Владимир Печенкин – Рожденный жизнью. Уран: от атома до месторождения (страница 2)
В центре Европы на границе Богемии и Саксонии находится невысокий горный хребет – Рудные горы. С древних времен здесь добывали медь, олово, железо, свинец, но прославились Рудные горы благодаря серебру. На южных, богемских склонах, в начале XVI века, около одного из месторождений появился поселок, названный Таль, (от немецкого слова Tal – долина). Вскоре разросшийся городок в честь покровителя рудокопов святого Иоахима переименовали в Йоахимсталь. Здесь из местного серебра начали чеканить деньги – «йоахимсталеры». Благодаря высокому качеству монет они с готовностью принимались по всей Европе, в том числе и в Московии, где их называли «талеры Яхима», или попросту «ефимками». Европейцы предпочитали называть эти монеты просто «талеры», а со временем, уже за океаном, название трансформировалось в «доллары».
Но не все благополучно в то время обстояло в Европе. В середине XVII века несколько протестантских семей из-за религиозных преследований покинули родную Богемию и обосновались на немецкой стороне Рудных гор, основав новое поселение, которое назвали в честь своего курфюрста Йоханна-Георга II – Йоханнгеоргенштадт. Новый поселок, по сути, не отличался от множества рядом расположенных шахтерских городков: здесь так же первым делом была организована пивоварня и начал работать шинок, и только потом руки у горожан дошли до сооружения ратуши и церкви. Как и любой шахтерский городок того времени, его окружали наспех вырытые искателями счастья неглубокие норы; те из них, которые оказывались рудными, превращались в шахты. Ландшафт украшали протяженные сточные канавы, мутные от шлаков, и высокие, местами дымящиеся отвалы; повсюду разносился запах серы. В лучшие времена вокруг города работало 180 (!) рудников, где добывалось серебро. Среди серебряных руд время от времени встречался странный иссиня-черный минерал, напоминающий жирным блеском смолу. Его увесистые куски легко ломались на части, похожие по форме на почки или ракушки. Минерал был настолько тяжел, что не вызывало сомнений – он содержит большое количество ценного металла. Но сколько ни пытались горняки извлечь из рудной массы что-нибудь полезное, все без толку – ни плавильный тигель, ни ртуть, ни кислота не могли с ним справиться. В конце концов, рудокопы перестали обращать на него внимание и стали считать его пустой породой, выбрасывая в отвалы. За жирный смоляной блеск и пустые надежды, минерал получил название «смоляная обманка» – Pechblende, от немецких слов pech – смола и blende – обманывать, ослеплять.
К концу XVIII века основные шахты в окру́ге истощились, и Йоханнгеоргенштадт начал приходить в упадок. О фартовых временах напоминали только названия заброшенных серебряных приисков: «Благословенье», «Нежданное счастье», «Божья милость». Правда, время от времени сюда наведывались господа с утонченным вкусом, желающие приобрести необычные минералы для своих коллекций. Как-то проездом с курортного Карлсбада (до которого всего 25 километров) здесь побывал тайный советник Гёте из Веймара и приобрел красивый образец руды.
Вот и берлинский естествоиспытатель Мартин Генрих Клапрот отобрал в заброшенной шахте Йоханнгеоргенштадта для изучения образцы смоляной обманки. Чутье не подвело исследователя – в этом минерале ему удалось выделить новый химический элемент. Незадолго до его опытов астрономы расширили границы Солнечной системы: впервые со времен античности была открыта новая планета, получившая название по имени греческого бога неба Урана. Вспомнив традиции астрологов, когда каждой планете соответствовал свой металл, Клапрот предложил назвать новый элемент в честь недавно открытой планеты ураном, а минерал смоляная обманка получил название-аналог – урановая смолка.
Клапрот же нашел и применение урану – оказалось, его окислы способны окрашивать стекло в красивый ярко-желтый и зеленый цвета, кроме того, окрашенное стекло обладало флюоресценцией. В результате, часть урановой смолки, которая раньше шла в отбросы, стала приобретаться стеклодувами. Знаменитое богемское стекло окрасилось новыми красками, это помогло чешским мастерам добиться общеевропейского доминирования и практически вытеснить с рынка конкурентов-венецианцев, торгующих муранским стеклом.
Пятьдесят лет уран Клапрота числился металлом, и только в 1841 г. француз Эжен Пелиго доказал, что, несмотря на характерный металлический блеск, это не элемент, а его окисел – UO2. Пелиго удалось получить чистый уран – тяжелый металл серо-стального цвета.
Исследование нового металла продвигалось неторопливо. Через сто лет после открытия Клапрота было обнаружено, что соединения урана способны засвечивать фотоматериалы через светонепроницаемую черную бумагу, а таинственные, невидимые, исходящие от него лучи делают окружающий воздух электропроводным.
В самом начале ХХ века смоляная обманка преподнесла еще ряд сюрпризов: Мария Кюри столкнулась со странным обстоятельством: излучение урановой смолки во много раз превосходило излучение чистого урана. Объяснение могло быть только одно – обманка содержит еще какой-то неизвестный элемент. И он был открыт, да не один, а сразу три: полоний, актиний и радий. При этом радий, даже не чистый, а в составе выделенных твердых солей, излучал в миллионы раз сильнее, чем уран!
Вскоре выяснилось: таинственные радиоактивные лучи способны не только засвечивать фотопластинки. Примеси радия при взаимодействии с сульфидами цинка и меди дают состав, который светится в темноте зеленым светом. В моду вошли часы со светящимися стрелками, этой магической субстанцией покрывались стрелки компасов и военных приборов. Выпуском чудо-краски под названием «Undark» («Не темно») занялась американская корпорация «US Radium» («Американский Радий»).
Радий представлялся обывателю чудесным эликсиром, способным продлить молодость. Врачи рекомендовали его как лечебное средство едва ли не против всех болезней, от простуды до рака. У медиков появился интерес к урановым рудникам Йоханнгеоргенштадта и Йоахимсталя. По их наблюдениям, шахтеры там якобы никогда не страдают ревматизмом, подагрой и невралгиями! Эскулапы связывали это с выделяемым в урановых шахтах радиоактивным газом – радоном, которым дышат горняки. В это же время было установлено, что не только воздух, но и шахтные воды рудников радиоактивны.
Предприимчивый булочник Кун из Йоханнгеоргенштадта (история, как видим, сохранила его фамилию) наладил доставку радиоактивной воды из шахт себе домой и сделал на этом приличный гешефт. Чудо-воду он начал разливать в бутылки, а рядом с пекарней установил кабинки с ваннами, где предлагал ревматическим больным исцеляющие процедуры. Идею подхватили профессиональные доктора и создали модную водолечебницу в Йоахимстале (которая, кстати, действует до сих пор). И местные кулинары тоже не отставали: в пансионатах и отелях новомодных курортов к столу подавали свежий хлеб, выпечку и даже пиво на радиоактивной воде.
Радиотерапия пошла в массы. В аптеках появились кожаные мешочки, с расфасованной смоляной обманкой, где содержание окиси урана достигало 43%. Если носить такой мешочек на теле, препарат своим излучением якобы излечивал ревматические заболевания. Австрийская фабрика радия «Нойленгбах» наладила продажу радиоактивных грязей в пятикилограммовых мешках для домашних ванн с обещанием: «При длительном применении – поразительно стойкий эффект».
Французская косметическая фирма «Tho-Radia» («Торий и Радий») начала выпуск «лучистого» туалетного мыла, губной помады и омолаживающих лосьонов, молочка для лица, кремов для кожи, пудры. Девушкам обещали, что их лица будут сиять от счастья, благодаря радию и торию.
И сильный пол не был забыт – компания из Денвера выбросила на рынок радиоактивные таблетки для борьбы с «мужской слабостью»: «Принимайте радий в таблетках перед едой 3 раза в день – и все будет o’key!»
Коммерция резко подняла цену на этот металл. Максимального значения она достигла в 1906 году и составила 175 тысяч долларов за грамм! За один грамм. Тогдашних долларов. Насколько это много? Нагляднее определить цену радия не через ассигнации, а через другой металл. В 1906 году тройская унция золота (31,103 грамма) стоила 20,67 доллара. То есть 1 грамм золота стоил 66 центов с хвостиком. Получается, 1 грамм радия стоил столько же, сколько примерно 265 килограммов золота! Радий стал самым дорогим веществом на планете – началась радиевая лихорадка.
Радий относится к рассеянным элементам и не образует собственных минералов – он в виде изоморфных примесей входит в состав урановых соединений, а потому в одночасье возрос интерес к урановым рудам.
Первый радиевый завод был построен под Парижем в 1904 году, урановая руда для которого поступала в основном из месторождений Рудных гор. Но вскоре австрийское правительство наложило эмбарго на вывоз руды из Йоахимсталя (который к тому времени оказался в составе Австро-Венгрии) и построило собственный завод по извлечению радия.
Его огромная цена стимулировала поиск урановых руд и добычу на всех континентах. В переработку были вовлечены ванадиевые урансодержащие руды месторождений плато Колорадо (США). До поры из этой руды добывался только ванадий, а уран выбрасывался как ненужный балласт. Открытие радия все изменило – отныне уран стал главным компонентом руды. Предприимчивые американцы живо наладили добычу радия и к 1913 году уже обеспечивали почти половину мировой поставки этого металла, а к началу 20-х годов – все 80%, но вскоре американские бизнесмены прогорели. В 1914 году в Африке (Бельгийское Конго, провинция Катанга) было открыто месторождение урана Шинколобве с богатейшими рудами, содержавшими до 50—60% оксида урана. Если для получения 1 грамма радия в США надо было переработать 300—400 тонн руды с низким содержанием урана, то африканской руды требовалось менее 10 тонн. Рентабельность добычи уран-ванадиевых руд плато Колорадо окончательно была добита открытием богатых месторождений ванадия в Перу.