Колесо фортуны

То, что зовем мы судьбою,
есть лишь незримые свойства людей.

Индийская народная мудрость

С момента возникновения нашей планеты химические элементы и их соединения вели свое существование в соответствии с химическими законами и теми условиями, которые возникли благодаря различным геохимическим процессам.
Однако развитие цивилизации вызвало заметные изменения в судьбе многих химических элементов, нарушив их «спокойную жизнь».

Где взять серу?

Уже в начале XIX в. для большинства развитых стран стало понятным, что развитие химической отрасли промышленности опирается на производство серной кислоты. Даже в наши дни уровень химической индустрии каждой страны оценивают по объему производства серной кислоты, т. к. она представляет собой фундамент промышленной химии, и ее участие в получении различных химических продуктов постоянно расширяется.
С непременным использованием серной кислоты в настоящее время связано производство удобрений, красителей, химических волокон, моющих средств, взрывчатых веществ. Ее широко применяют в нефтяной, текстильной, кожевенной отраслях промышленности и в промышленном органическом синтезе, но все же главный потребитель серной кислоты – производство минеральных удобрений.
Естественно, что для получения серной кислоты необходимы соединения, содержащие серу. Общий химизм процесса в течение длительного времени практически не менялся – окисление диоксида серы до триоксида с последующим его растворением в воде:

Первое время основным сырьевым источником была чистая природная сера, при сжигании которой получали диоксид серы. Наиболее крупные запасы серы находились на острове Сицилия. Серу покупали у Италии все страны Европы, а если по каким-либо причинам мирная торговля не могла наладиться, то в ход шли угрозы, потому вдоль берегов Сицилии часто крейсировали иностранные корабли, обычно представлявшие «владычицу морей» – Англию.
Так продолжалось многие годы, пока самородная сера была основным сырьем, но в 1828 г. химики предложили использовать вместо серы серный колчедан FeS₂ – очень распространенный минерал, часто образующий сверкающие золотистые кристаллы c металлическим блеском. Его второе название пирит (от греч. pyrites – огонь) связано с тем, что при ударе по нему куском стали можно высекать искры. При обжиге пирита на воздухе получали диоксид серы, из которого по уже упомянутой схеме получали серную кислоту.
Распространенность минерала – важное условие, но не решающее, необходимо найти крупные его залежи, разработка которых была бы экономически оправдана. В 1856 г. были обнаружены гигантские запасы этого минерала в Испании. Серный колчедан намного проще было добывать и перевозить, он стал очень сильным соперником самородной серы в борьбе за рынок, и теперь английский флот стал курсировать у берегов Испании. Англия уже в те годы отчетливо понимала, что мощная держава не может обойтись без развитой химической индустрии.

В самый разгар этой борьбы стало понятно, что самородная сера не выдержит соперничества, поскольку ее запасы быстро истощались, однако к этому моменту пришла поддержка с неожиданной стороны – крупные запасы серы были обнаружены в Северной Америке. Сложность состояла в том, что сера залегала на сравнительно большой глубине – 200–300 м. Проблему сумел решить американский инженер Г.Фраш, он предложил выплавлять серу из глубинных слоев струей горячего пара, сера стала буквально выливаться на поверхность земли. Простой и изящный способ, открывший новую технологию.

В результате рабочие Сицилии, занятые на добыче серы, оказались на грани безработицы, а у Испании появился мощный конкурент – Северная Америка. Испания решила не уступать рынок самородной сере, т. к. она сделала большие капиталовложения в производство, существенно механизировала добычу колчедана, в результате его стоимость снизилась, и он стал экономически более выгодным в качестве источника серы. Производство серной кислоты вновь начинает перестраиваться в расчете именно на это сырье.
Химия как наука часто доказывала, что умеет решать одну и ту же задачу разными способами. Оказалось, что в качестве источника серы можно использовать сульфаты, участвующие, например, в производстве карбоната натрия (сода). На первой стадии происходит восстановление сульфата натрия до сульфида:

Далее взаимодействие сульфида натрия с карбонатом кальция (известняк) приводит к образованию соды:

На второй стадии возникает побочный продукт – сульфид кальция, который при хранении на воздухе выделяет ядовитый сероводород. Проблему удалось решить: при сжигании сероводорода образуется диоксид серы, который, как уже упоминалось ранее, при последующем окислении и взаимодействии с водой образует серную кислоту. По аналогичной схеме можно использовать в качестве источника серы сульфат кальция (гипс), запасы которого исключительно велики.
Развитие индустрии позволило вовлечь в производственный цикл новые источники серы, которые ранее рассматривали как нежелательные примеси. Например, только что упомянутый сероводород содержится в заметном количестве в природном газе некоторых месторождений (Астраханское, Оренбургское). Его присутствие вызывает коррозию трубопроводов, а при сгорании такого газа образуется диоксид серы, загрязняющий атмосферу. Просто и эффективно проблему можно решить с помощью процесса Клауса:

Полученную элементарную серу удобно транспортировать к местам производства серной кислоты. Химизм этой реакции достаточно изящный – окислительно-восстановительный процесс проходит с участием только атомов серы.
В последние годы основным источником серы становятся отходящие газы цветной металлургии и коксовых батарей, содержащие заметное количество диоксида серы. Помимо прочего, улавливание токсичного SO₂ позволяет решить важную экологическую проблему – обезвреживание отходящих газов.
Можно полагать, что удивительная история серы как главного составляющего компонента серной кислоты не дописана до конца и, возможно, будут найдены новые ее источники и способы превращения в главный продукт химической индустрии.

У каждого века свои запросы

В XIX в. основным источником света в вечернее и ночное время было газовое освещение. Газ, получаемый при коксовании каменного угля, содержал водород, метан и незначительное количество паров бензола; при горении такой смеси пламя давало очень низкую освещенность.
В 1885 г. венский химик Ауэр фон Вельсбах обнаружил, что если ввести в пламя горелки соли тория, то они при температуре газового пламени очень быстро нагреваются до состояния белого каления и испускают яркий белый свет. Вельсбах понял, что у него в руках оказался замечательный способ превращения части тепловой энергии горелки в световую. Его идея не встретила никакого сочувствия, поскольку торий – крайне редкий элемент, его содержание в земной коре составляет 8•10^–4 %, и его практическое использование для массового освещения казалось неосуществимым.
Однако Ауэр фон Вельсбах был весьма энергичным человеком, он не пожелал отказываться от замечательного открытия. Вскоре на берегу Атлантического океана в Бразилии был найден подходящий источник нужного элемента. Это был минерал монацит, представлявший собой смесь фосфатов церия, лантана и тория. Содержание тория в нем было менее 10%, зато добыча не составляла никакого труда, по существу минерал лежал прямо на берегу. Тысячи тонн этого минерала стали отправлять на океанских кораблях из Бразилии в Европу на переработку. Вслед за тем залежи столь необходимого минерала монацита были найдены в США, Индии и на островах Цейлон и Мадагаскар.
Попутно была разработана своеобразная технология, связанная с размещением соединений тория в горелке: из легкой ткани изготавливали тонкие колпачки, которые пропитывали солями тория, затем ткань осторожно выжигали и получали легкую скорлупку, которую располагали в пламени газовой горелки. Такие колпачки по имени их создателя стали называть ауэровскими.
Газовое освещение изменилось коренным образом – вместо желтоватого неровного пламени газового рожка появился источник яркого белого света. Производство ауэровских колпачков в отдельные годы достигало 300 млн штук в год.

Позже такие колпачки стали источником своеобразного развлечения. Все дело в том, что торий обладает слабой радиоактивностью (период полураспада свыше 10 млрд лет). Если колпачок на некоторое время поместить на фотопластинку, находящуюся в черном конверте, а затем ее проявить, то можно получить отчетливую «фотографию» колпачка без использования фотоаппарата. Фактически торий был первым радиоактивным элементом, появившимся буквально в каждом доме, из-за слабой радиоактивности угрозы для здоровья он не представлял.
Постепенно осложнение возникло из-за того, что на фабриках по производству ториевых солей накапливались большие отходы солей церия, который составлял основную долю минерала монацита. Горы этих отходов, образовавшиеся на фабричных дворах, долгое время были никому не нужны, но спустя 25 лет после триумфа ауэровских колпачков ситуация резко изменилась. Газовое освещение стало повсюду вытесняться электрическим, и потребность в тории резко снизилась, зато нашлось неожиданное применение «бездействовавшему» ранее церию. Оказалось, что сплавы церия с железом обладают интересным свойством: при ударе кусочка такого сплава о шероховатую стальную поверхность высекаются искры с температурой до 200 °С. Такие искры легко воспламеняли вату, паклю и, главное, бензин. В результате возникли зажигалки с широко известными «кремешками». Вначале это были бензиновые, а позже газовые зажигалки, которые начали успешно вытеснять спички.
В настоящее время наиболее употребимыми стали пьезоэлектрические источники искры в зажигалках, но церий успел тем временем найти себе иное применение: его используют для изготовления трассирующих боеснарядов, а также в производстве высоковакуумных приборов. Оказалось, что металлический церий исключительно эффективно поглощает большинство газов, поэтому при создании высоковакуумного прибора в него вначале вводят незначительное количество церия, затем создают высокий вакуум, после чего церий связывает следы оставшихся газов, тем самым дополнительно увеличивая разряжение.
Добавка церия к авиационным алюминиево-магниевым сплавам заметно увеличивает их прочность. Применяют церий и при получении жаропрочных легированных сталей, а также при изготовлении цветных стекол, не выгорающих на солнце.
Слава тория тем временем померкла, он продолжает добросовестно служить в той же области, в которой начинал, но технически это все оформлено иначе: оксид тория добавляют в состав прожекторных углей, что приводит к большей яркости электрической дуги, используемой в прожекторах. Впрочем, есть надежда, что спрос на торий возрастет. Как уже упоминалось, торий радиоактивен, и существует принципиальная возможность создать на его основе ядерный реактор, поскольку торий превращается в делящийся изотоп урана-233. Запасов тория на Земле вполне достаточно для того, чтобы он мог составить конкуренцию энергично добываемому урану, однако на сегодня все надежды ядерной энергетики связаны прежде всего с ураном, о чем речь пойдет далее.

Соперничество урана и радия

История урана поначалу развивалась неторопливо и как будто бы вполне буднично. В 1789 г. немецкий химик М.Клапрот сообщил об открытии нового элемента, но выделить его в чистом виде ему не удалось, он сумел получить лишь оксид нового элемента и дал ему имя в честь открытой незадолго до этого новой планеты солнечной системы, названной Ураном. Только через 52 года (в 1841 г.) новый элемент в чистом виде сумел получить французский ученый Э.Пелиго. В то время уран привлекал внимание ученых тем, что имел самую высокую атомную массу, потому от него можно было ожидать чего-то необыкновенного, кроме того, не было ясно, завершает ли он периодическую систему, или она будет иметь продолжение. Самым распространенным в то время было использование солей урана для окрашивания стекла и фарфора.
Прошло почти полстолетия, прежде чем уран смог наконец продемонстрировать свои необычные свойства, которые ученые интуитивно от него ожидали. В 1896 г. французский физик А.Беккерель обнаружил, что соли урана, помещенные на фотопластинку, завернутую в черную бумагу, вызывают ее отчетливое потемнение. Так была открыта естественная радиоактивность – крупнейшее событие в истории естествознания.
Беккерель установил, что невидимое излучение испускают все соединения урана, но наиболее активен сам металлический уран. Это указывало на то, что необычное явление связано с особенностями самого атома металла.
Новый важный этап в истории урана начинается с того момента, когда явление радиоактивности решили изучать супруги М.Склодовская-Кюри и П.Кюри. Исследуя различные урансодержащие образцы, они обнаружили, что два урановых минерала – хальколит и смоляная руда из Богемии имеют исключительно высокую радиоактивность. Они пришли к выводу, что минералы содержат элемент с более высокой степенью радиоактивности, чем у урана. Усилия, которые затратили первооткрыватели для получения радия, трудно даже с чем-нибудь сравнить: переработав более тонны урановой руды, они смогли выделить 0,1 г хлорида радия.
Радий сумел полностью оправдать те усилия, которые потребовались для его получения. Это был совершенно необыкновенный элемент, его радиоактивность в тысячи раз превышала активность урана, он постоянно излучал энергию – тепло и свет, выдавая себя зеленовато-голубым свечением, отчетливо видным в темноте. Кроме того, в процессе излучения он выделял гелий, а также неизвестный ранее радиоактивный газ: радий привел к открытию нового элемента радона. Начиная с этого момента внимание всей научной общественности буквально приковано к радию, урановые руды представляют интерес лишь потому, что из них можно добывать радий.
Исследования позволили установить, что излучение радия состоит из трех составляющих: первая – поток электронов (названный -лучами, поскольку вначале не была ясна их природа), эти лучи отклонялись в магнитном поле к положительному полюсу магнита; вторая – положительно заряженные -лучи (ядра гелия), отклонявшиеся к отрицательному полюсу; третья – -лучи, не отклоняемые магнитным полем, это электромагнитное излучение имело меньшую длину волны и заметно более высокую энергию, чем рентгеновские лучи. -лучи к этому моменту были уже известны ученым, работавшим с катодными трубками, но - и -лучи были новыми, неведомыми науке видами излучения, которые преподнес исследователям «щедрый» радий. Оба новых вида лучей сыграли громадную роль в последующем развитии науки.
Английский физик Э.Резерфорд, используя в своих экспериментах радий в качестве мощного излучателя -частиц, установил, что основная масса атома сосредоточена в крайне небольшом объеме, в тысячи раз меньшем, чем размер самого атома.
В результате Резерфорд разработал представления, описывающие строение атома. В центре находится крохотное ядро (в нем сосредоточена почти вся масса атома), а вокруг него на соответствующих орбитах расположены электроны. Это то самое традиционное изображение атома, напоминающее по строению солнечную систему, которое в наше время служит эмблемой всей химии, оно появилось в результате работ Резерфорда с -частицами. Традиционную реторту (цельнопаяный сосуд из стекла – прообраз колбы Вюрца) постепенно заменил новый символ.
Кроме того, Резерфорд провел точный подсчет количества вспышек за определенное время, возникающих на люминесцентном экране от действия -лучей, испускаемых радием. Затем он сопоставил полученную величину с количеством образовавшегося за тот же период времени гелия. В результате он сумел впервые в истории химии вычислить число Авогадро – число атомов, содержащихся в одном моле газа.
Другое замечательное свойство радия – способность испускать -лучи – тоже довольно быстро нашло применение. Опыты, поставленные П.Кюри совместно с врачами, позволили обнаружить, что излучение радия при точной дозировке позволяет разрушать раковые клетки, не затрагивая здоровую ткань. Радий открыл новое направление в медицине – радиотерапию. Кроме того, -излучение с такой же легкостью проходило через многие материалы, как и рентгеновское, что позволило создать переносные приборы для диагностики.
Многие развитые страны начинают интенсивную добычу радия, причем слово «добыча» предполагает поистине титанические усилия. Радий – один из самых редких элементов в земной коре, где его содержание составляет 1•10^–10 %, в 1 т урановой руды содержится не более 0,34 г радия. К 1912 г. мировая добыча радия составила всего 6 г. С 1919 г. в России было начато производство солей радия из урансодержащего минерала тюямунита, найденного в Фергане. Производительность составляла 2 г в год. Очень точно описал эту ситуацию В.Маяковский, сравнивший процесс поэтического творчества с получением радия:

Радий стал элементом, вдохновившим научный мир на создание специальных институтов. В 1914 г. в Париже, на улице Пьера Кюри, завершилось строительство Радиевого института, позже такие институты возникли в Варшаве, Вене, а в начале 1922 г. Радиевый институт во главе с академиком В.И.Вернадским был создан в Петрограде. Там же было организовано лечение онкологических заболеваний.
Может быть, самая главная заслуга радия в том, что он заставил пересмотреть всю сложившуюся картину окружающего мира. По мнению французского физика Ж.Пуанкаре, «великий революционер – радий» привел к серьезному кризису в физике и поставил под сомнение фундаментальный принцип сохранения энергии. Действительно, радий излучал энергию исключительно стабильно и без всякого внешнего ее источника. Английский радиохимик Ф.Содди сравнивал бурлящий энергией атом радия с волшебной лампой Аладдина из сборника сказок «Тысяча и одна ночь».
Напомним, что радий возникает в природе в результате распада урана, но притягивающей к себе яркой славой радий долгое время оставлял своего прародителя в тени. В этом незримом соревновании уран тем не менее не думал сдаваться.
В результате открытия новых радиоактивных элементов и интенсивного исследования радиоактивности возникла заманчивая идея: ускорить выделение энергии из ядра радиоактивных элементов таким образом, чтобы ее можно было извлекать за короткий обозримый срок, а не дожидаться того, когда она самопроизвольным потоком исчерпается за тысячелетия.
В 1939 г. решение нашел немецкий радиохимик О.Ган, установивший, что под действием нейтронов ядро урана расщепляется. Это открытие указало путь к созданию управляемой ядерной реакции, однако уран не пожелал предоставить ученым легкую дорогу к победе. Для такой реакции необходим изотоп урана-235, но в основной массе урана-238 его находится не более 0,72%. Впрочем, столь незначительное его содержание уже не могло остановить ученых, накопивших к этому времени большой опыт по извлечению гораздо более редкого элемента радия. В результате удалось осуществить ядерную реакцию, используемую для получения энергии – делением ядер урана под действием нейтронов. В процессе деления возникают новые нейтроны, которые делают реакцию деления непрерывной. Конечным итогом стало создание атомных электростанций (АЭС).
Итак, уран не только открыл человечеству явление радиоактивности, но и создал совершенно новые научные дисциплины – ядерную физику и ядерную химию – и предоставил громадные запасы энергии.
Многим, вероятно, покажется такая восторженная оценка спорной. Уран дал человечеству ожидание мрачных последствий применения ядерного оружия, аварии атомных электростанций и проблемы утилизации ядерных отходов.
Все эти опасения вполне обоснованны, однако при детальном рассмотрении все оказывается не столь мрачным. Что касается угрозы применения ядерного оружия, то эту проблему человечество постоянно держит в поле своего зрения. Все вопросы, связанные с полным запрещением производства и применения такого оружия, неизбежно придется решать и в будущем.
Более сложным и спорным является вопрос о применении ядерной энергии в мирных целях. Чернобыльская авария, происшедшая 26 апреля 1985 г., привела к тому, что у всех людей тревожно сжимается сердце при словах «радиация» и «облучение». Во всем мире пошатнулось доверие к ядерной энергетике. Не следует ли вообще отказаться от АЭС? Вначале казалось, что так и произойдет. Многие страны стали пересматривать необходимость строительства новых станций. Проведенные референдумы показывали – большинство людей считает, что надо отказаться от использования атомной энергии.
Спокойный и трезвый анализ всего происшедшего постепенно привел к иным выводам. По аварийности АЭС стоят практически на последнем месте среди всех современных источников, производящих электроэнергию в больших количествах. Более того, количество смертных случаев, происходящих при эксплуатации АЭС, даже ниже, чем в пищевой или текстильной отрасли промышленности. Эта картина не изменилась и при учете последствий чернобыльской аварии, которая была крупнейшей за всю историю развития атомной энергетики. Произошла она прежде всего из-за грубейшего нарушения правил эксплуатации – в реакторе находилось недопустимо малое количество кадмиевых стержней, тормозящих реакцию. Кроме того, станция не имела защитного колпака, предотвращающего выброс в атмосферу радиоактивных веществ. В итоге реализовался один из самых худших вариантов, тем не менее выброс в атмосферу радиоактивных веществ не превысил 3,5% от их суммарного количества, накопленного в реакторе.
Разумеется, никто не считает, что с этим можно смириться. Системы контроля безопасности АЭС были после этого существенно пересмотрены. Основные научно-исследовательские и конструкторские разработки в настоящее время направлены на повышение их безаварийности. Управление реактором должно быть надежно заблокировано как от преступной небрежности, так и от возможных злонамеренных замыслов террористов.
Никто не собирается преуменьшать опасность ядерных реакторов. Однако, хотим мы того или нет, весь накопленный опыт развития цивилизации неизбежно приводит к определенному выводу. Никогда в истории человечества не было случая, чтобы оно отказывалось от достижений прогресса только из-за того, что они представляют определенную опасность. Взрывы паровых котлов, железнодорожные и авиакатастрофы, автомобильные аварии, поражения электрическим током не привели к запрету использования этих технических средств. В результате лишь увеличивалась интенсивность работ, направленных на повышение их безопасности. Запреты имели место только для различных видов оружия. То же самое и в случае с ядерной энергетикой.
В настоящее время более четверти электроэнергии, потребляемой крупными городами (Москва, Санкт-Петербург), производятся АЭС (в западных странах эта цифра выше). От этого нового вида энергии человечество уже не сможет отказаться. При надежно организованной эксплуатации АЭС, несомненно, выигрывают в сравнении с тепловыми станциями, пожирающими железнодорожные составы с углеводородным топливом и загрязняющими атмосферу продуктами сгорания угля и нефти. Гидростанции превращают леса и пахотные земли в заболоченные участки и нарушают естественный биоритм всего живого на громадной территории.
АЭС несравненно удобнее в эксплуатации. Они могут быть расположены в местах, удаленных от залежей угля и лишенных источников гидроэнергии. Смена ядерного горючего происходит не чаще чем один раз в полгода. Расход топлива можно оценить по следующему показателю. При делении 1 г изотопов урана выделяется столько же энергии, сколько при сжигании 2800 кг углеводородного топлива, иными словами, 1 кг ядерного горючего заменяет эшелон угля.

При этом мировые запасы урана содержат аккумулированной энергии в миллионы раз больше, чем энергетические ресурсы имеющихся запасов газа, нефти и угля. Ядерного топлива хватит на тысячи лет с учетом постоянно возрастающей потребности в источниках энергии, а углеводородное сырье можно использовать намного эффективнее для синтеза различных органических продуктов.
Сразу возникает вопрос: что делать с отходами отработанного ядерного топлива? О проблемах захоронения таких отходов слышали, наверное, многие. В настоящее время проводятся интенсивные научные работы в поиске решения этой проблемы (человечество обычно спохватывается с некоторым опозданием).
Один из перспективных путей – строительство ядерных реакторов, воспроизводящих горючее. В обычных ядерных реакторах изотоп урана ²³⁸U является как бы балластом, основная реакция проходит при участии изотопа ²³⁵U, которого, как уже было сказано ранее, в природном уране менее 1%. Однако малоактивный ²³⁸U, находясь в определенном количестве в ядерном реакторе, может захватывать часть выделяющихся нейтронов, образуя в конечном итоге плутоний ²³⁹Pu, который сам по себе является ядерным горючим не менее эффективным, чем ²³⁵U.
Схемы многих ядерных превращений просты и наглядны. Перед символом химического элемента расположены два индекса: верхний – массовое число ядра, т. е. сумма чисел протонов и нейтронов, нижний – число протонов, т. е. положительный заряд ядра. При написании уравнения реакции надо соблюдать простое правило: суммарные числа зарядов в обеих частях уравнения должны быть равны. Кроме того, следует знать одно из простых уравнений ядерной химии – нейтрон может распадаться на протон и электрон: n⁰ = p⁺ + e^–. Вот как выглядит схема превращения ²³⁸U в ²³⁹Pu, благодаря чему удастся в будущем использовать в качестве горючего полностью все запасы природного урана:

В первом уравнении показано, что происходит захват нейтрона ядром урана, при этом образуется крайне неустойчивый изотоп урана-239. Далее проходит промежуточная стадия – образование неустойчивого изотопа нептуния с выбросом электрона. Изотоп нептуния в свою очередь превращается в устойчивый изотоп плутония. Во втором и третьем уравнениях происходит превращение нейтрона в протон (который остается в ядре) и электрон, который выделяется
в виде -излучения.
В соответствии с приведенными выше арифметическими правилами выделение электрона приводит к повышению положительного заряда ядра на единицу. Образовавшийся очень устойчивый изотоп плутония с периодом полураспада 24 тыс. лет можно использовать как ядерное горючее в тех же самых реакторах. Таким образом, радиоактивные отходы содержат заметные запасы неизрасходованной энергии, и способы ее извлечения будут в дальнейшем совершенствоваться.
Уран в соперничестве с радием не только затмил своего конкурента, но и сумел почти полностью «лишить его работы», – в радиотерапию пришли новые препараты, созданные с использованием урана. В реакторе происходит распад ядра урана с образованием радиоактивных изотопов различных элементов с меньшей массой. Основные – это изотопы кобальта ⁶⁰Со, стронция ⁹⁰Sr и цезия ¹³⁷Cs, прометия ¹⁴⁷Pm, технеция ⁹⁹Tc, все они нашли применение.
Радиоактивный изотоп кобальта ⁶⁰Co испускает -лучи, потому его используют для лечения онкологических заболеваний (так называемая кобальтовая пушка). Изотоп йода ¹³¹I – активный -излучатель, его применяют для лечения заболеваний щитовидной железы.
Другие изотопы используют для предпосевной стимуляции семян, стерилизации продуктов питания и медицинских препаратов (выделяемое этими изотопами - и -излучения не приводят к появлению радиоактивности в облучаемом веществе) и даже в криминалистике.
Очень привлекательна возможность создавать на основе -излучателей источники электроэнергии. Под действием
-лучей (потока электронов) в полупроводниковых веществах, таких как кремний или германий, возникает разность потенциалов. Это позволяет создавать долговременные источники электрического тока на основе изотопа ¹⁴⁷Pm, работающие без подзарядки много лет.
Ядерный реактор можно использовать так же, как своеобразную реакционную колбу для направленного синтеза изотопов различных элементов, помимо тех, которые образуются при самопроизвольном распаде. Различные вещества помещают в специальных капсулах в ядерный реактор, где они интенсивно облучаются нейтронами, в результате образуются соответствующие изотопы. Получаемые таким образом -активные изотопы тулия и иттербия, а также образующиеся в реакторах изотопы технеция применяют для создания компактных передвижных установок, заменяющих громоздкие рентгеновские аппараты. Их можно применять не только для диагностики в медицинских целях, но и для нужд техники в целях дефектоскопии различных конструкций и оборудования.

Без преувеличения можно сказать, что на сегодня уран занимает выдающееся место среди всех остальных элементов, он открыл практически неисчерпаемый источник энергии.

* * *

Подводя итог, отметим, что судьбы некоторых элементов или их соединений напоминают спортивные состязания, где яркий лидер с блеском проходит короткую дистанцию, но постепенно выдыхается, и вот тогда его начинает обгонять тот, кто долгое время маячил у лидера за спиной. Впрочем, все эти драматические повороты судьбы возникают не из-за случайного стечения обстоятельств, а в результате непрестанной работы неутомимых химиков.

М.М.ЛЕВИЦКИЙ