Техника - молодёжи 1985-05, страница 19

можно пересчитать... Впрочем, и этого количества оказалось достаточно, чтобы установить внушающий определенные надежды факт.

Изучая 104-й элемент, мы обратили внимание, что время жизни его изотопов превысило теоретически ожидаемое. Это дало возможность предположить, что в «Зауранье» существует некая область повышенной стабильности элементов, определяемая так называемыми магическими числами

Теория предсказывает, что ядро, содержащее 114 протонов и 184 нейтрона, будет особо прочным, подобно, скажем, ядру свинца-208, характеризуемому, как известно, магическими протонно-нейтронными числами: 82 и 126. На горизонте показалась новая заманчивая область, где атомные ядра с массовыми числами свыше 300 (I) могут оказаться ядрами-долгожителями. Да еще какими: ровесниками Земли.

Иными словами, «остров стабильности» периодической системы элементов не один в океане быстротечных элементов. Можно воздвигнуть другой, искусственный. Последующие расчеты показали, что если ядра сверхтяжелых делятся спонтанно, имея период полураспада 200 млн. лет, то по крайней мере миллионная доля искомых ядер должна «осесть» в Земле — при условии, что отсчет ведется со времени синтеза элементов Солнечной системы.

НЕОПОЗНАННЫЙ СПОНТАННО ДЕЛЯЩИЙСЯ НУКЛИД

Но где искать эти ядерные «бронтозавры»? В отличие от своих зоологических прототипов они в процессе спонтанного вымирания не оставили надежно идентифицируемых «останков», а просто-напросто превратились в ядра тривиальных, широко распространенных химических элементов.

Не исключено, что некоторые избегнувшие распада сверхтяжелые элементы могут скрываться в земной мантии. Но в таком случае они способны попадать на поверхность с подземными водами, которые, вступая в контакт с верхним мантийным слоем, растворяют их.

Прежде всего были взяты под «прицел» фонтанирующие термальные источники в районах с повышенной сейсмичностью — вблизи Каспия, Байкала, Малого Кавказа; залежи железомарганцевых конкреций; вулканические возгоны; древние, бушующие многие тысячелетия

¹ Магические числа характеризуют ядра, в которых имеются заполненные и, следовательно, более устойчивые внутриядерные оболочки. Такое может наблюдаться в ядрах 114-го и 126-го элементов, а возможно, и их соседей.

подземные пожары (типа «огней Сог-дианы» в Таджикистане).

А начало поискам положил десант молодых физиков, химиков, технологов из Дубны, высаженный несколько лет назад на полуостров Челекен. На этом интереснейшем природном полигоне они установили специальную колонку, заряженную ионообменными фильтрами, через которую прокачивался рассол одного из местных источников. Хотя концентрация солей в нем была фантастической — 250 г/л, но ядра сверхтяжелых элементов встречались не чаще, чем «Руссо-Балты» на современной скоростной автомагистрали.

Были подвергнуты анализу тысячи кубов рассола. Осадок из фильтров помещался в счетчики — редкими, но вполне отчетливыми импульсами те отметили распад отдельных ядер. Из 160 событий, отмеченных в течение года, только 6 можно было отнести на счет спонтанного деления урана. Это уже результат, свидетельствующий о новом излучателе. Достигнуть его позволила рекордная точность детектора. Он обнаруживал сверхтяжелые элементы даже в том случае, когда концентрация сверхъядер составляла 10~¹⁵.

Есть основания полагать, что воды челекенского источника содержали какой-то неизвестный спонтанно делящийся нуклид, скорее всего сверхтяжелый. Если оценить период его полураспада в миллиарды лет, то в 6 г сухого минерального остатка находилось около миллиарда атомов. Увы, при такой концентрации их невозможно ни выделить химическими способами (поскольку неизвестны их химические свойства), ни изучить традиционными аналитическими методами. Поэтому точно утверждать, что наблюдалось спонтанное деление долгоживущих сверхтяжелых ядер, пока нельзя. Помешало завершить опыты неожиданно грянувшее Газ-лийское землетрясение: источник, который начал было поставлять бесценные сведения о правеществе нашей планеты, иссяк.

Мы продолжили поиски сверхтяжелых элементов, исследуя все новые и новые природные объекты. Причем не только на Земле...

Нуклеосинтез в Солнечной системе завершился, как известно, около 5 млрд. лет назад. В некоторых областях космоса он протекал с опозданием, а кое-где идет поныне. В течение нескольких миллионов лет часть вещества, претерпевшего космические ядерные превращения, достигает окрестностей нашей планеты. Разумеется, атмосфера служит им непреодолимой преградой. Однако эти представители космического нуклеосинтеза с малым временем жизни все же могут быть выявлены, если исследователи не станут их дожидаться на Земле, а вынесут детекторы им навстречу, разместив их,

скажем, на шарах-зондах или искусственных спутниках.

Так, американские физики пытались поймать космические «сверхъядра» с помощью полимерной пленки. Однако сколь ни велика была эта, весом в добрый центнер, ловушка для частиц, находившаяся на борту «Скайлэба» в течение года, зарегистрировала она лишь 23 ординарных трека, оставленных элементами первой сотни.

А вот какой подход к проблеме предложили мы. Информацию о космических странниках-частицах можно получить, изучая метеориты, ровесники Земли. Известно, что примерно каждые 200 млн. лет их поверхность разрушается и как бы омолаживается — и вот тут свеже-обнажившийся слой, подвергается интенсивной бомбардировке космических частиц. Роль чувствительной эмульсии выполняют кристаллы оливина, нередко вкрапленные в метеориты. Эти ячейки космической памяти запечатлели весьма важные события из жизни нашей Галактики. Астрономы предполагают, что оставленные там треки — отголоски тех далеких событий, когда Солнечная система, проносясь через один из оживленнейших галактических перекрестков, подвергалась интенсивному облучению продуктами взрыва сверхновых звезд.

Обнаружение следов происходит следующим образом. Сначала оливины, извлеченные из метеоритов, выдерживают при температуре несколько сот градусов, затем их заливают эпоксидной смолой, полируют и освещают лазером. Под действием лазерного луча в такой матрице возникает сеть узких каналов и микротрещин, по которым травящий раствор проникает в глубь кристалла и «проявляет» треки. Так вот, неизвестные ядра оставляли трек длиной в 350—360 микрон, а, к приме-РУг ядро урана — лишь около 200 микрон. Их нельзя приписать ни одному известному спонтанно делящемуся нуклиду!

Жаль, что кристаллы, атомы которых ионизируются «сверхъядрами», очень плохого качества, автоматизация процесса поиска очень трудна.

Рядом с советскими исследователями ведут поиск ученые Франции, Югославии, Индии. Просмотрены многие тысячи образцов. Отмечено уже 8 (!) случаев, и все они попали в «яблочко». Весьма вероятно, что эти следы оставлены делением неизвестных пока сверхтяжелых элементов с атомным номером около 110.

Мы продолжаем набирать статистику, готовим контрольные опыты. Если они подтвердят сделанные ранее наблюдения — это будет открытие. Природа подарит человеку еще одну из своих многочисленных тайн, умножающую его могущество над атомом. Мирным атомом.

2 «Техника — молодежи» № 5

17