Самое необыкновенное вещество в мире | страница 7
I
13
та. Изменения в изотопном составе мало влияют на физические свойства вещества. Те из них, которые зависят от массы молекул, изменяются заметнее, например скорости диффузии молекул пара.
Биолог, пожалуй, станет в тупик и не сразу сумеет найти ответ. Ему нужно будет над вопросом о раз- личии между водой с разным изотопным составом еще немало поработать. Совсем недавно все считали, что в тяжелой воде живые существа не могут жить. Ее даже мертвой водой называли. Но оказалось, что если очень медленно, осторожно и постепенно заме- нять протий в воде, где живут некоторые микроорга- низмы, на дейтерий, то можно их приучить к тяжелой воде и они будут в ней неплохо жить и развиваться, а обычная вода для них станет вредной.
Кому же нужна тяжелая вода? Человечеству! Оно уже стоит у порога, за которым ждет его страшная угроза энергетического голода. И вся надежда связа- на с тем, что будет решена проблема, как использо- вать для энергетики тяжелую воду.
Зачем нужна тяжелая вода теперь? Все, что мы до сих пор говорили, касалось тех свойств, которые зависят от строения атомов, от их порядкового номе- ра, от числа и расположения электрических зарядов в атомных ядрах и электронов в молекуле. Только это и определяет химическое поведение вещества. Строение молекулы не зависит от массы атомного ядра. Поэтому одинаковые молекулы с разным изотопным составом химически почти неразличимы.
Правда, в науке слово «почти* нужно употреблять очень осторожно и осмотрительно. Это верно, что химические соединения, различные по изотопному составу, по химическим свойствам почти неразли- чимы. Но все же они ведут себя немного по-разному, хотя наблюдаемые при этом изотопные эффекты
14
очень невелики: чуть-чуть различаются по скорости реакций, у них чуть-чуть различны значения кон- станты равновесия. Различаются между собой спектры одинаковых по составу и строению мрлекул с разным изотопным составом.
Сходство в свойствах изотопных соединений пре- кращается, когда вопрос касается кинетических и ядерных характеристик. Молекула, содержащая тяжелый изотопный атом, при той же температуре движется с меньшей скоростью, при столкновении таких частиц иначе протекает обмен кинетической энергией. А самое главное — изменяется способность вступать в ядерные превращения. Вот эти-то свойства резко отличают тяжелую воду от любой другой воды с иным изотопным составом: ведь в ее состав входит тяжелый водород. В наши дни тяжелая вода успеш- но применяется в атомной энергетике для замедления нейтронов в ядерных реакторах.