Открытия и гипотезы, 2015 №03 - Журнал «Открытия и гипотезы»

Противники атомных электростанций указывают, что аварии привели к нескольким миллионам преждевременных смертей на европейском континенте, просто они незаметны на статистическом фоне.

Вывод земель из человеческого использования в зонах аварий приводит к интересному результату: они становятся своего рода заповедниками, где растет биоразнообразие. Правда, отдельные животные страдают от болезней, связанных с облучением. Вопрос, как быстро они приспособятся к повышенному фону, остается открытым. Есть также мнение, что последствием хронического облучения оказывается «отбор на дурака»: еще на стадии эмбриона выживают более примитивные организмы. В частности, применительно к людям это должно приводить к снижению умственных способностей у поколения, родившегося на загрязненных территориях вскоре после аварии.

Несмотря на бытующие легенды о десятках тысяч долларов за килограмм урана, реальная его цена на рынке не столь высока — стоимость килограмма необогащённой закиси-окиси урана U3O8 к весне 2014 года снизилась ниже $70. При этом следует понимать, что открытого мирового рынка урана как такового не существует, в отличие, например, от золота.

Это уран-238, оставшийся после выделения из него урана-235. Объемы отхода производства оружейного урана и тепловыделяющих элементов велики — в одних США скопилось 600 тысяч тонн гексафторида такого урана. Содержание урана-235 в нем — 0,2 %. Эти отходы надо либо хранить до лучших времен, когда будут созданы реакторы на быстрых нейтронах и появится возможность переработки урана-238 в плутоний, либо как-то использовать.

Применение ему нашли. Уран, как и другие переходные элементы, используют в качестве катализатора. Поскольку плотность урана высока, он может служить в качестве балласта для судов и противовесов для самолетов. Годится этот металл и для радиационной защиты в медицинских приборах с источниками излучения.

Какое оружие можно делать из обедненного урана? Пули и сердечники для бронебойных снарядов. Расчет здесь такой. Чем тяжелее снаряд, тем выше его кинетическая энергия. Но чем больше размер снаряда, тем менее концентрирован его удар. Значит, нужны тяжелые металлы, обладающие высокой плотностью. Пули делают из свинца, сердечники же снарядов — из вольфрамового сплава. Защитники природы указывают, что свинец загрязняет почву в местах боевых действий или охоты и лучше бы заменить его на что-то менее вредное, например на тот же вольфрам. Но вольфрам недешев, а сходный с ним по плотности уран — вот он, вредный отход. При этом допустимое загрязнение почвы и воды ураном примерно в два раза больше, чем для свинца. Так получается потому, что слабой радиоактивностью обедненного урана (а она еще и на 40 % меньше, чем у природного) пренебрегают и учитывают действительно опасный химический фактор: уран, как мы помним, ядовит. В то же время его плотность в 1,7 раза больше, чем у свинца, а значит, размер урановых пуль можно уменьшить в два раза; уран гораздо более тугоплавкий и твердый, чем свинец, — при выстреле он меньше испаряется, а при ударе в цель дает меньше микрочастиц. В общем, урановая пуля меньше загрязняет окружающую среду, чем свинцовая, правда, достоверно о таком использовании урана неизвестно.

Зато известно, что пластины из обедненного урана применяют для укрепления брони американских танков (этому способствуют его высокие плотность и температура плавления), а также вместо вольфрамового сплава в сердечниках для бронебойных снарядов. Урановый сердечник хорош еще и тем, что уран пирофорен: его горячие мелкие частицы, образовавшиеся при ударе о броню, вспыхивают и поджигают все вокруг. Оба применения считаются радиационно безопасными. Так, расчет показал, что, даже просидев безвылазно год в танке с урановой броней, загруженном урановым боекомплектом, экипаж получит лишь четверть допустимой дозы. А чтобы получить годовую допустимую дозу, надо на 250 часов прикрутить к поверхности кожи такой боеприпас.

Снаряды с урановыми сердечниками — к 30-мм авиационным пушкам или к артиллерийским подкалиберным — применяли американцы в недавних войнах, начав с иракской кампании 1991 года. В тот год они высыпали на иракские бронетанковые части в Кувейте и при их отступлении 300 тонн обедненного урана, из них 250 тонн, или 780 тысяч выстрелов, пришлось на авиационные пушки. В Боснии и Герцеговине при бомбежках армии непризнанной Республики Сербской было истрачено 2,75 тонны урана, а при обстрелах югославской армии в крае Косово и Метохия — 8,5 тонн, или 31 тысяча выстрелов.

Борец с урановыми боеприпасами хорват Асаф Дуракович, работавший во множестве организаций от эр-риядского Госпиталя короля Фейсала до Вашингтонского Уранового медицинского исследовательского центра, считает, что только в Южном Ираке в 1991 году образовалось 3–6 тонн субмикронных частиц урана, которые рассеялись по обширному району, то есть урановое загрязнение там сопоставимо с чернобыльским.

А. Мотыляев

Сердечник (вкладыш) снаряда калибра 30 мм (пушки GAU-8 самолёта А-10) диаметром около 20 мм из обеднённого урана.

Корпус авиационной атомной бомбы из Музея ядерного оружия РФЯЦ-ВНИИЭФ.

* * *

Исследователи ещё с начала двадцатого века искали ответ на вопрос — сколько хромосом у человека? Чтобы ответить на этот вопрос, для начала, давайте разберемся в терминологии.

Хромосома — это структурный элемент ядра клетки, в котором находятся гены. Само название «хромосома» в переводе с греческого означает «окрашенное тело», поскольку при делении клетки — митозе или мейозе, хромосомы хорошо окрашиваются в различные цвета.

Одним из первых, кто решил заняться подсчетом хромосом, был Т. Пейнтер. Из-за его случайной ошибки весь мир долгое время думал, что у человека их 48.

Ошибку в исследовании обнаружили А. Леван и Джо Тио лишь через 30 лет после Пейнтера. Как оказалось, у здорового человека 23 пары хромосом, а значит, что всего их 46, включая две половые.

Ошибка Пейнтера до сих пор отдается эхом и иногда встречается в статьях о генетике. Вот и в нашей статье в «ОиГ» № 2 за 2015 год в статье «Первый вопрос» она тоже имела место. Просим не судить строго.

Гл. редактор И. Левченко

НАУКА И ТЕХНИКА

Как делают зеркала для телескопов

Пустыня Атакама в Чили — райское место для астрономов. Уникальная чистота воздуха, благоприятные атмосферные условия в течение года и крайне низкий уровень светового загрязнения делают этот негостеприимный район идеальным местом для строительства телескопов. К 2020 году здесь планируется построить ещё один впечатляющий астрономический инструмент — Гигантский Магелланов Телескоп (GMT).

В основе его оптической системы лежит отражающая поверхность из 7 огромных зеркал. Каждое диаметром 8,4 м и весом 20 т.

Само по себе изготовление таких зеркала, да ещё и с требуемой точностью, представляет настоящий инженерный шедевр. Как же создаются подобные изделия?

Производственный процесс разработан специалистами Лаборатории зеркал обсерватории Стюарда Университета Аризоны. Каждое зеркало составляется из большого количества шестиугольных сегментов, что позволяет в 5 раз снизить массу изделия по сравнению с цельнолитым зеркалом такого же размера.

Заготовки из высококачественного боросиликатного стекла изготавливаются в Японии. Толщина сегментов не превышает 28 мм, что положительно влияет на условия эксплуатации — такое зеркало будет быстро принимать температуру окружающей среды, что предотвратит возникновение колебаний воздуха у поверхности и искажение изображения.

После укладки стеклянных заготовок на подложки (1681 шт.), сверху вся площадь будущего зеркала накрывается огромной вращающейся печью. Температура достигает 1178 градусов Цельсия, скорость вращения печи — 5 оборотов в минуту. В результате сегменты сплавляются и образуют единый стеклянный массив. Вращение печи за счёт центробежной силы позволяет грубо сформировать параболическую поверхность.

После этого начинается долгий процесс контролируемого равномерного охлаждения, в той же самой вращающейся печи. Он занимает три месяца, чтобы предотвратить появление трещин из-за слишком быстрого охлаждения. По окончании охлаждения, будущее зеркало аккуратно снимается с термостойкой подложки и переносится на полировочный стенд.

Каждое зеркало состоит из множества шестиугольных заготовок.