
как возникнет новый очаг
заражения.
Но сбор вручную далеко не
всегда позволяет уничтожить
вредителя. Поэтому, обнаружив
колорадского жука, надо срочно
сообщить о его появлении агроному
колхоза или совхоза, в Управление
сельского хозяйства или на
станцию защиты растений. Медлить с
этим опасно: личинки жука могут
уйти в почву на окукливание, и
тогда им будет не страшна
химическая обработка.
На очаге заражения сразу же
надо проводить истребительные
мероприятия. Для этого
картофельные поля не позже чем на
второй день после обнаружения
вредителя обрабатывают одним из
следующих препаратов: 65%-ной
эмульсией полихлорпинена
(рабочая концентрация 0,4%, доза
1,6 кг/га), 50%-ным концентратом
эмульсии полихлоркамфена @,6%,
2,3 кг/га), хлорофосом (первого
сорта — 1,5 кг/га, второго —
2 кг/га), суспензией 80%-ного
порошка севина @.4%, 1,6 кг/га).
Через 10—15 дней проводят
повторную обработку. После этого за
очагом устанавливают
систематическое наблюдение в течение
всего лета и при повторном
появлении вредителя участок
обрабатывают третий раз.
Химической обработке
подлежит вся площадь очага и смежные
посадки в радиусе до 500 м.
Нужно иметь в виду, что если
обработка проводилась менее чем
за 30 дней до скашивания ботвы
картофеля, то использовать ее на
корм скоту нельзя.
Индивидуальные огороды
лучше опрыснуть раствором
хлорофоса B0 г на 10 л воды) или
эмульсией полихлорпинена E0 г на
10 л). Одного ведра такого
раствора достаточно для 100 м2
посадок картофеля. При повторных
обработках ядохимикаты лучше
чередовать.
Важно не допустить
распространения колорадского жука с
картофелем, вывозимым в другие
районы страны. Поэтому вывоз
картофеля из зон заражения
допускается только по карантинным
сертификатам из тех населенных
пунктов, где были своевременно
и качественно проведены все
мероприятия по борьбе с
колорадским жуком и партии картофеля
тщательно очищены от почвы на
грохотах, транспортерах и т. д.
88
КЛУБ
ЮНЫЙ
ХИМИК
ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ
К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ!
ОЛИМПИАДНЫЕ ЗАДАЧИ
Всесоюзной химической олимпиаде, как
известно, предшествуют олимпиады
школьные, районные, городские (или областные).
Задачи, которые предлагаются
школьникам на первых этапах, составляются
в рамках школьной программы. Впрочем,
они рассчитаны на тех учащихся, которые
эту программу хорошо освоили. В
городских и областных олимпиадах сложность
задач и теоретических вопросов возрастает,
а в третьем туре, кроме того, нужно
выполнить еще экспериментальное задание (если,
конечно, успешно пройдены первые два
этапа).
В этом номере мы печатаем несколько
задач Московской городской олимпиады
последних лет. Задачи подготовлены
старшим преподавателем химии Московского
государственного заочного педагогического
института Д. В. ПАЛЬЧИКОВЫМ.
ЗАДАЧА 1 (8 КЛАСС)
Хватит ли 20 г 10°/о-ного раствора азотной
кислоты для нейтрализации раствора,
содержащего 1,71 г гидрата окиси бария?
ЗАДАЧА 2 (9 КЛАСС)
К 150 мл 1 М раствора хлористого кальция
(уд. вес 1,05) прибавлено 300 мл 2 н.
раствора соды (уд. вес 1,10). Определить
процентную концентрацию соединений,
содержащихся в растворе после отделения
осадка.
ЗАДАЧА 3 A0 КЛАСС)
Пары этилового спирта разложили,
пропуская их через нагретую окись
алюминия. Полученный газ пропустили через
250 мл 0,4 М раствора бромной воды, пока
ее окраска не исчезла полностью. Какой
объем газа (измеренный при нормальных
условиях) прореагировал с бромной водой
и сколько продуктов получилось?
ЗАДАЧА 4 A0 КЛАСС)
При пропускании в воду окрашенного газа
А с неприятным запахом получается
смесь двух кислот Б и В. При
пропускании того же газа в горячий раствор едкого
кали образуется смесь двух солей Г и Д.
Соль Г при прокаливании выделяет
бесцветный газ и переходит в соль Д.
Определить эти вещества. Как из веществ Б, В,
Г и Д получить газ А?
ЗАДАЧА 5 A0 КЛАСС)
К 25 г 16%-ного раствора сернокислой
меди прибавили некоторое количество
16%-ного раствора едкого натра.
Образовавшийся раствор отфильтровали, после
чего фильтрат имел щелочную реакцию.
Для нейтрализации фильтрата
потребовалось 125 мл 0,2 н. раствора серной
кислоты. Вычислить, сколько было
прибавлено раствора едкого натра.
(Решение задач — на стр. 91)
89
ОТВЕТ
НА ВОПРОС
ВИКТОРИНЫ
ПРОШЛОГО
НОМЕРА
КАК НАЙТИ КЛЮЧ К ШИФРУ
Записка содержит символы химических
элементов и формулы соединений
(последних меньше). Естественно
предположить, что символы элементов
соответствуют буквам. Скорее всего, какая-то
характеристика элемента, выражаемая
целым числом, — это порядковый номер
буквы в алфавите.
Самое простое предположение: номер
буквы равен номеру элемента в таблице
Менделеева. Но оно сразу же отпадает —
как же быть, например, с теллуром, номер
которого 52 (а букв в алфавите всего 33).
По той же причине не годятся число
протонов и число электронов в атоме — оба
они равны номеру элемента. Не годится
и число нейтронов — оно у всех
элементов, кроме водорода, равно или больше
числа протонов.
Но есть еще одна целочисленная
характеристика атома — разность между
числом нейтронов и числом протонов. Ее
легко определить с помощью таблицы
Менделеева, округляя атомный вес до
целого числа (т. е. беря изотопный вес,
наиболее близкий к среднему атомному
весу элемента). Если из этого числа
вычесть число протонов, то получится
число нейтронов в атоме. Определим разность
протоны — нейтроны для каждого из
элементов, символы которых имеются в
записке. Тогда мы получим такую запись
(соединения пока не расшифровываем).
А теперь подставим буквы, номера
которых в алфавите соответствуют
цифрам:
дВАДЦАТ-j
СЕД-МОГ
■ДВАД - ^
А--Ч-
ТЫ-Е ПЯ-
ый-
I
90
Нетрудно догадаться, что это означает
«двадцать седьмого двадцать четыре
пятый».
Формулы химических соединений
выполняют в этом шифре те же функции, что
и символы элементов: разность между
числом всех нейтронов и числом всех
протонов в молекуле дает номер буквы.
А особенность шифра в том, что одна и та
же буква может быть обозначена
различно — ведь можно найти несколько
элементов и соединений, для которых разность
между числом нейтронов и протонов
окажется одинаковой. Так, в записке буква
«д» обозначалась четырьмя символами —
V, Mn, Co, Zn.
Такое многообразие обозначений де-
ЗАДАЧА 1
Так как в 100 г 10%-ного раствора
содержится 10 г растворенного вещества, то
в 20 г 10°/о-ного раствора HN03
содержится 2 г 100%-ной HN03.
Подсчитаем молекулярные веса Ва(ОНJ
и HN03:
МВа(ОНЬ = 137 + 2-17 = 171У-е-
мнхо,= х - 14 -I - 3 - 16 = 63 у. е.
Напишем уравнение реакции:
1,71 г х г
Ва(ОНJ + 2HN03= Ba (N03J^ 2H20 .
171 г 2 . 63 г
Для полной нейтрализации 1,71 г гидрата
окиси бария потребуется
Отсюда видно, что для нейтрализации
1,71 г гидрата окиси бария данного
количества раствора, содержащего 2 г азотной
кислоты, будет достаточно.
ЗАДАЧА 2
Вспомним сначала определение моляр-
ности и нормальности растворов: моляр-
ность показывает, сколько г-молей
растворенного вещества содержится в 1 л
раствора, а нормальность показывает, сколь-
91
лает невозможной разгадку шифра по
частоте повторения знаков (именно так
была расшифрована записка в известном
рассказе Эдгара По «Золотой жук»).
Формула воды в конце записки может
обозначать просто точку. Однако она
могла быть (и на самом деле была) поправкой
к слову «пятый»: разность нейтроны —
протоны для воды равна — 2
(протонов больше). Буквы с «минус вторым»
номером, конечно, нет. Но это может
означать, что в действительности нужно читать
не « пятый », а « третий »!
ко содержится в 1 л раствора г-эквивален-
тов растворенного вещества.
В нашем случае раствор хлористого
кальция — одномолярный, а соды — дву-
нормальный. Но кальций — двухвалентен,
а угольная кислота — двуосновна; это
значит, что оба раствора имеют
одинаковые молярности B г-э №гС03 = 1 г-м
Na2C03). Поэтому в 150 мл 1 М раствора
СаС12 содержится 0,15 г-моля СаС12, а в
300 мл 2 н. раствора Na2C03—0,3 г-моля
Na2C03.
Теперь напишем уравнение реакции:
СлС12 + N<i2CO, = СаС03 , ^ 2Л"аС1.
Мы видим, что из 1 г-моля СаС12 и 1 г-моля
Na2C03 образуется 1 г-моль СаС03 и
2 г-моля NaCl. В нашем случае сода взята
в избытке, и расчет ведем по СаС12:
0,15 г-моля СаС12 соединятся с 0,15 г-моля
Na2C03 и дадут 0,15 г-моля СаСОэ и
0,3 г-моля NaCl, причем 0,15 г-моля
Na2C03 останутся неизрасходованными.
Подсчитаем молекулярные веса Na2C03,
СаСОзи NaCl:
MNa,CO, = 2 ■ 23 -' 12 Ф 3 • 16 = 106
MCaCQ>= 40 J-12-1 3 ■ 16 = 100
MNaCl = 23 + 35'5 = 58'5
Следовательно, после отделения 0,15-100 =
= 15 г СаС03 в растворе останется
0,15-106=15,9 г Na2C03 и 0,3-58,5 =
= 17,55 г NaCl.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ
(См. стр. 89).
ВИКТОРИНА
ДВЕНАДЦАТЬ ПОРТРЕТОВ
Перед вами — портреты двенадцати
известных химиков разных стран и эпох.
Кто изображен на этих портретах? Чем
прославился каждый ученый?
Чтобы узнать процентную
концентрацию этих веществ в растворе, нужно
найти вес раствора. 150 мл раствора СаСЬ
с уд. весом 1,05 весят 150*1,05 = 157,5 г,
а 300 мл раствора Na2C03 с уд. весом 1,10
весят 300-1,10 = 330 г. Если эти растворы
смешать и затем отделить осадок СаСОз,
то общий вес раствора будет равен
157,5 + 330 —15 = 472,5 г.
Поэтому раствор содержит
'"°° • 100 = 3,72% NaCl,
472,5
15,9
• • 100 -= 3,36% Ка2С03 .
472,5
ЗАДАЧА 3
При пропускании паров спирта через
нагретую окись алюминия образуются
этилен С2Н4 и вода; этилен, в свою очередь,
легко присоединяет бром с образованием
дибромэтана по уравнению:
С2Н4 '- Вг2— С2Н4Вг2.
Так как 1 л 0,4 М раствора Вг2
содержит 0,4 г-моля Вгг, то 250 мл этого
раствора содержат 0,1 г-моля Вгг, и,
следовательно, через раствор было пропущено
ОД г-моля этилена и образовалось ОД
г-моля дибромэтана.
Грамм-моль любого газа занимает при
нормальных условиях объем 22,4 л,
а Мс,н4вг,= 2-12+ 4-1+2-80= 188;
следовательно, через раствор было
пропущено 2,24 л этилена и образовалось 18,8 г
дибромэтана.
ЗАДАЧА 4
Окрашенный газ А с неприятным
запахом может быть хлором или двуокисью
азота. Но всем упомянутым в задаче
условиям удовлетворяет только хлор.
а. Напишем уравнение реакции хлора
с водой:
С]2+ Н80 --- НС1 -t- НСЮ (кислоты Б и В).
б. Взаимодействие хлора с горячим
раствором калиевой щелочи идет по
уравнению:
E КОН 4 ЗС12= KC10j+ 5KC1 + ЗИ20 (соли Г и Д).
Мы будем считать, что член клуба
Юный химик, приславший восемь
правильных ответов, справился с заданием.
в. При нагревании бертолетовой соли
(соли Г) образуется кислород (бесцветный
газ) и соль КО (соль Д):
2КСЮ3=: 2КС1 - - 302.
г. Из веществ Б и Г можно получить
хлор (газ А) по уравнению:
кску - внел = кп - - зн2о - згл2.
Двуокись азота этого ряда реакций не
дает.
ЗАДАЧА 5
В 25 г 16%-ного раствора сернокислой
меди содержится
Реакция между C11SO4 и ХаОН
протекает по уравнению:
4 г х г
CuSU4 + UNaOH = Си (ОНJ , Г\а0804 ,
Kill г 2-40 г
откуда
4-2-40
х = -2 г.
1С0
Но едкий натр был прибавлен в избытке;
на нейтрализацию этого избытка пошло
125 мл 0,2 н. раствора серной кислоты.
В 1000 мл 1 н. H2SO4 содержится 1 г-экв
H2S04; в 1000 мл 0,2 н. H2SO4 содержится
0,2 г-экв H2S04; в 125 мл 0,2 н. H2S04
содержится @,2-125): 1000 = 0,025 г-экв
H2SO4. Столько же грамм-эквивалентов
избыточного NaOH или 40 ■ 0,025 = 1 г
и было в растворе.
Следовательно, всего было взято
2 + 1 = 3 г NaOH. Так как раствор был
16%-ный, то рассуждаем так:
в 100 г 16%-ного раствора содержится
16 г NaOH,
в х г 16%-ного раствора содержится
3 г ХаОН,
откуда
100 . 3
* = —-18.75 г.
92
93
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ НАШ* КОНСУЛЬТАЦИИ НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ НАШИ
■ О ПЛАСТМАССОВОМ
КАФЕЛЕ
Инженер Урапмашзавода Л. В. ГА-
ЛИНОВСКИЙ спрашивает, как
крепить к стене облицовочные ппиты
из полистирола. Отвечает инженер
В. ВОЙТОВИЧ.
Красивый, легкий, сравнительно
дешевый и намного более стойкий
к удару, чем традиционные
керамические («кафельные») плитки,
полистирол все шире применяется
для облицовки стен в ванных
комнатах, санузлах и т. д. Но
«ахиллесова пята» есть и у этого
материала. Полистирольные плитки очень
трудно укрепить на стене с
помощью общедоступных клеев. Самый
распространенный «клей» —
цемент вообще не пригоден в этом
случае. Нужны специальные
клеящие композиции. Приведем
рецептуру одной из них (в весовых
частях):
Икдек-кумароновая смола . .100
Сольвент-нафта 00
Дмбутилфталат 40
Известковая мука 500
Инден-кумароновая смола — это
твердый продукт
коксохимического производства или пиролиза
нефти, сольвент-нафта —
жидкость, получаемая при тех же
процессах, дибутилфталат —
специально синтезируемый
химический продукт.
Другая рекомендуемая
мастика состоит из поливинилацетатной
эмульсии (о ней рассказано в
«Химии и жизни», 1967, № 5,
стр. 93), молотого песка и
скипидара, смешанных в весовом
соотношении 100 : 100 : 2. Однако эти
мастики малодоступны из-за
отсутствия в продаже многих их
компонентов.
Но зти способы — не
единственно возможные. Можно
воспользоваться другим свойством
полистирольных плиток и
поступить, например, так. Нагреть
обычный крупнозернистый речной
песок (предпочтительные размеры
частиц 2—3 мм, пыль и галька
недопустимы) до 100—120°С и
рассыпать его по тыльной
поверхности плитки, уложенной на ровное
деревянное основание. После
этого сразу же слой песка прокатать
резиновым валиком (они
продаются в любом фотомагазине). Часть
горячих песчинок окажется
вплавленной в «антифасад» плитки.
Теперь ее можно прикреплять к
стене обычным цеметно-песчаным
раствором.
Можно поступить и иначе:
тыльную поверхность плитки
обработать бензолом или скипидаром,
так чтобы поверхность
размягчилась, и с помощью валика нанести
на нее песок.
Из Всесоюзного
научно-исследовательского института новых
строительных материалов редакции
сообщили еще одну рецептуру
мастики для приклейки
полистирольных плиток. Эта рецептура
разработана в
Научно-исследовательском институте строительных
материалов (Вильнюс). Ее состав в
весовых частях:
Инден-кумароновая смола 15-17
Полистирол 3—4
Растворители:
сольвент технический
или толуол 12—14
этилацетат 6—7
Дибутилфталат
(пластификатор) . 3—4
Известковая мука ..... 54—-6J
■ РАЗРЕЗАННАЯ ПОДОШВА
Я приобрел мужские туфли
югославского производства с
рубчатой темно-коричневой подошвой,
на которой имеется надпись
с< Gran it». Я слышал, что это
нейлоновая подошва. Некоторое
время тому назад, наступив на
металлическую стружку, я разрезал
подошву на одной туфле.
Пробовал получившуюся трещину (по
толщине подошвы] склеить клеем
БФ-2, затем клеем «88», но
ничего не вышпо. Ни одна сапожная
мастерская и обувная фабрика по
ремонту обуви в нашем городе не
берется выполнить эту работу, так
как не знают, какой клей может
склеить эту подошву.
Убедительно прошу вас помочь
мне в этом деле, сообщив, чем
можно склеить или залить
трещину.
Заранее благодарен
Б. М. РАПУТОВ,
гор. Орджоникидзе
Подошва ваших туфель,
по-видимому, изготовлена из транспарент-
ной резины.
В случае отклейки большинство
типов таких подошв можно
подклеить к верху обуви клеем
НИТХИБ-62, применяемым на
фабриках по ремонту обуви. Однако
при разрезе подошвы по толщине
клеевой метод (склейка встык
любым клеем) не дает прочного
соединения разрезанных частей
подошвы. При таком повреждении
подошву необходимо заменить
новой. При отсутствии подошв из
транспарентной резины
рекомендуем на эту обувь подставить
подошвы из легкой пористой резины
марки В (с удельным весом
0,3—0,5 г/см3).
Заведующий лабораторией клеев
и полимеров Научно-
исследовательского и техно-
химического института бытового
обслуживания
М. АЛЬБАМ
94
Л ПОЧЕМУ БЫ И НЕТ!
УТЕШЕНИЕ ПОДАГРИКАМ
Если внимательно изучать жизнеописания
великих людей, то непременно бросится
в глаза, как удивительно часто
упоминается в них подагра. Эта болезнь была
коварным спутником жизни таких выдающихся
ученых, как Исаак Ньютон и Чарльз
Дарвин. Подагра омрачала существование
многих великих мыслителей и
государственных деятелей, например Вольфганга
Гёте и императора Карла Великого. Это —
примеры; список великих мира сего, чья
гениальность шла рука об руку с
подагрой, чрезвычайно обширен. Уже сам этот
факт настораживает и заставляет
задуматься — простое ли здесь совпадение
случайностей или же подагра так же
закономерно связана с гениальностью, как,
например, болезнь Дауна с нарушением
нормального хромосомного набора.
Чтобы выяснить это, давайте еще раз
уточним, что такое подагра, чем она
вызывается и при каких условиях
возникает. Подагра представляет собой
исключительно болезненную форму воспаления
суставов, а вызывается отложением в
суставах кристаллов натриевой соли мочевой
кислоты. Причина отложения
кристаллов — нарушение обмена веществ,
например вследствие чрезмерного употребления
шипучих и десертных вин, мяса, крепкого
чая и кофе (а также от малоподвижного
образа жизни). Приступы болезни
сопровождаются болями в суставах и высокой
температурой. Если больному в момент
приступа сделать анализ крови, то
нетрудно обнаружить, что содержание в ней
мочевой кислоты повышено. Эта кислота
есть и в здоровом организме — она
выделяется почками. Итак, избыток мочевой
кислоты в организме — основная причина
возникновения подагры.
Мочевая кислота — это один из
конечных продуктов обмена веществ
высокоорганизованных существ: человека и
высших обезьян. У низших млекопитающих
мочевая кислота разлагается специальным
ферментом — уриказой. По-видимому,
человек и высшие обезьяны потеряли этот
фермент в процессе эволюции, и наличие
в организме мочевой кислоты уже само
по себе говорит о достижении высокой
ступени организованности материи.
Переосмысливая этот факт, мы можем с
полным правом утверждать, что один из
признаков, отличающих человека от
животных, — это присутствие в крови
человека мочевой кислоты.
У мочевой кислоты есть одно
замечательное свойство: она может существовать
в двух формах одновременно (говорят,
что она подчиняется закону таутомерного
превращения):
А вот формулы еще двух веществ:
95
Даже непосвященному человеку
бросается в глаза, как разительно похожи
первые формулы на вторые. Так вот, эти
вторые формулы — кофеина и
теобромина. Оба эти вещества — стимуляторы
нервных клеток. Можно предположить, что
такими же свойствами обладает и
мочевая кислота.
Теперь все стало на свои места.
Накапливаясь в крови, мочевая кислота
стимулировала рост мозга. Особи с более
развитым мозгом были сильнее и, если хотите,
умнее своих сородичей. Их поколения
накапливали этот признак, пока наконец
через миллионы лет какой-нибудь их
хитроумный потомок и наш предок не до-
дагался привязать к палке камень и
сказать «мама». Так он стал человеком,
но не раньше, чем его мозг вырос до
необходимых размеров, а сам он не потерял
полностью фермент уриказу, получив
взамен ее мочевую кислоту.
Но вернемся к взаимосвязи подагры
и гениальности. Если гениальность — это
прежде всего форсированная деятельность
мозга, то нет ничего удивительного в том,
что гений отличается повышенным
содержанием мочевой кислоты в крови,
которая и стимулирует работу мозга,
возбуждая его нервные клетки и превращая его,
собственно, в мозг гения. А так как этой
кислоты много, то она постепенно
откладывается в виде соли в суставах, вызывая
таким образом спутницу гениальности —
подагру. Не наступило ли время, когда мы
с полным правом можем называть
подагру болезнью гениальных? Пусть это
послужит приятным утешением всем
подагрикам...
Читатель может возразить, что не все
подагрики — гении, и даже назовет в
подтверждение десяток имен своих
родственников и знакомых. Но если гениальность,
как было уже показано, неотвратимо
вызывает подагру, то справедливо и
обратное — любой человек, болеющий подагрой,
обязательно гениален. Другое дело, если
ему не повезло, и он в течение всей своей
жизни так и не смог найти своего конька,
чтобы проявить в полном блеске всю свою
гениальность. Он попросту зарыл свой
талант в землю. Или же он непризнанный
гений. Может быть, он гениально штопает
носки или варит борщ, а окружающие
не ценят его дарования, по-обывательски
считая, что гением может быть только
поэт или физик-теоретик. Пусть эти
строки помогут им увидеть в подагрике не
просто больного человека, зачастую
сварливого сверх меры, а представителя сонма
великих, чья жизнь и деятельность
достойны почитания. Может быть, эти
строки помогут и тем, чья гениальность
прозябает под спудом обыденных забот и
привычек. Не теряйте времени, ищите
себя, и пусть ваша подагра укрепляет
вашу волю в этих поисках!
А теперь — немного пофантазируем.
...Человечество научилось уже
излечивать бесследно подагру; более того,
известно, как предотвратить болезнь даже
при избытке мочевой кислоты. У каждого
ребенка измеряется при рождении
содержание в крови мочевой кислоты, и, если
оно ниже нормы, таким детям назначается
особая диета. Одновременно с этим,
разумеется, принимают профилактические
меры против подагры. Благодаря этому
общество будет состоять из людей если не
гениальных, то по крайней мере
исключительно одаренных.
У этих грядущих гениев будет
громадное преимущество перед нашими
современниками ■—- им не будет грозить подагра,
извечный бич гениев всех времен...
А. С. ГРИДНЕВА
(По материалам журнала
«Bild der Wissenschaft»)
Рисунки
К. МАНУЙЛОВА
\
Жизнь Карла Великого,
основателя и владыки огромной импе-
ри, была омрачена подагрой...
Издательство
«Наука»
Цена 30 коп,
Индекс 71050
Каждый вечер в привычное
время человека начинает
клонить ко сну. На семь или восемь
часов он как бы полностью
отключается от внешнего мира,
уходит в тихое общение с самим
собой. Почти треть своей жизии
люди проводят во сне Из этого
времени около пяти лет отданы
сновидениям. О том, что же
такое сон и как его изучают,
читайте в следующем номере
нашего журна Lo - в статье Ваша
тайная жизнь во сие», в
комментариях к этой статье вы
сможете прочесть о
химических веществах, регулирующих
сон снотворных препаратах.
Любители мастерить JiaudyT
в том же номере статью
Пластмассовые автомобили:
игрушечные и настоягцие и советы, как
построить самому
пластмассовый кузов настоящего
автомобиля