Открытие радиоактивных превращений элементов конца периодической системы, казалось, дало ответ на вопрос о существовании элементов с бóльшим атомным весом, чем у урана. Безусловно, рассуждали ученые, когда-то в земле существовали элементы тяжелее урана. Однако, будучи радиоактивными, они практически нацело распались на протяжении предшествующих геологических эпох. А если и сохранились в земной коре, то в столь ничтожных концентрациях, что никакие современные химические и физические методы не могут выделить их и отличить от других элементов. Тем не менее поиски следов трансурановых элементов в природе, хотя и безуспешно, продолжались.
Окончательно решила проблему трансурановых элементов ядерная физика. Большую роль сыграло открытие английским ученым Чедвиком нейтрона. Это случилось в 1932 году — дата, которая навсегда будет запечатлена в истории радиоактивных изотопов.
Располагая нейтроном, ученые повели яростный штурм атомного ядра. Среди всех химических элементов не оказалось, пожалуй, ни одного, который не подвергся бы нейтронной бомбардировке. Не избежал этой участи и уран.
И вот в 1934 году Энрико Ферми сообщил о поразительных результатах. Он бомбардировал уран медленными нейтронами. Продукты, полученные в результате этого эксперимента, были изучены химическими методами. Выяснилось, что среди них нет ни одного, похожего по своим химическим свойствам на элементы между свинцом (порядковый номер 82) и ураном. Вывод напрашивался сам собой: продукты бомбардировки суть трансурановые элементы.
Но первые обнадеживающие результаты нуждались еще в проверке и новых доказательствах. Десятки ученых разных стран включились в эту работу. Среди них были француз Жолио-Кюри и серб Савич, немцы Хан, Мейтнер, Штрассманн и другие — словом, все звезды ядерной физики занялись проверкой результатов Ферми.
Новые открытия не заставили себя ждать. Изучая продукты бомбардировки урана, ученые обнаружили интересный факт. Некоторые радиоактивные изотопы возникали не в момент нейтронной бомбардировки, а позднее. Следовательно, здесь происходил радиоактивный распад, в результате которого образуется новое вещество. Предположим, что ядро изотопа урана U238 присоединило к себе нейтрон, то есть произошла ядерная реакция:
92U238 + 0n1→92U239.
Получился изотоп урана U239. Этот изотоп также радиоактивен и, выбрасывая бета-частицу, превращается в изотоп элемента 93, поскольку при бета-распаде заряд ядра увеличивается на единицу.
Такое объяснение казалось весьма логичным. Ученые составили даже последовательную цепь образования трансурановых элементов вплоть до элемента № 97.
На основании периодической системы можно было предположить, что трансурановые элементы являются химическими аналогами соответствующих элементов шестого периода менделеевской таблицы: 93 — аналогом рения, 94 — аналогом осмия и так далее.
Оставалось химически выделить и изучить эти элементы, и периодическая система расширила бы свои рамки. Однако выделение оказалось отнюдь не простой задачей и привело к таким неожиданностям, которые как будто перечеркивали результаты предыдущих опытов.
В 1938 году Фредерик Жолио-Кюри и Савич пытались извлечь из продуктов бомбардировки урана трансурановые элементы, но… (известное скептическое «но», которое столько раз ставило под сомнение даже самые выдающиеся открытия человечества и так часто знаменовало начало нового, высшего этапа исследований!), но они обнаружили элемент, который по свойствам очень напомнил редкоземельные. А годом позже Хан и Штрассманн определили в облученном уране барий и лантан — элементы середины периодической системы.
Это казалось бессмыслицей: искали элементы тяжелее урана, а нашли куда более легкие, отстоящие от урана очень далеко. Как объяснить подобное явление? Неужели нужно признать выводы Ферми и других целиком и полностью ошибочными?
Откуда взяться в облученном уране лантану и барию? Ведь для опытов брался чистейший уран. Значит, они образовались в процессе бомбардировки. Вероятнее всего, нейтрон, попадая в ядро урана, как бы раскалывает его на две приблизительно равные части, на два «осколка», каковыми и являются лантан и барий.
Так рассуждали Мейтнер и Фриш, впервые предположившие возможность деления урана. Это явление легло в основу последующих блестящих открытий, приведших к овладению энергией атома.
Как настоящий докладчик, я попросил воды. Наташа, тихо ступая по расшатанным половицам, зачерпнула из ведра кружку мутной жижи. Я сделал глоток и поморщился. Илья последовал моему примеру.