РЕДКИЕ МЕТАЛЛЫ

РАДИОАКТИВНЫЕ РЕДКИЕ МЕТАЛЛЫ

Реди редких металлов имеются такие, которые обла­дают особым физическим свойством — радиоактивно­стью. К ним относится радий, торий, уран. Изучение их на­чалось с конца XIX века. В 1898 году молодой польский хи - мшс Мария Склодовская, работавшая в Париже со своим мужем французским учёным Пьером Кюри, открыла в ура­новой руде неизвестный химический элемент — металл се­ребристого цвета — радий. Радий почти в три с половиной раза тяжелее магния, менее прочен и гораздо менее стоек против ржавления. На воздухе он постепенно чернеет и по­крывается пленкой окислов. Запасы радия в земной коре совершенно ничтожны: 0,0000000001%. Это в 12 миллиар­дов раз меньше запасов магния и в 25 тысяч раз меньше запасов золота.

Мария Склодовская обнаружила у радия необыкновен­ные свойства. Так, в присутствии радия фотопластинка, завёрнутая в чёрную, непроницаемую для видимых лучей бумагу, засвечивается. Температура радия всегда оказы­вается выше на 1,5° температуры окружающей среды, сле­довательно, радий всегда выделяет теплоту. Было изме­рено, что один грамм радия выделяет 137 калорий теплоты в час, причём выделение теплоты почти не сопровождается потерей его веса. Подсчитано, что количество энергии, вы­деляемое одним граммом радия за две тысячи лет, в 250 тысяч раз больше энергии, которую можно получить от сжигания такого же количества углерода. Этот расчёт показал, что теплота выделяется радием не в результате его горения, а благодаря какому-то другому неизвестному процессу, происходящему в глубинах атомных ядер.

Позже выяснили, что ядра радия взрываются; ежесе­кундно из каждых 72 миллиардов атомных ядер радия взрывается одно ядро и выбрасывает осколок, летящий со скоростью около 20 тысяч километров в секунду. Каждую секунду в кусочке радия весом в 1 грамм распадается 37 миллиардов атомов. Осколки атомных ядер словно лучи пронизывают по всем направлениям окружающее про­странство. Вновь открытый элемент и получил своё назва­ние от латинского слова «радиус», что значит — луч.

Явление распада атомных ядер под действием каких-то внутренних сил было названо радиоактивностью.

Дальнейшее изучение этого явления позволило устано­вить, что при радиоактивном распаде происходит превра­щение одних химических элементов в другие. Так, напри­мер, ядро атома радия распадается на ядро атома гелия и ядро химического элемента радона (эманация радия). На этом превращение не оканчивается. Ядро проходит ряд превращений, пока оставшееся ядро не оказывается устойчивым: это — ядро нерадиоактивного атома свинца.

Другим радиоактивным металлом является уран. По своим «металлическим» свойствам уран мало отличается от других металлов. Это — тяжёлый металл, в два раза более тяжёлый, чем медь. Его удельный вес — 19,07. По температуре плавления он хотя и превосходит медь и железо, однако уступает многим тугоплавким элементам. Оставленный лежать на воздухе, кусок урана быстро тем­неет, покрываясь рыхлой и непрочной плёнкой окисла.

Содержание урана в земной коре составляет 0,0005%, т. е. сравнимо с содержанием свинца, иода, олова. Однако уран чрезвычайно рассеян и редко образует самостоятель­ные рудные скопления.

Радиоактивный распад ядер урана происходит очень медленно. Ежесекундно взрывается только одно ядро из каждых 210 миллионов миллиардов ядер. Количество наличных ядер урана уменьшается вдвое через 4,5 мил­лиарда лет. Схема распада урана показана на рис. 18.

Одним из продуктов рас­пада урана и является ра­дий. Он занимает пятую сту -

N87

N85

N 84

N 83

N82

Рис. 18. Несколько стадий радиоактивных превращений урана 234.

Пень .в цепочке превращений урана. Так, с открытием ра­диоактивности было разрушено старое представление о неизменности атомов[25]).

Изучение радиоактивности положило начало изучению строения атомов и получению атомной энергии [26]).

Успехи ядерной физики и радиохимии в изучении ато­мов радиоактивных и нерадиоактивных элементов позво­лили в настоящее время создать несколько новых химиче­ских элементов, не существующих в природе. Периодиче­ская система элементов Д. И. Менделеева продолжена: искусственно получен ряд заурановых элементов от 93 до 100 номера. Возможно, все они существовали в при­роде, но поскольку период «жизни» их значительно короче возраста Земли, постольку они все превратились в более устойчивые элементы с меньшими атомными номерами.

Свойства этих искусственно полученных элементов в настоящее время изучаются физиками и химиками.

З нашего небольшого рассказа о свойствах и примене­нии редких металлов вы узнали, как они важны для многообразной деятельности человека.

Умелое и разумное использование замечательных свойств редких металлов привело ко многим открытиям.

Редкие металлы дали толчок к бурному развитию со­временной металлургии, радиотехники, реактивной авиа­ции, телевидения, автоматики. Вольфрам, молибден и ва­надий совершили настоящую техническую революцию в создании быстрорежущих и жаропрочных сталей. Некото­рые редкие металлы дали возможность ускорить в сотни раз процессы химического взаимодействия веществ.

Раскрыв влияние редких элементов на жизнедеятель­ность растений, организмов животных, и человека, наука обогатилась методами повышения урожайности, нашла способы борьбы с неизлечимыми болезнями человека.

Исследование редкого металла урана привело к овла­дению запасами ядерной энергии, к созданию новых видов атомов. Какой переворот совершит наука ещё на основе использования свойств этих новых, пока мало изученных атомов редких металлов — покажет ближайшее бу­дущее.

Наш трудолюбивый и мирный народ никогда не забы­вает о замыслах империалистов, которые каждый вновь открытый и изученный химический элемент, каждое новое достижение науки используют лишь для увеличения своих барышей, для подготовки чудовищных истребительных войн против народов.

В укреплении обороны нашей Родины редкие металлы имеют такое же огромное значение, как и в мирных делах нашего народа.

[1] Это число может быть записано так.'2-Ю22, то-есть 2, умно­женное 22 раза на 10; 0,002 равно 2*10-3, то-есть два, делённое на 10-10.10=1000.

[2] Электроны — это составные части каждого атома, несущие от­рицательный электрический заряд. Электрон приблизительно в 1850 раз легче атома водорода.

[3] Под «простыми телами» Менделеев подразумевал элементы.

[4] Подробнее о спектральных цветах см. брошюру С. Г. Суво­рова «О чём говорит луч света» в серии «Научно-популярная библиотека» Гостехиздата.

[5] Подробнее о погоде см брошюру в серии «Научно-популярная библиотека» Гостехиздата Н. В. Колобков «Погода и её пред -

Видение>.

[6] О кометах, «падающих звёздах» и метеоритах см. также научно-популярную брошюру в серии «Научно-популярная библио­тека» Гостехиздата В. В. Ф еды некий и И. С. Астапович «Малые тела Вселенной».

[7] Подробнее об этом см брошюру в серии «Научно-популярной библиотеки» Гостехиздата проф. Р В Куницкий «День и ночь. Времена года».

[8] В одном градусе содержится 60 угловых минут, в угловой минуте — 60 угловых секунд.

[9] Точнее, в 2,512 раза, так как это число, умноженное пять раз само на себя, даёт ровно 100. Поэтому разность в пять звёздных ве­личин указывает, что количество света, посылаемого звездой, умень­шилось ровно в 100 раз.

[10] Если предельная величина звёзд увеличивается на единицу, яркость звёзд уменьшается, как мы уже знаем, в 2,512 раза. Это уменьшение блеска звезды соответствует увеличению её расстояния в 1,585 раза, так как настолько мысленно нужно отодвинуть звезду, чтобы её яркость уменьшилась в 2,512 раза. Все звёзды, находящиеся ближе данного предельного расстояния, заполняют объём шара, ра­диус которого равен этому расстоянию. Если предельное расстояние увеличить в 1,585 раза, то объём шара увеличится в 1,585 X 1,585 X X 1,585 == 3,981 раза. Следовательно, во столько же раз должно увеличиться и число звёзд, наполняющих объём шара.

[11] Это число называется логарифмом.

[12] Около 1 миллиона лет назад.

[13] Ангстрем — особая единица длины, равная одной стомиллион­ной доле сантиметра, сокращенно обозначается А.

[14] Подробнее о полярных сияниях см. в книжке: Н. Г. Н о в и к о в а, «Необыкновенные» небесные явления, «Научно-популярная библиоте­ка» Гостехиздата.

[15] Подробнее о кристаллах см. в книжке: проф. А. И. Китай­городский, Кристаллы, «Научно-популярная библиотека» Гостех - издата.

[16] О работе телевизоров подробнее можно прочитать в книжке: К. А. Гладков, Дальновидение, «Научно-популярная библиотека» Гостехиздата.

[17] Подробнее с явлениями радиоактивности можно познако­миться в книжке: К. Б. 3 а б о р е н к о, Радиоактивность, «Научно-попу­лярная библиотека» Гостехиздата.

[18] Щелочами называются химические соединения металлов нат­рия, калия, лития и некоторых других с кислородом и водородом. Щёлочи обладают способностью сильно разъедать многие веще­ства* Натриевая щёлочь получается при взаимодействии окиси натрия с водой.

[19] Об электрическом токе см. брошюру в серии «Научно-попу­лярная библиотека»: Э. И. Адирович «Электрический ток».

[20] Каупер — аппарат для подогрева воздуха, вдуваемого в до­менную печь; газгольдер — башня для хранения горючего газа, пламя которого разогревает каупер.

[21] Поршневыми называют двигатели, которые вращают воздуш­ный винт самолёта за счёт движения поршней, соединённых шату­нами с коленчатым валом.

[22] Литьё в вакууме — метод, при котором отливаемая деталь изолирована от воздуха.

[23] В аморфном теле атомы не образуют правильной кристал­лической решётки и связаны между собой силами притяжения, по­добно тому как связаны они в жидкости.

[24] О фотоэлементах и фотоэлектричестве подробно рассказано в книге В. А. Мезенцева «Электрический глаз». Гостехиздат, «Науч­но-популярная библиотека».

[25] О радиоактивных процессах см. брошюру «Научно-популярной библиотеки» Гостехиздата: К - Б. Заборенко «Радиоактивность».

[26] Об этом подробно рассказано в брошюре «Научно-популярной библиотеки» Гостехиздата: В. А. Лешковцев «Атомная энергия».