Владимир Печенкин – Рожденный жизнью. Уран: от атома до месторождения (страница 4)
Америка к тому времени вышла из экономического кризиса 30-х годов и обладала мощнейшей индустрией, способной справиться с выпуском изделий любой сложности. Кроме того, Белый дом был способен надавить на партнеров по коалиции, чтобы последние поделились достигнутыми результатами. Что и было изящно проделано Рузвельтом.
В июле 1942 г. для англичан назревала катастрофа в Северной Африке. Немцы подходили к Александрии – оставалось совсем немного, чтобы перекрыть Суэцкий канал и выйти на нефтяные месторождения Ближнего Востока. Черчиллю надо было спасать империю – ему позарез требовалась американская помощь для удара в тыл армии Роммеля со стороны Алжира и Марокко. Рузвельт обещал помочь союзнику, но в обмен предложил перевести работы по «Тьюб эллойс» на американскую землю. Ведь за океаном безопаснее, да и в техническом плане возможностей больше, и, кроме того, сырьевые ресурсы рядом – американцы успели вывезти остававшиеся на складах Конго 1250 тонн урана, да и месторождения Канады и штата Колорадо под боком.
Выхода у лидера трещавшей империи не было, и он вынужден был согласиться. Англичане, «обчистившие» французских коллег с присвоением всех патентов на открытия, сами оказались в положении ограбленных, и к 13 августа 1942 г. все работы по атомному проекту были переведены на территорию США. В этот день родилось и его кодовое наименование «Проект Манхэттен». Англичан и прочих «французов» сразу же отодвинули в сторону. По крайней мере, уже 2 декабря 1942 г. на запуск первого экспериментального реактора англичан не допустили. Спустя годы англичане пытались убедить мир, что именно они были мозгом «Манхэттенского проекта», а американцы выступали только в роли тупой мускульной силы. Тем не менее Англия получила атомное оружие лишь в 1952 году, а Франция – в 1960.
К исходу Второй мировой войны человечество открыло ящик Пандоры, освободив титаническую энергию урана. Согласно греческой мифологии, бог Уран – порождение Хаоса. Мы подошли к черте, когда накопленный на оружейных складах уран способен уничтожить жизнь на планете и опрокинуть ее в Хаос.
Космическая круговерть. Небо в алмазах
Зададимся такими вопросами: как вообще появился уран на Земле? Откуда взялись минералы урана? Они всегда были на Земле? Но ведь когда-то и Земли не существовало! Значит, весь уран из космоса? А разве в космосе барражируют минералы урана? Про железные метеориты слышал каждый, а вот про урановые…
Давайте разбираться. И начнем издалека. Из такого далека, в котором ничего не было. Вообще ничего. Даже света. «И сказал Бог: да будет свет. И стал свет…» – и далее по тексту. Если посмотреть с позиций креационизма, все давным-давно описано и разъяснено в книге Бытия: Земля, и все, что на ней и в недрах, было создано в ходе акта Творения, причем ударными темпами.
Если же встать на путь эволюционизма, то процесс формирования нашего мира выглядит несколько дольше недели. Но, что примечательно, космология, как и Библия, утверждает: в Начале Начал произошло отделение Света от Тьмы: примерно 13,8 млрд лет назад случился Большой взрыв, когда Пространство, Энергия и Материя возникли из непостижимой Пустоты. Проверить опытным путем это невозможно, и выводы ученых, как и утверждения теологов, остается принимать на веру.
Собственно, Большой взрыв не привел к образованию минералов. Никакие кристаллические соединения не могли образоваться и тем более сохраниться в бешеном вихре, явившемся из Ниоткуда. По расчетам физиков, понадобилось около полумиллиарда лет, чтобы в остывающем котле Большого взрыва образовались первые атомы – атомы водорода и гелия.
Спустя еще каких-то 300 миллионов лет под действием гравитации возникли первые звезды, в недрах которых начались термоядерные реакции и образование более тяжелых элементов – вплоть до железа. Сегодня принято считать, что все элементы тяжелее железа, в том числе уран, возникли в результате взрывов сверхновых.
Но недавние изыскания специалистов в этой области предполагают более экзотические процессы. Ученые считают, что здесь замешаны так называемые примордиальные черные дыры – небольшие аналоги «обычных» черных дыр звездной массы, возникавшие в первые мгновения жизни Вселенной из особо плотных скоплений темной материи. Они обладали множеством необычных свойств, в том числе способностью проникать внутрь более крупных объектов, не разрывая их на части, как это делают обычные черные дыры7.
При столкновении с пульсаром примордиальная черная дыра буквально «выедает» его изнутри. В соответствии с законами физики, уменьшение радиуса приводит к резкому возрастанию скорости вращения пульсара, да так, что от него начинают отлетать «ошметки».
Материя нейтронной звезды, обладающая сверхвысокой плотностью и полностью состоящая из нейтронов, после подобного «катапультирования» становится нестабильной и превращается в «обычную» материю, при этом рождаются атомы тяжелых элементов.
Именно тогда в космосе появился и уран. Пока только элемент уран, а не его минералы. По оценкам ученых это случилось около 6,6 млрд лет назад. В это же время во Вселенной образовались и первые минералы, это были кристаллы чистого углерода – графит и алмаз. Да-да, небо расцветилось алмазами, правда, чрезвычайно мелкими – размерами с наночастицы. Постепенно к первым углеродистым образованиям начали добавляться и другие высокотемпературные твердые вещества, сложенные из соединений кальция, магния, азота и кислорода.
Перенесемся вперед во времени – примерно на 9 миллиардов лет от Большого взрыва.
На задворках Галактики, где-то на полпути от центра Млечного пути в это время существовало гигантское облако, состоящее из газа и ледяной пыли. Такие межзвездные облака существуют многие миллионы лет без видимых изменений, но иногда какое-нибудь событие может привести к нарушению равновесия, например, ударная волна от взрыва ближайшей звезды. Вероятно, похожий спусковой механизм 4,7 млрд лет назад послужил началом формирования Солнечной системы. Получив импульс начального сжатия и вращения и пополнившись новым веществом, «наше» облако начало сжиматься под действием собственного гравитационного поля. Сначала очень неторопливо вихревые потоки, состоящие из газа и пыли, стали втягиваться внутрь, образуя спираль, сходящуюся в центре формирующегося газового сгустка. По мере нарастающей гравитации облако крутилось все быстрее и быстрее, сжимаясь и ускоряя вращение, оно уплотнялось и расплющивалось в форме диска, в центре которого росло новое небесное тело – наше будущее Светило. Постепенно давление и температура внутри шара поднялись до точки ядерного синтеза, и… Солнце зажглось.
Подробности процессов, сформировавших Землю и другие тела Солнечной системы, частично сохранились в метеоритах. Самые распространенные из них – хондриты, возраст которых определен учеными в 4,65 млрд лет. Они образовались, когда ядерный реактор Солнца пришел в действие и колоссальный выброс энергии воспламенил окружающее пространство. Вспыхнувший огненный смерч сплавил частицы межзвездной пыли в крохотные вязкие капли – хондры (от др.-греч. χόνδρος – зерно, гранула). В результате пульсирующего излучения молодого Солнца хондры переплавлялись и цементировались (спекались) микроскопическими частичками космической пыли – образовывались хондриты. Это происходило в короткий промежуток времени между рождением Солнца и формированием планет.
Вращение газово-пылевого облака продолжалось несколько миллионов лет. В космической центрифуге хондриты сталкивались и спаивались в более крупные тела – планетезимали. Энергия, возникающая при их столкновении, не уступала ядерной, а запредельные температуры и давление приводили к переплавлению хондр и возникновению новых минералов. Наиболее тяжелые из них «стекали» к центру планетезималей, образуя плотное железо-никелевое ядро, которое обрамлялось вязкой оболочкой из минералов кремния.
Столкновение планетезималей не всегда приводило к их слиянию, иногда, соударяясь, они вновь рассыпались на мелкие «брызги», образуя другой тип метеоритов – ахондриты, в которых хондры уже были переплавлены с образованием новых минералов. Из железо-никелевых ядер, разрушенных планетезималей, образовывались железные метеориты, а из краевых «корок» – «каменные».
По оценке американского ученого Роберта Хейзена, минеральная история Вселенной началась с образования всего двух минералов – графита и алмаза, через несколько миллионов лет в звездной пыли присутствовало уже около десятка новых минеральных образований. В хондритах их количество достигает шести десятков, а в ахондритах – порядка 2508.
А что уран? Химические анализы показывают, что в метеоритах он уже содержится. В углеродистых хондритах его содержание достигает 0,0074 ppm (в процентах это составляет – 0,00000074%), в ахондритах – немного больше – 0,07—0,15 ppm (или 0,000007—0,000015%). Но собственно минералы урана в метеоритах пока отсутствуют, в микроскопических количествах он прячется в межзерновом пространстве метеоритов или входит в состав других минералов.