«Ребята с улицы Панисперна» начали систематические исследования. Химические элементы облучались один за другим. Иногда, если наведенная активность исчезала не слишком быстро, удавалось определить атомный номер радиоактивного излучателя по его химическим свойствам. Так, когда физики облучали нейтронами железо, оно становилось радиоактивным. По-видимому, часть его атомов превращалась в радиоактивный изотоп одного из соседних элементов. Но какого? Чтобы выяснить это, к азотнокислому раствору облученного железа добавляли соли хрома, марганца, кобальта. Затем по известным прописям эти элементы выделяли из растворов. Счетчик Гейгера молчал, когда к нему подносили фракции, содержащие хром или кобальт. Если же у окна гейгеровской трубки помещали извлеченные марганцевые соли, начинался счет. Получалось, что под действием нейтронов железо превратилось в марганец…
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…
