Елена Кочемировская - 10 гениев, изменивших мир

Особенно большие надежды физики связывали с облучением элемента № 92, занимавшего тогда в таблице Менделеева последнюю клетку. Ферми ожидал, что естественный уран, захватив нейтрон, перейдет в искусственный изотоп 239U, а затем уран-239, испустив бета-частицу, превратится в изотоп первого зауранового элемента с атомным номером 93!

На первых порах надежды сбывались. Из облученного нейтронами урана д ’ Агостино выделил излучатель с периодом полураспада 13 минут. Во всех химических процедурах неизвестная активность следовала за рением. Напрашивался вывод: химические свойства рения и полученного в нейтронной бомбардировке радиоактивного изотопа близки между собой. Из урана после нейтронного захвата мог получиться только очень тяжелый элемент. Среди таковых элементов химическим аналогом рения мог быть только элемент № 93. Во всяком случае, так считалось в 1934 году.

Нашлись и дополнительные доказательства. Поставили решающий контрольный опыт – experimentum crucis, основанный на простой, логически ясной идее: если растворить облученный уран и очистить раствор от всех элементов с атомными номерами от 82 до 92 (свинец – уран), то в этой, уже совсем не мутной, водице легче всего будет поймать трансурановую рыбку. Только бы осталась в растворе хоть какая-нибудь активность! Ферми и его коллеги (как, впрочем, и все физики в те годы) не допускали мысли, что легкий нейтрон сможет так «переворошить» урановое ядро, что из него получится «досвинцовая» активность. Ведь для этого нужно вырвать из уранового ядра десяток протонов – задача непосильная для легкой частицы. Раствор очистили. Тринадцатиминутный изотоп остался!

4 июня 1934 года Орсо Корбино произнес речь на сессии Академии дей Линчей, в которой рассказал об экспериментах «ребят с улицы Панисперна». Конец речи звучал так: «По этим успешным экспериментам, за которыми я слежу ежедневно, я полагаю себя вправе заключить, что новый элемент уже получен».

Казалось, первый трансурановый элемент состоялся… Однако доказать это не удалось. Что-то было не так! Настораживали данные, появившиеся в других лабораториях: в облученном уране нашли несколько радиоактивных изотопов, химические свойства которых позволяли считать их трансурановыми элементами с атомными номерами от 93 до 96. Но в то же время в тех же опытах были зарегистрированы излучатели со свойствами тория, протактиния и других доурановых элементов. Возникла невероятная путаница. Вокруг «трансуранов» шли горячие споры. Результаты Ферми и его товарищей то поднимались на щит, то опровергались, подчас в очень резкой форме. Все сходились на мысли, что «что-то есть». Но что?! Достоверного ответа на этот вопрос физики не могли получить в течение нескольких лет. Дискуссия то затихала, то возобновлялась с новой силой.

В период с 1934 по 1936 год Ферми целиком посвятил себя нейтронным исследованиям. Его опыты были глубоко продуманы. По существу ученый наметил верный путь к новому элементу – нептунию, 93-му в таблице Менделеева. Нептуний на самом деле образовывался в облученном уране. Однако более мощное явление – деление ядер – заслонило слабое излучение трансурана. Путанице поспособствовало и неправильное представление о положении тяжелых элементов в периодической системе. Предсказание Нильса Бора, сделанное еще в 1920 году, о том, что где-то в области урана должен начинаться второй редкоземельный ряд, было прочно забыто…

Тем не менее, всемирно известные нейтронные опыты Энрико Ферми навсегда вошли в историю естествознания как первая научно обоснованная попытка синтезировать трансурановый элемент.

Что же особенно выделяло Ферми среди других известных экспериментаторов? Его не отличало какое-либо особое искусство конструирования сложной аппаратуры и постановки «акробатических» экспериментов (впрочем, ученый быстро овладел и этим искусством, когда в том появилась необходимость). Конечно, Ферми был в высшей степени энергичным, работоспособным, терпеливым и упорным, но такими качествами обладали, вероятно, все великие естествоиспытатели. По-видимому, уникальная черта Ферми, ученого XX века, свойственная великим физикам прошлых веков, заключалась в объединении экспериментального подхода с теоретическим. Он сам часто говорил, что разделение физики на теоретическую и экспериментальную – это вредная вещь. Именно благодаря этой его черте он всегда умел ставить самые существенные вопросы и затем быстро отвечать на них с помощью самых простых, но адекватных для решения поставленной задачи экспериментов.