Путешествие в Страну элементов

Ну, а если надо получить вещество одновременно прочное, нехрупкое и негорючее? Искать новый полимер? Оказывается, вовсе не обязательно. Учеными разработан способ «прививки» одного полимера к другому, чтобы новый материал совмещал в себе все преимущества исходных веществ.

Для этих целей используют радиоактивное облучение. Под действием излучения связи между атомами углерода, из которого состоит каркас длинной молекулы полимера, и атомами водорода, нанизанными на этот каркас, расшатываются, разрываются. Возникают поперечные связи-«мостики» между длинными цепочками молекул полимера.

Такого рода «сшивание» полимеров приводит к рождению нового материала, обладающего заранее намеченными свойствами. Например, кремнийорганический каучук страшно боится бензина и масла. Ловко орудуя гамма-лучами, словно тончайшими искуснейшими спицами, химики разрывают одни химические связи, соединяют другие и «пришивают» к кремнийорганическому каучуку маслостойкий акрилонитрил. После этого ему нипочем ни бензин, ни масло. Так химики конструируют материалы, которых нет и в помине даже в богатейшей кладовой природы.

К тому, как ведут себя облученные полимеры, живейшее любопытство проявляют и биологи. Впрочем, здесь нет ничего удивительного. Полимеры имеют много общего с веществами, входящими в состав живой ткани. Что, если бы удалось выяснить условия, при которых полимеры не разрушаются под действием излучения? Тогда, возможно, удалось бы по аналогии найти вещества, которые защищали бы здоровую клетку от губительной силы радиации. А это одна из основных проблем, волнующих космическую биологию. Ведь будущим Колумбам космических «терра инкогнита» придется столкнуться с большими дозами ионизирующего излучения. Очевидно и несомненно, что лишь после того, как будет преодолена радиационная опасность, человек сможет надолго покинуть Землю.

Уже сейчас идет поиск веществ, подавляющих радиационно-химическую реакцию, — так называемых ингибиторов. Эти «катализаторы наизнанку» отнимают энергию, приводящую к возбуждению и распаду нестойких к облучению веществ. Ингибиторы преобразуют похищенную таким образом энергию в тепло или свет, в те виды энергии, которые безопасны для организма. И достаточно будет космонавту перед стартом принять таблетку с ингибитором, чтобы космическое путешествие стало для него безопасным. Надо думать, что и в земных условиях ингибиторы радиационно-химических реакций также найдут спрос.

Применение радиоактивных излучений в химии открыло новую страницу в истории этой древней науки. Но особенно заметные сдвиги принесли с собой изотопы в аналитические методы.

Век атома и электроники немыслим без сверхчистых материалов. Если в урановом топливе окажется одна миллионная процента примесей, сверкающая вереница ядерных распадов немедленно оборвется, атомный котел объявит «забастовку». А примесь мышьяка к германию или кремнию, используемым в полупроводниковой технике, подчас не должна превышать одного атома на миллиард атомов чистого вещества. Как проконтролировать степень чистоты вещества с такой почти фантастической точностью? И там, где отказывают классические методы анализа, на выручку приходит атом.

Облучая образец, являющий собой химическую смесь, можно добиться того, что некоторые из содержащихся в нем химических элементов станут радиоактивными. При этом сам образец не активируется. А раз так, то по виду излучения, по его энергии, наконец, по периоду полураспада нетрудно установить, с каким изотопом вы имеете дело. Эти характеристики радиоизотопа обладают завидным постоянством, и они хорошо известны ученым.

Получив такого рода «визитную карточку» изотопа и зная заранее, продуктом какой ядерной реакции он является, можно судить о том, что за примеси присутствовали в исходной смеси. Даже если их количества исчезающе малы. Ведь счетчики ионизирующих излучений обладают великолепной чувствительностью, да и сами излучения дают знать о себе отнюдь не слабым «голосом».

Описанный метод называется радиоактивационным анализом. От всепроникающих «щупалец» этого метода не скроется более половины периодической системы Д. И. Менделеева, пусть даже содержание элемента не превышает миллионной доли процента. А для теллура удалось получить прямо-таки рекордный результат. Его примесь, определенная радиоактивационным методом, составляла долю грамма, которая изображается дробью, имеющей знаменатель с двадцатью нулями! Для сравнения уместно напомнить, что самые совершенные ультрамикровесы, реагирующие на миллиардные доли грамма, не справились бы с этой задачей, даже если бы стали в миллиард раз более чувствительными.

Невозможно перечислить все области применения ионизирующих излучений, испускаемых атомом. И это таланты атома, который упал на японских рыбаков страшным пеплом Бикини! Атома, дьявольская сила которого, попав в преступные руки, может превратить нашу планету в печальную обитель смерти и опустошения…