При первых же попытках США опереться в своей политике на супербомбу правительство СССР запросило Курчатова, на чём основан этот шантаж. Спустя два месяца после успешного испытания атомной бомбы коллектив Курчатова смог вплотную приступить к решению новой ответственной задачи. 12 августа 1953 г. в СССР был произведен взрыв первой в мире водородной бомбы. И в этом утверждении нет ни ошибки, ни преувеличения. То, что взорвали американцы, было термоядерным устройством, огромным сооружением, а не бомбой, какую можно взять, например, на борт самолёта.
Выделение чудовищной разрушительной энергии при взрыве термоядерного устройства происходит за счёт слияния друг с другом двух ядер лёгких элементов. Существует несколько вариантов «начинки» водородной бомбы; наиболее «рациональная» из них, если позволительно применить такое определение к устройству, предназначенному для разрушения и убийства, — это дейтерид лития. Не обязательно брать водород в чистом виде, можно использовать и его соединения, ибо пойдёт не химическая, а ядерная реакция. Но вовсе не всякий водород для этого подойдёт. Энергия выделяется при слиянии ядер очень редких изотопов — водорода-2 (дейтерия) и водорода-3 (трития). Дело, однако, в том, что тритий накопить в нужном количестве неимоверно трудно. Дейтерий — значительно легче, хотя тоже не так уж просто. Поэтому в качестве исходных материалов брали чистый дейтерий и редкий изотоп лития — литий-6. При химическом взаимодействии этих элементов и образуется дейтерид лития. Теперь, чтобы эта «начинка» сработала, нужен толчок, нужны особые условия — температура в миллионы градусов, которую в земных условиях давал лишь взрыв атомной бомбы. Поэтому в термоядерном устройстве, кроме дейтерида лития, есть ещё запал в виде атомного — уранового или плутониевого — заряда.
Взрыв термоядерной бомбы длится доли секунды, но за это мгновение происходит цепь сложнейших превращений. При температуре в миллионы градусов нейтроны обрушиваются на ядра атомов лития-6 и образуется крайне неустойчивое соединение, которое тут же распадается на тритий и гелий. Затем тритий вступает в ядерное взаимодействие с дейтерием, а это уже, как мы говорили выше, и есть, собственно, термоядерный взрыв.
Заполнение пробелов в менделеевской таблице
Уже были открыты и получены заурановые элементы нептуний и плутоний, уже нашли им область применения, а в менделеевской таблице по-прежнему оставались незаполненные клетки.
К двадцатым годам нашего столетия учёным были неизвестны элементы № 43, № 61, № 75, № 85 и № 87. Поиски велись очень интенсивно, с применением новейших по тому времени средств, но элементы эти, можно сказать, не столько открывали, сколько закрывали.
Задолго до появления периодического закона было заявлено, что найден элемент с атомным весом около 104. Русский химик и минералог Г.Р.Германн извлёк его из минерала, найденного в Ильменских горах, и назвал ильмением. Химик Г.Розе не замедлил опровергнуть новое открытие, хотя Германн энергично его отстаивал. Менделееву при составлении таблицы очень хотелось заполнить этим элементом клетку под марганцем, но он удержался от соблазна, и клетка осталась пустой с пометкой, что в ней должен находиться эка-марганец.
В 1886 г. Керн сообщил, что удалось найти в платиновой руде с острова Борнео элемент дэвий, напоминающий по свойствам марганец и имеющий подходящий атомный вес — около 100. Через 10 лет подобное открытие было сделано Баррером. Но ни первое, ни второе открытие не были подтверждены.
Тот самый Розе, который отверг ильмений, заявил вдруг, что он сам нашёл новый элемент в минерале колумбите, и назвал его пелопием. Теперь Германн не пощадил своих усилий, чтобы показать, что открытие Розе — фикция, и элемента пелопия не существует.
После смерти Менделеева японский химик Огава оповестил мир, что ему, наконец, удалось найти экамарганец, который он назвал ниппонием. Прошло некоторое время, и ниппоний исчез так же, как и его неудачливые предшественники.
Крушение надежд на открытие неизвестных элементов для заполнения пустых клеток повергли некоторых учёных в уныние. Более того, они стали сомневаться в правильности расположения элементов в таблице.
Может быть, сам марганец стоит не там, где положено, не представитель ли он семейства железа? В таком случае нет никаких оснований искать его аналога.
В 1913–1914 гг. англичанин Г.Мозли опубликовал две небольшие работы, сыгравшие огромную роль в дальнейших поисках новых элементов. Мозли, как уже говорилось, доказал, что основной характеристикой химического элемента следует считать не массу, а заряд ядра атома, численно равный порядковому номеру в таблице Менделеева. Работы Мозли положили конец спорам по поводу помещения редкоземельных элементов в одну клетку и по поводу того, сколько их. Благодаря работам англичанина стало ясно, какие химические элементы ещё ожидают своего открытия. Прежде всего это элемент с порядковым номером 43 и редкоземельный элемент № 61.
Ида и Вальтер Ноддак были твёрдо убеждены в существовании аналогов марганца. По их мнению, эти очень редкие элементы в природе должны быть вместе. На основании не столько практических поисков, сколько теоретических расчётов они пришли к выводу, что, вероятнее всего, экамарганец и двимарганец присутствуют в таких минералах, как колумбит и танталит. 1925 г. ознаменовался в химии сообщением супругов Ноддак о том, что ими обнаружены элементы 43 и 75 в колумбите, первый в количестве 0,5 процента, второй — 5 процентов.
Как обычно, сообщение Ноддак подверглось проверке, в результате символы Ма (мазурий) и Re (рений) появились в таблице Менделеева, напечатанной в самых разных странах.
Казалось, можно было торжествовать победу, но не тут-то было! Под давлением неопровержимых доводов немецкого химика В.Прандтля 43-й элемент мазурий пришлось снова «закрыть». Такой же угрозе подвергался и рений, однако Ноддаки его отстояли, предъявив учёным и прежде всего Прандтлю вещественное доказательство — целых 100 миллиграммов вещества в металлическом виде. 75-я клетка в таблице Менделеева была окончательно заполнена.
43-м элементом увлёкся один из молодых римских физиков, работавших под руководством Э.Ферми, — Эмилио Сегре. В 1936 г. он побывал в США, в городе Беркли, где был установлен циклотрон. Лобовая часть пластины циклотрона («зуб»), предназначенная отклонять поток заряженных частиц и направлять его на мишень, поглощала примерно половину ускоренных частиц и сильно разогревалась. Поэтому этот «зуб» приходилось изготовлять из тугоплавкого молибдена, который в таблице Менделеева соседствует с неуловимым 43-м элементом.
Сегре подумал: почему бы молибдену после длительного обстрела дейтеронами не стать радиоактивным и не превратиться в одного из своих ближайших соседей, в тот же 43-й элемент, например? Образец продолжительно облучённого молибдена Сегре привёз с собой в Палермо, где он в это время работал, и совместно с минералогом К.Перье приступил к исследованиям.
Прежде всего было установлено, какие частицы выбрасывает облучённый элемент. Оказалось, что это бета-излучение — электроны. Затем молибден растворили в царской водке и стали разделять полученную смесь, широко используя метод, разработанный супругами Жолио-Кюри. Путём отделения соосаждаемых элементов удалось выяснить, что радиоактивность принадлежит совершенно новому элементу. Авторы назвали его технецием, что означает «искусственный».
Сегре — очень крупный учёный, с его именем связано не одно замечательное открытие, но когда у него как-то спросили, какое из них более всего им любимо, он ответил: открытие технеция. Не только потому, что это была первая оригинальная работа, совершённая в ранней ещё молодости, но и потому, что проведена она с использованием самых простых средств.
Ещё один элемент, 43-й, навечно поселился в отведённых ему покоях.
В отличие от 43-го и 75-го элементов два других элемента, 85-й и 87-й, такими безнадёжно неуловимыми не казались, особенно после работ Мозли и Бора. На деле же всё вышло иначе. Искали их так же долго, и так же поиски сопровождались разочарованиями, а порой — отчаянием.
Предполагалось, что 85-й элемент, экайод, — галоген вроде хлора, а 87-й, экацезий, — щелочной металл вроде натрия. Зная об этом, английский учёный А.Фриенд отправился к Мёртвому морю, где плотность воды такая, что там не может обитать рыба. При такой концентрации солей, полагал Фриенд, легче обнаружить и галоген экайод, и щелочной металл экацезий. Ничего из этого не вышло, несмотря на адский труд Фриенда.