Техника - молодёжи 1964-05, страница 9
Так мне хочется назвать науку, без которой не появились бы на свет ни атомные электростанции, ни ледокол «Ленин», ни знаменитые меченые атомы, ни кобальтовые «пушки», исцеляющие ныне тысячи больных. Вы ошиблись, если подумали, что речь пойдет о физике. Ее «материнская» роль в рождении атомной промышленности известна всем. Но есть еще одна наука, старая, мудрая, искусная, которая участвовала в этом великом событии на правах «повивальной бабки». Это химия. Я оглядываюсь на прошлое и вижу изъеденные незаживающими язвами тонкие, прекрасные руки Марии Кюри. Сколько адского труда выпало на их долю! Вот они день за днем, неделя за неделей переливают из колбы в колбу химические растворы, по камешку перебирают тонны руды, чтобы извлечь из нее хотя бы несколько граммов волшебного лучистого радия... Это начало XX века. Я вижу лабораторию супругов Кюри — жалкий сарай на окраине Парижа, самое первое, примитивное «предприятие» атомной промышленности. Пусть их химическая лаборатория примитивна, но герои науки знают: в любом новом деле кто-то должен быть первым. Я закрываю глаза и слышу, как неумолчно трещит счетчик Гейгера. Он лежит рядом с дамскими перчатками. Их всегда носила Мария Кюри, чтобы прикрыть руки, без- ДОБРАЯ ФЕЯ АТОМНОЙ О. СЕРГЕЕВ жалостно «искусанные» радием. Посетители Всемирной выставки в Брюсселе столбенели, когда смотрели на эти перчатки и в 1958 году (полвека спустя!) своими ушами слышали исходящий от них — нет, не запах тонких духов! — а «голос» того самого радия, к которому бесстрашно прикасались руки отважной женщины. Люди восхищались и в то же время поражались: насколько же несовершенна была в те времена химия! И как далеко она шагнула сегодня! Я напомнил обо всем этом только для того, чтобы четче выразить две простые, но очень важные мысли, раскрытые, кстати, на цветной вкладке. Первая: химия помогла рояитыся современной атомной промышленности. И вторая (мы развернем ее чуть позже): атомная промышленность, окрепну», с лихвой возвращает свой долг химии, в свою очередь, обогащает ее новыми методами. fj лово «радиоактивность» произошло от слова «радий». ** Явление, открытое Беккерелем и исследованное супругами Кюри, никого не заставило, однако, развернуть широкую добычу радия. Во всем мире добыто всего около двух с половиной килограммов этого металла. Зато тоннами добывается уран. Сейчас за год, не считая СССР, в мире добывается около 30 тыс. т урана. Мне кажется глубоко символичным сам факт, что уран как химический элемент был открыт в 1789 году—в год Великой Французской революции. Правда, первооткрыватель урана — немецкий химик Клапрот — и помыслить не мог о том, что принесет человечеству этот элемент ровно через 150 лет. Вплоть до 1939 года никто не зная даже темпера-туру плавления урана. Известно было только, что в земной коре урана гораздо больше, чем золота, серебра, ртути, платины. Позже подсчитали точно; 1014 т. Из этой сокровищницы прежде добывались буквально граммы: знаменитые чешские стеклодувы добавляли окислы урана в стекло, и дорогие вазы, бокалы становились желтовато-зелеными... Будущее урана было скрыто от всех. ■ В литре морской воды — 0,000003 г урана, то есть примерно 0,0000003%. Много это или мало? Экономисты подсчитали, что добывать уран выгодно уже, если в руде его хотя бы 0,1 %, то есть в 300 тысяч раз больше, чем в воде. Поэтому, как и золото, уран предпочитают добывать не из моря, а из руды. Она гораздо богаче ураном. До 75% окислов урана содержится в чехословацкой урановой смолке! История ее открытия удивительна: на старых рудниках в Яхимове когда-то добывали серебро, а никому не нужную смоляную руду выбрасывали в отвал. «Отбросы» оказались дороже всего серебра и золота, добытого в Чехословакии. Богатые руды были найдены в 1915 году и в Конго (Шин-колобве). Они лежат здесь прямо на поверхности. Почти всю добычу прославившаяся разбоем колониальная фирма «Юнион Миньер» отправляет в США. Но таких богатых месторождений мало. А извлечь из руды 0,1 %, отделить уран от меди, железа, кобальта, никеля, золота, серебра, ванадия, тория, радия и редких земель нелегко. И тут слово за химией. Добыча урановой руды и первичная ее обработка напоминают добычу и обработку обычной железной руды. Руду делят на мелкие и крупные куски, пропускают через дробилки, мельницы, подают на обогатительную фабрику. Все средства здесь — и радиометрические сепараторы, и флотационные машины, и гравитационные методы — служат одной цели: удалить пустую породу, получить урановый концентрат. Но это «присказка». «Сказка» — нет, настоящая «химическая поэма» — начинается с отделения аффинажа. В дело вступают двуокись марганца или железо. Уран окисляется до 6-валентного состояния. Теперь он хорошо растворяется в воде и в этом виде ускользает от нерастворимых примесей. Затем можно пустить в ход серную кислоту. Она выщелачивает окисленный уран. В растворе остается только уранил-сульфат. Сульфаты других металлов выпадают в осадок, удаляются. Но есть и другой способ: вместо серной кислоты окисленный уран атакуют раствором щелочных металлов. Так, очень упрощенно, можно представить себе начало сложной переработки руды. Осталось выделить из раствора окислы урана. Как? Любым из трех способов, давно известных химикам: либо осаждением, либо сорбцией на ионитах, либо экстракцией. Но вот соединение урана очищено от примесей, извлечено из раствора. Аффинаж окончен. Продукт сушат, затем прокаливают в водороде. Водород отнимает у урана лишний кислород. Остается двуокись — U02. Ее снова атакуют горячим водородом — на этот раз фтористым. Рождается тетрафто-рид UF4. Это один из основных продуктов. Его передают на металлургический завод, но и здесь, оказывается, хозяйничает химия. Это она предлагает фтору приманку — металлический кальций, и жадный газ, покинув уран, набрасывается на кальций. Уран восстановлен, он свободен, он — чистый металл! Но радоваться рано: на воздухе уран быстро окислится — и тогда все начинай сначала. Уран окружают инертным газом или вакуумом. Так, закутанный в надежную защиту, он проходит через плавильные печи, через литейный цех, через механическую обработку. Наконец стержни — урановые тепловыделяющие элементы — готовы. Их отправляют в атомный «котел». Тепло, электроэнергию и множество радиоактивных изотопов поставляют человечеству могучие ядерные реакторы. И всем этим мы обязаны урану-235. Казалось бы, только он один и должен был интересовать промышленность. Ведь его родной брат —уран-238— не делится под обстрелом медленных нейтронов. Но, отказавшись от ура-на-238, человечество обокрало бы себя. Дело в том, что этот, казалось бы, «флегматичный» металл, очутившись в реакторе рядом со своим «горячим» братцем — ура-ном-235, постепенно обретает бурный ядерный «темперамент». Его ядра под обстрелом нейтронов преобразуются ПРОМЫШЛЕННОСТИ 5 |
