Жизнь замечательных устройств

«Моя цель казалась невыполнимой — разработать автоматический процесс для производства элемента, существующего в количествах столь малых, что никто его не видел. Производство должно было быть экранировано толстыми бетонными стенами, и после его запуска никто не мог бы оказаться на его территории для настройки оборудования или его починки, не получив при этом смертельной дозы радиации. Были и неудачи. Однажды ночью полка рухнула, потому что работник перегрузил ее, поставив экранирующий радиоактивное излучение свинец. Падение полки разбило пузырёк на столе и четверть мировых запасов плутония впиталась в номер газеты Sunday Tribune. Но нам как-то удавалось выдерживать график».

К концу 1944 года стало ясно, что война в Европе успеет закончиться до того, как любая из воюющих сторон успеет создать атомное оружие, но работа над проектом продолжалась. Новая цель проекта теперь заключалась в принуждении Японии к капитуляции. Многие учёные опасались, что применение атомного оружия вызовет значительные жертвы среди гражданского населения, и Сиборг был в числе этих учёных. Он подписал обращение в администрацию президента США, в котором излагалась идея того, что запугать Японию и принудить её к капитуляции можно будет простой демонстрацией действия атомной бомбы на необитаемом островке в Тихом океане. В администрации Трумэна сочли такой подход непрактичным, и в августе 1945 года Хиросима была разрушена урановой бомбой, а Нагасаки — плутониевой. Вскоре война закончилась, но атомная эра началась.

В 1946 году Сиборг вернулся к научной работе в Беркли. Работая с плутонием, он детектировал следы других трансурановых элементов, и ему хотелось завершить исследования и опубликовать их результаты. Однако помимо практических вопросов работы и обращения с этими элементами, возникали проблемы и общетеоретического характера — куда размещать эти элементы в Периодической системе? Вопрос был далеко не праздным. Редкоземельные элементы, более известные как лантаноиды, тоже не могли найти себе клетки в таблице Менделеева, пока Нильс Бор не разработал модель атома со стационарными орбитами.

В 1921 году Бор предположил, что 14 элементов, следующих в Периодической системе за лантаном, образуют внутренние переходные серии, а число их внешних, то есть валентных электронов остаётся равным трём, пока не заполнится внутренний 4f-электронный подуровень. Он предположил, что не открытый ещё в то время элемент, завершающий эту серию, должен находиться в Периодической системе в той же группе, в которой расположены гафний и цирконий. Этот элемент был открыт Дирком Костером и Дьёрдем де Хевеши, которые, убедившись, что свойства этого элемента соответствуют теоретическим предсказаниям Бора, назвали его гафнием (Hafnia — латинское название Копенгагена). Дальше — больше. Бор также предположил, что элементы под актинием должны образовать вторую внутреннюю переходную серию, в которой должен заполняться 5f-электронный подуровень. Большая часть химиков относилась к этому со скептицизмом. Они продолжали помещать торий (атомный номер 90, максимальное значение валентности — 4) в четвёртую группу, под титаном, цирконием и гафнием, при том, что в те времена уран (атомный номер 92, максимальная валентность — 6) казался обитателем шестой группы и соседом хрома, молибдена и вольфрама. Когда были открыты первые трансурановые элементы, казалось логичным поместить нептуний в седьмую группу — под марганец и рений, а плутоний в восьмую — к рутению и осмию. Результаты исследований Сиборга говорили другое, и в 1945 году он опубликовал Периодическую систему с новой структурой, в которой актиноиды располагались в качестве отдельной серии элементов прямо под лантаноидами. Первоначально многие химики рассматривали такой редизайн как безумную идею, но со временем эта структура таблицы Менделеева стала стандартной.