Химия в бою
Шрифт:
Если второй трансурановый элемент — плутоний — был открыт в количестве, умещающемся на кончике иглы, то искусственно полученные более тяжелые элементы— калифорний, берклий, эйнштейний — поначалу увидеть простым глазом было совершенно невозможно. Сто первый элемент — менделевий — с невероятными трудностями вначале добыли в количестве всего лишь 17 атомов, а 104-й элемент — курчатовий — в количестве 150 атомов! В литературе приводились такие цифры: после двухлетнего непрерывного облучения в специальном ядерном реакторе с мощным потоком нейтронов, равным 1015 нейтрон/см2 сек. в 100 граммах исходного плутония-242 будет находиться всего лишь около 100 миллиграммов калифорния-252 вместе с другими изотопами калифорния.
Но оправданы ли эти трудности, кроме чисто познавательного, научного интереса к трансурановым
Наибольшую известность из трансурановых элементов приобрел плутоний-239. Он был открыт американскими физиками в 1940 году, а через пять лет, в 1945 году, плутоний был использован в качестве заряда атомной бомбы, взорванной над японским городом Нагасаки. Возможность применения плутония в ядерном оружии приковала внимание американских агрессоров. За короткий срок в США были построены два больших атомных центра по производству плутония-239. Его получают в ядерных реакторах в процессе облучения урана-238 нейтронами, а также в реакторах атомных электростанций.
Есть и другой путь использования плутония-239, в частности в качестве топлива для ядерных реакторов на быстрых нейтронах, применяемых для получения электроэнергии. Нейтроны, полученные в ядерных реакторах за счет «сгорания» плутония-239, могут быть использованы также для получения радиоактивных изотопов, которые имеют бесчисленное применение в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и научных исследованиях.
Помимо плутония-239 практическое применение находят также плутоний-238 и два изотопа кюрия: кюрий-242 и кюрий-244. Эти элементы используются для создания изотопных генераторов электрической энергии, созданных в СССР и США. Изотопы интенсивно испускают альфа-частицы с высокими энергиями, которые тормозятся соответствующими веществами и нагревают последние до температуры несколько сот градусов. С помощью специальных термопар тепло сразу преобразуется б электрическую энергию. Такие генераторы имеют небольшой вес и габариты. Они надежны и долговечны — работают без дополнительной подзарядки около пяти лет. Источник электрической энергии с подобными характеристиками особенно необходим для обеспечения нормальной работы аппаратуры искусственных спутников Земли и космических кораблей, при исследовании поверхности Луны. Кроме применения в космосе указанные генераторы могут использоваться в качестве источников электрической энергии для удаленных мест, автоматических радиомаяков и метеорологических станций.
Возможности применения трансурановых элементов, как видно, широки — и далеко еще не исчерпаны. Как пойдет их использование, покажет время. Пока же печать приносит сведения о том, что империалистические круги США и эту отрасль научно-технического знания стремятся поставить прежде всего на службу своим агрессивным целям. Так было с плутонием, так обстоит дело сейчас с калифорнием. С его помощью пытаются создать особую ядерную пулю.
Как сообщал журнал «Сьянс э ви», один из изотопов калифорния якобы можно использовать в качестве делящегося вещества, подобно урану-235 или плутонию-239. Указывается, что у этого изотопа калифорния величина критической массы равна всего лишь 1,5 грамма. На основании этого открывается, как считают, возможность создания ядерного заряда величиной в обыкновенную пулю. Это заключение было сделано американскими физиками на основании исследования микрограммовых образцов калифорния. В процессе подземных ядерных испытаний предполагают накопить граммовые количества калифорния, с тем чтобы на практике проверить теоретические выводы.
Вот что можно увидеть за строгими, лаконичными строками и квадратами периодической таблицы. Следует, однако, помнить, что научное знание не может быть монополией какой-либо страны. Миролюбивые социалистические государства бдительно следят за попытками империалистов использовать новейшие открытия и достижения науки. В их распоряжении есть все необходимое, чтобы дать отпор агрессору.
ПОЛИМЕРЫ В СОЛДАТСКОМ РАНЦЕ
Среди выдающихся достижений современной науки одно из главных мест занимают успехи химии в создании веществ и материалов, которых не знала природа. Недаром «атомный» и «космический» двадцатый век называют подчас и веком синтетических полимеров. В химических лабораториях
Что же привлекает военных специалистов в полимерных материалах? Что заставляет их постоянно искать новые пути их использования?
Напомним, что полимеры — это вещества, молекулы которых содержат сотни и тысячи связанных между собой атомов и построены в виде цепей из повторяющихся звеньев. Поэтому большинство полимеров имеет название, состоящее из приставки «поли», что по-гречески значит «много», и наименования группы атомов элементарного звена: полиэтилен, полистирол, полиформальдегид, полиамид и т. п. Под влиянием нагревания и давления полимеры способны формоваться и затем устойчиво сохранять приданную им форму. Для увеличения прочности и снижения усадки в них добавляют наполнители — древесную муку, асбест, стеклянное волокно, а чтобы повысить пластичность и эластичность — пластификаторы. Прилипание полимерных изделий к формам устраняют с помощью различных смазок, а также веществ, ускоряющих процессы полимеризации и поликонденсации.
Современная технология позволяет создать полимерные материалы, обладающие высокой прочностью при небольшом удельном весе, что способствует резкому снижению веса конструкций и сооружений. Некоторые разновидности полимеров в четыре-пять раз легче стали, в два раза — алюминия, а их прочность не уступает стали, они не подвергаются действию агрессивных сред, не требуют окраски. Очень высоким оказывается и экономический эффект использования полимерных материалов.
Широко известны такие полимеры, как пластмассы, стеклопластики, искусственные волокна, синтетические клеи, смолы, каучуки, лаки и краски. Особую группу составляют пенопласты. Их получают в результате смешивания нескольких компонентов, которые, взаимодействуя между собой, образуют вспененный продукт. Затвердев, пенопласт сохраняет пористую структуру. Ячейки и поры этого продукта заполнены воздухом, азотом или другими газами. В зависимости от соотношения основных компонентов, а также от вида и количества специальных добавок — эмульгатора и катализатора — удельный вес и эластичность пенопласта могут резко изменяться. Получится вещество, подобное резине, или твердое, как камень. Великолепное свойство пенопластов — их необычайно малый удельный вес. Один кубический метр пенопласта может весить не более десяти килограммов, во много раз ниже веса такого же по объему количества пробки, в сотни раз легче стали.
Замечательные качества полимеров — высокая прочность, малый удельный вес, долговечность, высокая антикоррозийная стойкость, жаропрочность, дешевизна — и объясняют их активное участие в совершенствовании конструкций вооружения и военной техники. День ото дня сфера применения полимеров все более расширяется.
С помощью полимерных материалов специалисты добиваются, например, увеличения срока службы и облегчения стрелкового и артиллерийского вооружения. Магазины к карабинам, плечевые упоры, спусковые крючки, ложи, рукоятки, ствольные накладки, гильзы, сгорающие вместе с боевыми зарядами, что исключает необходимость иметь выбрасыватели в огнестрельном оружии, стволы для безоткатных орудий — вот пути подобного использования полимеров. Появились, сообщала печать, даже пластмассовые пули.
Благодаря легкости, повышенным механическим свойствам, облегченной технологии прессования, сборки и чистовой отделки, а также низкой стоимости из пластиков изготавливаются кузова, кабины и различные детали автомобилей и других транспортных средств. Высокое отношение предела прочности к удельному весу делает выгодным использование пластмасс в производстве плавающих и авиатранспортабельных машин военного назначения.
Весьма разнообразно применение пластмасс в ракетной технике. Здесь они выступают, например, в качестве твердых наполнителей для топлива. Пластмассы на основе эпоксидной смолы, армированной стекловолокном, применяются для изготовления корпусов ракет. Прочность такого корпуса в несколько раз превышает прочность корпуса, выполненного из титана, алюминия или стали. Носовые конуса, сопла и другие части ракет изготавливаются из жаростойких пластмасс: фенольной, кремнийорганической и эпоксидной смол, соединений кремния, асбеста, нейлона.