Как открыли прометий

Собственно, его открывали много раз – этот элемент с порядковым номером 61. И всегда давали новое название – иллиний, флоренций, циклоний. Но всякий раз открытие оказывалось ошибочным, и очередное имя мертворожденного становилось достоянием истории.

Потом ученые доказали: шестьдесят первого элемента просто нет на Земле. Не по какой‑то странной прихоти природы, лишившей периодическую систему одного из ее представителей. Дело обстоит иначе. Все изотопы элемента номер 61 радиоактивны, очень неустойчивы и уже давным‑давно распались, превратившись в изотопы соседних элементов.

В конце концов в 1945 году его получили искусственно. Так сказать, в процессе работы ядерного реактора. Когда ядра урана – реакторного «горючего» – делятся, они распадаются на множество осколков – ядер более легких элементов. В том числе и прометия (назовем, наконец, неуловимого настоящим именем).

Физики‑теоретики после долгих раздумий подписались бы под этим сообщением. Химикам же нужно было «пощупать», прометий своими руками, посмотреть хотя бы на крохотную крупинку нового металла или, на худой конец, его соединения.

Впрочем, вряд ли удалось бы выделить из смеси осколков деления урана более десятых, а то и сотых долей грамма элемента номер 61.

Разве это беда? Ведь к тому времени химикам уже не раз приходилось оперировать с еще меньшими количествами веществ. И довольно успешно.

Вся сложность состоит в другом. Прометий – элемент редкоземельный. О сходстве членов этого семейства мы говорили. А в мешанине ядерных осколков довольно много и ближайших соседей прометия – неодима и самария.

От них‑то в первую очередь и надо прометий отделить. Но ох как это не просто! Те химики, которые свою жизнь целиком посвятили редким землям, совершили научный подвиг. Мука – другого слова здесь и не придумаешь – разлучать четырнадцать близнецов, чтобы заполучить каждого по отдельности.

(Француз Ш. Урбэн задумал однажды приготовить чистый тулий. Он добился своего. Но потратил пять лет и провел более пятнадцати тысяч крайне однообразных и утомительных химических операций.)

Выделить чистый прометий, конечно, легче, но ненамного. Учтите, что он радиоактивен и распадается быстро. Не получится ли так, что в конце процессов разделения от него ничего не останется?

Значит, нужны более быстрые методы. Чтобы разделение лантаноидов проводить не за годы, не за месяцы, не за недели даже, а в считанные часы. Таких методов не было на вооружении у химии.

Вот тогда‑то и вспомнили о хроматографии.

…Разделительную трубку Цвета (теперь ее называют солиднее: хроматографическая колонка) заполняют адсорбентом (не мелом, как бывало, а специальными ионообменными смолами). Через смолу пропускают раствор солей редкоземельных элементов. Хоть и очень похожи лантаноиды, но ведь не одинаковы же они. Каждый образует со смолой комплексное соединение.

Это соединение различной прочности. В таком различии есть свой порядок. Первый в семействе – лантан связывается со смолой крепче всего; последний – лютеций, наоборот, наиболее слабо.

Дальше смолу промывают специальным раствором. Капли раствора обволакивают зерна смолы и как бы смывают прикрепившиеся ионы редкоземельных элементов. Опять же в строгой последовательности.

И капают из колонки растворы чистых редкоземельных солей: в первую очередь – соли лютеция, в самом конце – лантана.

Именно таким путем отделили прометий от неодима и самария американские ученые Д. Маринский, Д. Гленденин и Ч. Кориэлл. И затратили на весь процесс несколько часов.