Тайна спасенных контейнеров

В 1940 году перед вторжением фашистов Франция располагала самыми большими запасами окиси урана и практически всей тяжелой водой, имеющейся в Европе. У норвежской фирмы «Норск-Гидро» в марте 1940 года было закуплено и доставлено самолетом во Францию в условиях строжайшей секретности 185 кг тяжелой воды. Двенадцать запломбированных алюминиевых контейне­ров с драгоценным продуктом «Ζ» (такое он получил ко­довое название) были переправлены в лабораторию ра­диационной химии Коллежа де Франс.

Когда началась война, известный ученый Ф. Жолио- Кюри посетил министра вооружений Франции Рауля Дотри и рассказал ему о возможных перспективах созда­ния атомного оружия. Министр проявил большой интерес и очень сетовал, что Ф. Жолио-Кюри не пришел к? нему раньше с этим важным сообщением.
Для реализации выдвинутых идей времени почти не, оставалось. Солдаты рейха прорвали фронт в районе Се-
дана, и Ф. Жолио-Кюри принял срочные меры по отправ­ке тяжелой воды в безопасный район. Ее укрыли в под­земных хранилищах местного отделения французского банка в Клермон-Ферране в Центральной Франции. Од­нако принятые меры предосторожности скоро оказались явно недостаточными. Когда 10 июня 1940 года немцы подошли совсем близко к Парижу, Ф. Жолио-Кюри по­ручил своим ближайшим помощникам Халбану и Коварски переправить через Бордо в Англию весь запас окиси дейтерия.
В условиях войны это было труднейшей операцией. Вот что пишет по этому поводу Халбан: «Однажды для большей сохранности мы поместили на ночь наш драго­ценный груз в государственной тюрьме в Риоме. Во всей тюрьме самым безопасным местом оказалась камера для смертников, которую на время освободили для на­ших сосудов с водой. Выселенные оттуда осужденные на смерть узники сами перетащили в камеру тяжелые кон­тейнеры. На следующее утро комендант тюрьмы, вероят­но, из страха перед новыми хозяевами, отказался вы­дать их… Специальный комиссар, присланный Дотри, угрожая револьвером, заставил его отдать груз. Лишь после этого мы могли продолжать свой путь».
Много опасных приключений выпало на долю тех, кто сопровождал тяжелую воду, но им все же удалось доставить ее в Бордо и погрузить на борт английского угольщика «Брум-парк». На борту корабля соорудили плот и закрепили на нем контейнеры с тяжелой водой и ящики с техническими алмазами стоимостью 2,5 млн. фунтов стерлингов. К счастью, угольщик благополучно добрался до Англии, и стратегически важный груз не по­пал в руки фашистов. Одновременно с угольщиком из Бордо вышло другое судно, которое было потоплено. Оставшемуся в Париже Ф. Жолио-Кюри удалось про­вести немецкую контрразведку, убедив ее в том, что за­пасы тяжелой воды были именно на потопленном судне.
Фашистская Германия, таким образом, не смогла пе­рехватить имеющиеся в Европе запасы окиси дейтерия, вывезенные в Англию, что помешало нацистскому коман­дованию ускорить создание грозного оружия — атомной бомбы. Однако фашисты не теряли надежды и, используя Довоенный опыт норвежцев по производству концентри­рованной тяжелой воды, в условиях особой сверхсекретсти организовали ее получение в оккупированной Норвегии. Сырьем служила морская вода фиордов, со­держащая повышенное количество окиси дейтерия. К 1943 году в Норвегии уже имелись достаточно большие запасы тяжелой воды, и немцы продумывали вопрос о транспортировке ее в Германию.
Немецкие физики-атомщики продолжали исследова­ния по созданию нового вида оружия, и нацистские гла­вари надеялись в 1944 году получить атомную бомбу. На новый сверхмощный вид оружия делалась главная став­ка. Как считали в Германии, начался завершающий этап по созданию бомбы. Англия и США внимательно следи­ли за развитием событий по доставке окиси дейтерия из Норвегии в Германию. Британская разведка предприня­ла все меры, чтобы контейнеры с секретным грузом унич­тожить еще в Норвегии. Англичане вынуждены были пой­ти на отчаянный, дерзкий шаг и выбросили парашютистов-десантников в Центр по изготовлению тяжелой воды. Но груз был уже в пути.
Удалось уничтожить лабораторный корпус, оборудо­вание и на много месяцев вывести из строя все производ­ство, которое уже практически не смогли возобновить, война близилась к концу. Но главная операция заключа­лась в ликвидации запасов тяжелой воды. Контейнеры, содержащие более 16 т окиси дейтерия, немцы доставили ночью в порт и даже успели погрузить на военный тран­спорт для отправки в Германию. Лишь в самый послед­ний момент, буквально перед отплытием, норвежским патриотам удалось взорвать корабль с секретным грузом. Немецкие физики-атомщики вынуждены были приостано­вить свои исследования.
В послевоенные годы исследования свойств тяжелой воды заметно расширяются. На первый план выдвига­ется проблема изучения содержания и распределения изотопов водорода в природных водах.
Многие ученые-экспериментаторы с интересом приня­лись за изучение дейтерия в природных водах, что потре­бовало большой изобретательности и мастерства. Иссле­дуются различные типы вод: озерная, речная, морская, грунтовая, атмосферные осадки и т. д., удается установить определенные закономерности в распределении тяжелой воды. Относительная ее распространенность в природе D20>0,2°/o, а Н20>99,98 %, ее плотность-" 1,104.
 Некоторые данные о содержании дейтерия в природ­ной воде приведены в таблице, взятой из монографии И. Кришенбаума «Тяжелая вода».
Районы отбора проб воды
Разность плот­ности*
d8o—н2о
Концентрация
D, мол %
Вода из оз. Мичиган
15,5
0,0144
 
15,4
0,0143
Водопроводная вода, г. Колумбус,
 
 
Огайо, США
18,3
0,0170
Дистиллированная вода,
18,5
0,0172
г. Рьюкан, Норвегия
20,0
0,0185
адзд, т. Оса^а.,
 
 
Япония
17,1
0,0159
Водопроводная вода, г. Лондон,
 
 
Англия
12,0
0,0 i ί 1
Водопроводная вода, г. Беркли,
 
 
Калифорния, США
0,0154
Водопроводная вода, г. Оксфорд,
 
 
Англия
0,0161
Дождевая вода, г. Мельбурн,
 
 
Австралия
12,7
0,0118
Вода Атлантического океана,
 
 
побережье США
15,7
0,0146
Водопроводная вода, г. Кембридж,
17,1
0,0159
Массачусетс, США
16,0
0,0149
* Разность плотности соответствует плотности воды, содержащей дейтерий (D20), минус плотность той же воды, очищенной от дей­терия (НгО).
 
Большой интерес представляет форма тяжелой воды, распространенной в природе. Появились исследования, в которых предполагается, что молекулы тяжелой воды D20 в естественных условиях практически не встречают­ся, а преобладают молекулы, имеющие один атом дейте­рия — HDO. Природная вода — речная, морская или грунтовая — содержит смесь молекул Н21еО, HDO, Н2180, причем количественное соотношение может быть таково:
000000: 320 :2000.
Данных о влиянии молекул D20 на структуру воды нет, но установлено, что молекулы тяжелой воды повы­шают вязкость, скрытую теплоту парообразования и скрытую теплоту плавления. В тяжелой воде понижает­ся диэлектрическая постоянная, электропроводность, Растворимость солей, подвижность ионов, давление паров и т. д.

 

В лабораторных условиях тяжелую воду получают в результате реакции изотопного обмена между водой и сероводородом HDS + H20~H2S + HD0, причем вода предварительно обогащается дейтерием. Далее на основа­нии сдвига равновесия изотопного обмена между молеку­лами Н20, HDO и D20 и разности давления паров выделя­ют D20. Существуют и другие методы, которые применя­ются в зависимости от условий и возможностей.
Несколько большая масса молекул HDO, D20 и повы­шенная прочность дейтериевой связи способствуют тому, что тяжелая вода активнее удерживается в жидкой фазе по сравнению с обычной водой. Следовательно, давление пара тяжелой воды всегда ниже, чем Н20, и это приводит к тому, что молекулы, содержащие дейтерий, концентри­руются в жидкой фазе в процессе испарения. На этом построено фракционное разделение изотопов. В естест­венных условиях эти явления наблюдаются в экватори­альных водах, когда в процессе испарения в поверхност­ных водах увеличивается концентрация изотопа D по сравнению с глубинными горизонтами. Изучение атмос­ферных осадков показывает, что в первую очередь с дож­дем выпадают тяжелые изотопы D или 180.
В верхних слоях атмосферы при низких температу­рах протекает реакция изотопного обмена
2Н2180 + 1602^2Н2160 +1802,
что и приводит к повышенному содержанию в осад­ках 1802.
Изотопное разделение происходит в процессе замер­зания и таяния. Арктический лед, образующийся из мор­ской воды, содержит на 2 % изотопов D больше, чем во­да, из которой он образовался.
Однако в природных условиях изотопы тяжелого кис­лорода 180 накапливаются менее интенсивно по сравне­нию с изотопами тяжелого водорода D, аналогичные раз­личия наблюдаются и для молекул Н2180 и HDO. «Вслед­ствие природных фазовых переходов изотоп 180 также фракционируется, но поскольку относительная разница масс Н2180 и Н2160 значительно меньше, чем разница масс HDO и Н20, изотопные эффекты выражены не так резко»,— отмечает профессор Р. Хорн в монографий «Морская химия» [с. 258].

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *