Самое необыкновенное вещество в мире - страница 2
б
Физики научились получать тритий искусствен- но в ядерных реакторах.
Ученые заподозрили, что возможно существо- вание четвертого изотопа водорода — >4Н и даже пятого — >5Н. Они тоже должны быть радиоактив- ными.
Л больше нет никаких водородов? Да, как будто бы больше нет. По крайней мере, ученые пока новых водородов еще не нашли. Но зато известны антипро- тон и позитрон. Значит, можно говорить об антиво- дороде, в атомах которого вокруг отрицательного ядра (антипротона) вращается положительный элек- трон (позитрон). Найден также и антидейтрон, сле- довательно, возможно, что существует и антиизо- топ водорода с массовым числом 2 — антидейтерий. Недавно найдено ядро антитрития.
Не может быть никакого сомнения в том, что из этих антиядер и позитронов могут образоваться антиатомы, но пока даже самых простых антиато- мов антиводорода никто еще не наблюдал.
Сколько на свете кислородов? В природе найдены три различных изотопа кислорода. Больше всего легкого кислорода >16О, значительно меньше тяже- лого>18О, и совсем мало кислорода >17О. В кисло- роде воздуха, которым мы дышим, на каждые 10 ато- мов >17О приходится 55 атомов >18О и более 26 000 атомов изотопа кислорода>16О.
Физики сумели создать в своих ускорителях и реакторах еще пять радиоактивных изотопов ки- слорода: >13О, >14О, >15О, >19О, >20О. Все они живут очень недолго и через несколько минут распадают- ся, превращаясь в изотопы других элементов.
Сколько может быть различных вод? Если подсчи- тать все возможные различные соединения с общей
6
Если же окончательно подтвердится сообщение о том, что существуют еще два сверхтяжелых изотопа водорода — >4Н и >5Н, то будут возможны уже сто двад- цать различных вод. Но и это еще не все. Советские физики в 1970 г. на большом ускорителе многоза- рядных ионов создали совершенно удивительный кислород — сверхтяжелый изотоп >2 4 О. В его ядре огромный избыток нейтронов, и оно очень неустой- чиво. Если принять во внимание и этот новый изотоп кислорода, то тогда различных вод можно будет на- считать уже сто тридцать пять!
Подсчитайте сами, сколько различных вод, моле- кулы которых содержат тритий, может образовывать- ся на границе с космосом и постепенно вместе с дож- дями выпадать на землю. Попробуйте сосчитать так- же, сколько различных радиоактивных вод возникает в воде, охлаждающей атомный реактор. Где бы в мире ни зачерпнуть стакан воды, в нем всегда окалсется смесь различных молекул, неодинаковых по изотоп- ному составу. Конечно, вероятность образования мо- лекул с разным изотопным составом далеко не оди- накова. Молекулы, содержащие сразу два или три редко встречающихся изотопных атома, будут воз- никать так редко и их будет так мало, что, по мне- нию физиков, их пока можно не принимать во вни- мание.
7
формулой Н>20, то результат покажется неожидан- ным: всего могут существовать сорок восемь разных вод. Из них тридцать девять вод будут радиоактив- ными, но и стабильных, устойчивых вод тоже бу- дет немало — девять:
Что же такое обыкновенная вода? Такой воды в мире нет. Нигде нет обыкновенной воды. Она всегда не- обыкновенная. Даже по изотопному составу вода в природе всегда различна. Состав зависит от истории воды — от того, что с ней происходило в бесконечном многообразии ее круговорота в природе. При испаре- нии вода обогащается протием, и вода дождя поэтому отлична от воды озера. Вода реки не похожа на морскую воду. В закрытых озерах вода содержит больше дейтерия, чем вода горных ручьев. В каж- дом источнике свой изотопный состав воды.
Когда зимой замерзает вода в озере, никто из тех, кто катается на коньках, и не подозревает, что изо- топный состав льда изменился: в нем уменьшилось содержание тяжелого водорода, но повысилось ко- личество тяжелого кислорода. Вода из тающего льда другая и отличается от воды, из которой лед был по- лучен.
Если воду разложить химически и сжечь добытый из нее водород, то получится снова вода, но совсем другая, потому что в воздухе изотопный состав кисло- рода отличается от среднего изотопного состава кислорода воды. Но зато в отличие от воды изотоп- ный состав воздуха один и тот же на всем земном шаре.
