Привет. Сегодня мы поговорим о химическом элементе, который на Земле встречается очень редко. Даже реже, чем астат.
Наука установила, что водород составляет 75% всей материи во Вселенной, гелий — 23%, а среди оставшихся 2% содержаться все остальные, которые встречаются в дикой природе.
Однако на нашей планете дела обстоят несколько иначе (в основном потому, что она твёрдая). И это распределение удивительно: 46% массы земной коры состоит из кислорода. Кремний является вторым наиболее распространённым элементом в земной коре (27,7%), за ним следуют алюминий (8%), железо (5%), а дальше следуют кальций, натрий, магний и калий.
Начиная с титана (0,44%), химических элементов становится относительно мало.
Ведём дальше по списку пальцем: урана в земной коре содержится 0,00018%, золота — 0,00000011%, а наименее распространённый природный элемент, указанный в Википедии, — осмий, содержится в ней в количестве 0,000000001%. Однако с учётом массы планеты, и если предположить, что земная кора имеет около 1% массы Земли, количество этого элемента в абсолютных числах всё равно огромно — около 600 миллионов тонн!
Но есть элемент настолько редкий, что на всей Земле в любой момент времени его можно собрать, если перелопатить всю планету, только от 1 до 30 граммов!
Это астат.
Но почему его так мало?
Дело в том, что радиоактивные атомы имеют привычку превращаться со временем в свои же изотопы, или даже в совершенно другие элементы, в зависимости от того, теряют ли они при распаде нейтроны или избавляются от протонов.
Момент, в который эти атомы решат вдруг превратиться во что-то другое непредсказуем. Именно поэтому был изобретён термин «период полураспада», который эквивалентен времени, которое должно пройти, чтобы атом с вероятностью 50% сделал это.
В качестве примера возьмём случай с ураном-238. Будьте готовы к долгой истории.
Уран-238 – наиболее стабильный изотоп урана с периодом полураспада около 4,5 миллиарда лет. Это значит, что если у Вас в гараже лежит со времён перестройки 1 кг урана, который Вам выдали на шахте в счёт заработной платы, то через 4, 5 млрд лет половина образца станет чем-то другим. Вряд ли это будет «Бэнтли Континенталь», или хотя бы чугунный мост анженерной работы. Скорее всего через указанный выше отрезок времени, развернув промасленный свёрток, Вы с удивлением обнаружите, что теперь являетесь счастливым обладателем 0,5 кг тория-234, который остаётся стабильным всего 24 суток.
По истечении этого времени половина 0,5 кг тория-234 превратится в акции МММ и сгорят проактиний-234, материал, который остаётся стабильным всего 1,2 минуты, а затем превращается в уран-234, который остаётся таким в течение 240 000 лет. Вроде можно жить. Но распад продолжится. До тория-230, который через 77 000 лет станет радием-226. Радий-226 тоже не будет долго ждать на полке без дела, и через 1600 лет превратится в радон-222, который станет полонием-218 через 3,8 суток. А тот, в свою очередь, станет свинцом-214 через 3,1 минуты.
О, свинец. А это уже дело. Грузила, мормышки и прочие взрослые игрушки. Он кажется безопасным материалом. Однако этот изотоп, на самом деле, всё ещё радиоактивен. И, следовательно, нестабилен.
Через 27 минут он прошепчет «Прощай, рыба», и высвободит несколько протонов и нейтронов. И станет висмутом-214.
Радиоактивный вариант этого химического элемента превращается в полоний-214 за 20 минут. Полонию-214 потребуется всего 160 миллисекунд, чтобы превратиться в другой изотоп свинца, свинец-210, которому требуется 22 года, чтобы распасться до висмута-210, который, в свою очередь, через 5 суток, превратится в полоний-210. А тот через 140 суток превратится в свинец-206, стабильный, нерадиоактивный, но очень токсичный изотоп.
Так выглядит «нормальная» цепочка распада урана-238. Но есть и другой путь. В какой-то особенный момент (повлияет ретроградный Меркурий, например) какой-то особо чувствительный атом «сходит с ума», и неожиданно испускает неправильное количество частиц, превращаясь в элемент, который никому не нужен. Например, в берклий или астат.
И это единственный способ для этих химических элементов появиться естественным путём.
Другой вариант — взорвать атомную бомбу, которая также создаст небольшое количество этих элементов.
Атом самого стабильного изотопа астата может «продержаться» всего лишь 8 часов, что сильно затрудняет изучение его свойств.
Поскольку его очень трудно найти в природе из-за редкости, его обычно получают искусственно в ускорителях частиц путём столкновения ядер гелия с атомами висмута на высоких скоростях. На сегодняшний день во всём мире произведено всего 0,05 микрограмма астата. Понятно, что никто и никогда не видел его невооружённым взглядом.
И это очень хорошо. Поскольку астат чрезвычайно радиоактивен. Настолько, что любое количество, которое вы могли бы накопить, чтобы иметь возможность наблюдать его собственными глазами, в конечном итоге испарилось бы под воздействием сильного тепла, выделяющегося во время его радиоактивного распада.
Именно потому, что астат излучает огромное количество радиации, его можно использовать в очень контролируемых, ничтожных количествах для уничтожения раковых клеток, не затрагивая окружающие их здоровые клетки.
Но есть ещё вышеупомянутый берклий (Bk). Этот элемент также может образовываться естественным путём. Однако его синтез событие, происходящее даже более редко, чем синтез астата. Настолько редкое, что крупнейшие и наиболее обогащённые месторождения урана едва способны произвести несколько атомов берклия в миллион лет, что делает его самым редким элементом на планете, оставляя астат лишь на втором месте. Речь идёт о появившемся естественным путём берклии, конечно.
Но в абсолютных числах берклия больше, чем астата. Дело в том, что искуственно синтезированный берклий является побочным продуктом ядерных испытаний, кторые проводились в прошлом в различных местах нашей планеты. И он обнаруживается там до сих пор. Относительно много берклия встречается в зоне радиоактивного заражения Чернобыльской АЭС.
Берклий имеет атомный номер 97. Известно девять изотопов берклия, самый долгоживущий из них, 247Bk, имеет период полураспада 1380 лет.
Цена берклия на мировых рынках неизвестна. Но, по всей видимости, она может достигать нескольких миллиардов долларов за один миллиграмм.
И если Вам повезло, то в Вашем промасленном свёртке вполне могут находится пару десятков атомов берклия. Отнесите его содержимое в ближайший к Вашему дому ускоритель частиц для проведения анализа образцов. А вдруг?
Всем добра.
Специально для Вас!
Реклама ООО Яндекс ИНН 7736207543
Читайте ещё: