93. Нептуний-Neptunium (Np)






В июне 1934 г. на страницах немецкого химического журнала появилось сообщение чешского инженера Одолена Коблика. Он являлся руководителем исследовательской лаборатории при Иоахимсталевских шахтах (Чехословакия), которые в начале XX в. поставляли супругам Кюри руду для получения радия. В сообщении говорилось о том, что в промывных водах урано-радиевого завода О. Кобликом обнаружен новый элемент. Место этого элемента в периодической системе Менделеева должно было находиться за ураном.
В честь своей родины Коблик назвал новый элемент богемием. Чехия - западная часть бывшей Чехословакии - раньше называлась Богемией. Предприняв более тщательное исследование, Коблик обнаружил, что выделенный им элемент весьма сходен с вольфрамом. Будучи справедливым и честным ученым, Коблик посчитал своим долгом немедленно сообщить в редакцию журнала о своей ошибке и тем самым взял свое сообщение обратно. Заметка о допущенной ошибке от имени редакции была опубликована в том же 1934 г.
В 30-40-х годах XX в. во многих лабораториях мира проводились широкие исследования результатов бомбардировки ядер устойчивых атомов нейтронами. В результате обстрела урана был получен один из новых элементов, занявших следующее за ураном место 93 с массовым числом 239. Элемент 93 был впервые выделен американскими учеными Э. Макмилланом и Ф. Абельсоном в 1940 г. и получил название нептуния.
Чтобы объяснить происхождение этого названия, необходимо сделать хотя бы весьма краткий экскурс в область истории астрономии.
До 1846 г. астрономам было известно в солнечной системе 7 планет. 1846 год ознаменовался в астрономии открытием новой, восьмой планеты, названной Нептуном. Седьмая из них, считая от Солнца, называлась Ураном. Последним же в периодической системе Менделеева был к 1940 г. элемент уран. Вот почему, когда был открыт новый заурановый элемент, его по аналогии назвали нептунием. Древние римляне Нептуном именовали таинственного бога моря. Моряки с древних времен, пересекая экватор, приносили Нептуну жертву, чтобы он "сохранил" их от бурь и непогоды, принес удачу в плавании. Потеряв религиозное содержание, праздник перехода экватора в настоящее время приобрел характер веселой инсценировки, в которой имеет место шуточный "обряд посвящения" членов экипажа, впервые пересекающих на корабле экватор. Красочное описание праздника Нептуна встречается во многих произведениях художественной литературы.
Однако вернемся к планете Нептун. Как известно, французский астроном Леверье и независимо от него английский астроном Адамc при наблюдении за планетой Уран заметили некоторые отклонения в ее движении. С помощью математических вычислений они не только установили существование никому не известной планеты, следующей за Ураном, которая своим притяжением вызывает "возмущения" Урана, но и указали место, где ее следует искать. Вскоре эта планета была обнаружена. Элемент гелий открыли на Солнце, а затем нашли на Земле. Планету Нептун "нашли" на Земле, а затем открыли на небе.
Нептуний - пластичный, серебристый металл, с температурой плавления 640°С и плотностью 19,5. По этим величинам трудно судить о тех необычайных трудностях, которые пришлось преодолеть ученым для того, чтобы получить эти цифры. Начнем с того, что измеримые количества нептуния, полученные впервые, составляли гаммы (миллионные доли грамма). Для взвешивания таких количеств веществ потребовалось создать весы исключительной точности. С их помощью можно было измерять количество вещества в одну стомиллионную долю грамма. Плотность нептуния определяли, имея всего 40 гамм (не грамм!) металла, который помещали в трубочку с диаметром отверстия в три десятых миллиметра.
Получение нептуния весьма сложно. Исходным материалом является хлористая или фтористая соль нептуния. При восстановлении этих солей парами бария при температуре 1300°С в тигле, изготовленном из окиси бериллия, получается чистый нептуний. Нагрев осуществляется танталовой проволочкой, электрический ток подводят к ней через вольфрамовые контакты.
Нептуний, как теперь установлено, имеет много радиоактивных изотопов. Самым "долгоживущим" из них является изотоп с массовым числом 237, полученный в 1942 г. Период полураспада у этого изотопа составляет более двух миллионов лет. Остальные изотопы "живут" считанные дни, часы и минуты.
Нептуний образуется в атомных реакторах из урана и является промежуточным продуктом в процессе накопления плутония.



94. Плутоний-Plutonium (Pu)


В 1930 г. американский астроном Персиваль Ловелл, автор фантастических очерков о жизни на Марсе, обнаружил некоторую неправильность в движении планеты Уран, но не ту, которую значительно раньше него отмечал Леверье. На основе своих наблюдений Ловелл пришел к заключению, что за Нептуном в солнечной системе должна быть еще одна, девятая планета, отстоящая от Солнца в сорок раз дальше, чем Земля. Эта планета действительно была обнаружена и названа Плутоном. По имени этой планеты, расположенной в солнечной системе за Нептуном, был назван плутонием элемент 94, искусственно полученный в 1941 г. из ядер атомов урана группой американских ученых во главе с Г. Сиборгом. Замечательно, что плутоний был найден в природе после того, как он был получен искусственно.
Плутоний обычно содержится в урановых рудах в качестве естественной примеси к урану как продукт радиоактивного превращения урана. Считают, что плутоний образуется в урановых рудах в результате захвата нейтронов ядрами урана. Однако плутоний образуется в таких количествах, что о добыче плутония из руд не может быть и речи.
Плутония в уране всего одна миллиардная доля процента по весу, т. е. один атом плутония приходится на 140 млрд. атомов урана. В урановой руде Конго (Африка) один грамм плутония приходится на 4 млн. т урана.
По своим свойствам и внешнему виду плутоний представляет блестящий металл с температурой плавления 640°С и плотностью от 15,4 до 19,0. Эта неопределенность плотности объясняется наличием нескольких разновидностей плутония.
Одна из этих разновидностей обладает интересным свойством. При нагревании она не расширяется, как это бывает обычно у металлов, а сжимается. Элемент плутоний имеет тринадцать изотопов с массовыми числами от 232 до 244. Практическое применение находит пока плутоний-239, у которого период полураспада равен 24 000 лет.
Из всех заурановых элементов применяется только плутоний, поэтому его химические свойства изучены лучше, чем многих "старых" элементов. В технологии плутония применен удивительный масштаб перехода от лабораторных опытов к заводскому процессу - от миллионных долей грамма в лаборатории сразу к килограммам - на заводе.
Плутоний образуется в атомных реакторах при расщеплении урана.
В античной мифологии Плутон играл роль бога подземного мира, владыки царства теней усопших.



95. Америций-Americium (Am)


Элемент с порядковым номером 95 был получен из урана Г. Сиборгом в 1944 г.
Чтобы получить этот элемент, для бомбардировки ядер атомов урана понадобились более "тяжелые снаряды". Такими "снарядами" явились на сей раз не протоны, а альфа-частицы.
Вначале элемент 95 был получен в таких малых количествах, что потребовалась большая изобретательность для исследование его химических свойств.
В атомных реакторах, которые вступили в строй после 1944 г. ("год рождения" элемента 95), были по лучены различные изотопы этого элемента. Пуск атомных реакторов открыл более широкие возможности для исследователей, облегчил их задачу, дав в руки химиков весомые количества плутония.
Элемент 95 очень схож с лантаноидами. В чистом виде - это серебристо-белый, ковкий металл с плотностью 11,7. Он был назван Г. Сиборгом америцием. Такое название было дано с учетом положения элемента 95 в "ряду актиноидов" периодической системы Менделеева. Элемент 95 закономерно был помещен под схожим с ним элементом 63 в "ряду лантаноидов". Элемент с номером 63 - европий - получил свое название в честь Европы, по аналогии с ним элементу с номером 95 было присвоено в честь Америки название америций.



96. Кюрий-Curium (Cm)


При нагревании парового котла с топкой на твердом или жидком топливе в качестве отброса и даже вредного продукта образуется дым, с которым постоянно ведут борьбу.
При работе атомного "котла" одним из таких отходов является поток "нейтронного газа", представляющий большую опасность для обслуживающего персонала. Для предохранения людей от этого смертоносного потока вокруг реактора сооружают защитные бетонные стены толщиной в несколько метров. Такие стены поглощают нейтроны и другие излучения. В стенах оставляют несколько закрываемых каналов. Если в такой канал поместить какое-либо вещество, то оно подвергнется действию мощного потока нейтронов. Таким путем в 1944 г. Сиборг и получил элемент 96. Сначала получался один из изотопов америция, который в результате бета-распада превратился в новый элемент. В честь Марии и Пьера Кюри этот элемент был назван кюрием. Второй буквой в символе элемента стоит m (эм) от имени Мария - проявление глубокого уважения к женщине-ученому.
Позднее различные изотопы кюрия были получены путем "обстрела" плутония альфа-снарядами.
Исследование химических свойств кюрия весьма затрудняется сильной радиоактивностью.
Растворы солей кюрия, благодаря его радиоактивности, сильно нагреваются, вода разлагается на водород и кислород. Излучение настолько мощно, что растворы солей кюрия светятся в полной темноте с такой же силой, как и радий. Металлический кюрий обладает серебристым цветом. Его плотность равна 7.



97. Беркелий -Berkelium (Bk)


По названию американского города Беркли штата Калифорния (США), в котором находятся университет и Институт ядерной физики был назван искусственный элемента - беркелий.
Сравнительно большие количества этого элемента было получено путем длительного облучения плутония в атомных реакторах. После открытия в 1950 г. беркелия детально изучались не только его химические свойства, но и пути синтетического получения этого элемента с применением "сверхтяжелых снарядов". Было установлено, что такими "сверхтяжелыми снарядами" могут служить ядра атомов углерода, азота и кислорода.
Искать в земной коре этот элемент бесполезно; если бы он был, то давным-давно "испарился", радиоактивно разложились, так как он имеет малый период полураспада.





На главную Сделать стартовой Добавить в избранное Написать письмо

Поставь закладку/отправь другу!

Рейтинг SunHome.ru Яндекс.Метрика