Все ли металлы добывают из руды?

Как мы все хорошо знаем, обычно металлы получают из руды. В шахтах или карьерах ее добывают, потом обогащают, потом из концентрата извлекают металл. Если металл очень редкий и ценный, обогащение может быть многоступенчатым, иногда редкие металлы добывают из отходов других металлургических процессов… Но есть в таблице Менделеева такие металлы, которых в природе просто нет.

Эти металлы особо ценные, намного ценнее того же золота. Их люди в прошлом веке научились добывать в атомных реакторах, где они образуются из других металлов в ходе ядерных реакций.

Самым первым открытым людьми искусственным элементом был Технеций.

Технеций Тc (лат. Technetium), атомный номер 43. Радиоактивный переходный металл серебристо-серого цвета. Период полураспада различных изотопов — от нескольких секунд до миллионов лет.

Он был предсказан Менделеевым на основе Периодического закона под названием «эка-марганец». Открывали его, начиная с 1846 года, каждый раз называя по-разному — ильмений, люций, ниппоний и мазурий. Но всякий раз в итоге обнаруживали ошибку. Эка-марганец найти не получалось.

В первый раз настоящий Технеций был синтезирован из молибденовой мишени, облучённой на ускорителе-циклотроне ядрами дейтерия в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли в США. 13 июня 1937 года датируется заметка К. Перрье и Э. Сегре в журнале «Nature», в которой указано, что в этой мишени содержится элемент с атомным номером 43.

Новый элемент был назван «технецием» в 1947 году. По-гречески технеций — значит, «искусственный». Широко используется в ядерной медицине для исследований мозга, сердца, щитовидной железы, легких, печени, желчного пузыря, почек, костей скелета, крови, а также для диагностики опухолей.

Затем был открыт Нептуний.

Нептуний — химический элемент с атомным номером 93 и массовым числом 237.048. Изотоп Np²³⁹ синтезирован и идентифицирован в мае 1940 года Э. Макмилланом и Ф. Абельсоном. Изотоп весом 237 был открыт Гленом Сиборгом и Артуром Валем в 1942 году в результате бомбардировки урана-238 нейтронами.

Период полураспада изотопов Нептуния мал по сравнению с возрастом Земли, потому в природе нептуния практически нет — за время, прошедшее с образования Земли, нептуний-237 давно распался, и сейчас существует лишь радиогенный нептуний.

Источник изотопов Нептуния — ядерные реакции в урановых рудах под воздействием нейтронов космического излучения и спонтанного деления урана-238. Или — ядерный ректор.

Этот элемент имеет весьма важен для изготовления малогабаритных радиоизотопных источников энергии. Его облучают нейтронами и получается изотопно чистый плутоний-238, который используется в малогабаритных радиоизотопных источниках энергии (например, в кардиостимуляторах).

Следом в конце 1940 году в виде изотопа Pu²³⁸ был открыт Плутоний.

Он обозначается символом Pu, атомное число 94, массовое число 244.064. Это тяжёлый хрупкий радиоактивный металл серебристо-белого цвета. Он не имеет стабильных изотопов, все изотопы плутония радиоактивны. Полураспад Плутония-239 — 24000 лет.

Плутоний — первый искусственный химический элемент, производство которого началось в промышленных масштабах (в СССР и США с середины 40х годов).

Соответственно, США, а затем и СССР были первыми странами, освоившими его получение. Когда уран-238 присоединяет к себе тепловой нейтрон, в результате ядерной реакции получается Плутоний-239, или оружейный Плутоний. Считается, что всего в мире хранится сейчас примерно 2000 тонн плутония (а для одной плутониевой бомбы достаточно всего около 20 кг).

Кроме названных выше элементов, в ядерных реакторах под воздействием излучений получают радиоактивные изотопы некоторых веществ. Их широко используют в радиологии.

Вот так, вначале решительно уйдя от алхимии к химии, через столетия люди вернулись к атомной алхимии.