Путешествие в страну РАИ - Дмитрий Николаевич Трифонов

А радиационное получение фенола из бензола? Или анилина — основы красителей — из смеси жидкого аммиака и бензола? Или радиационная полимеризация этилена, радиационная вулканизация каучука?

Вот что наделало применение гамма-излучения в химии!

Но еще одно соображение: вовсе не обязательно конструировать специальные установки. Вы помните, что ядерный реактор оказался прекрасной «фабрикой» изотопов? Сложнейшие и многообразные ядерные реакции, которые протекают в реакторе в процессе деления урана, сопровождаются и интенсивным гамма-излучением. Технически несложно выделить поток гамма-лучей из комплекса излучений и использовать его для различных целей.

— Можно мне? — поднял руку Олег, когда я кончил. — Мне пришла на память одна история. Тоже связанная с изотопами.

— Скажите, пожалуйста! — перебил Илья. — Однако похоже, зря я считал вас полными профанами!

— Нет, все-таки мы профаны, — признался Олег. — Просто мне кое-что неясно, а я хотел бы понять.

— А что за история?

— Ее я услышал в Баку несколько лет назад. Суть вот в чем.

Некий русский эмигрант, бывший капиталист, совершил поездку в Советский Союз в качестве туриста. Он объездил много городов и в том числе Баку, где до революции владел плохоньким нефтяным промыслом. И каково же было его удивление, когда он увидел, что на участке, который в старые времена считался мало перспективным, вовсю добывается нефть. Несколько скважин, на которых он сорок лет назад сам поставил крест, давали отличную, первосортную нефть.

— Теперь я не сомневаюсь: Советы все могут! — молвил он. В тоне его сквозила откровенная зависть. Но поскольку он был деловым человеком, то спросил:

— Как же вам удалось ввести в строй старые, заброшенные скважины?

— Нам помогли радиоактивные изотопы, — ответили ему.

Изотопы в геологическом походе

— Значит, радиоизотопы помогают и геологам в разведке полезных ископаемых? — Алеша протер очки.

— Конечно! — подтвердил Илья. — Еще как помогают! Например, в поисках нефти.

Можно ли судить о том, есть ли здесь залежи нефти, не углубляясь, так сказать, в землю? Да, можно. Давно известно, что углеводороды, входящие в состав нефтей, а особенно легчайший из них — метан CH4, могут проникать от залежей нефти сквозь толщу пород к поверхности. Если обнаружен метан, то неподалеку обязательно располагается нефтяное месторождение. Необходимо лишь уточнить, нефтяного ли он происхождения. Ведь этот углеводород может образовываться и в почве в результате многих процессов, например гниения растений.

Как же распознать происхождение метана? Как, по-твоему, Маечка? Теперь ты должна догадаться.

Майка несколько смущена. Неудобно ударить лицом в грязь. Но ее сообразительность на высоте.

— С помощью углерода четырнадцать! — выпаливает она.

— Правильно! А конкретнее?

Майка задумывается.

— Если углерод метана радиоактивен, то газ явно не нефтяного происхождения. Ведь нефть образовалась многие миллионы лет тому назад, и ее углерод давно уже потерял радиоактивность! — вмешиваюсь я. — Ты так предполагала?

— Именно так! — соглашается Майка. — Я только не сумела это высказать.

— Вы делаете определенные успехи, мисс Гуманитарий, — констатирует Илья и продолжает: — На карту нанесены контуры предполагаемого месторождения. Теперь геологи углубляются в земную кору. Наступает время буровых скважин.

Проходя через толщу пород, бур встречает на своем пути различные слои — глину и сланцы, известняки и песок, — прежде чем достигнет горизонтов, насыщенных нефтью. Порой попадаются на пути бура и водоносные слои.

Как, по-вашему, можно определить, в какой последовательности расположены слои, через которые проходил бур? Разумеется, если время от времени отбирать на поверхность пробы. Но ведь такие исследования трудоемки и отнимают немало времени.

Но можно обойтись и без отбора проб.

Различные материалы по-разному взаимодействуют с нейтронами: одни из них сильнее отражают нейтроны, другие меньше. Породы, в состав которых входят соединения, содержащие много водорода, лучше рассеивают нейтроны, потому что водород обладает способностью замедлять быстрые нейтроны.

В скважину вслед за буром опускают нехитрое приспособление. Оно состоит из нейтронного источника, например, смеси соли радия с металлическим бериллием (альфа-частицы радия выбивают из ядер бериллия нейтроны), счетчика отраженных нейтронов, ионизационной камеры и свинцовой защиты.

Нейтроны, испускаемые источником, частично вступают в ядерные реакции с элементами пород, причем образуются радиоактивные изотопы, а частично рассеиваются. Рассеянные нейтроны обнаруживаются счетчиком, а излучения образовавшихся радиоизотопов влияют на величину тока в ионизационной камере.

По показаниям этих двух приборов и судят о том, какие слои проходит бур.

Поскольку в глине, сланцах, известняке, песке содержится разное количество водорода, то эти породы можно различать друг от друга. Слои, в которых содержится много воды или нефти (а нефть является смесью углеводородов), очень хорошо рассеивают нейтроны и определяются весьма отчетливо.

Этот метод разведки на нефть получил название нейтронного каротажа.

Он может быть видоизменен. В этом случае регистрируются не нейтроны, а гамма-лучи, испускаемые после захвата нейтронов ядрами химических элементов, входящих в состав породы.

Гамма-лучи, возникающие в результате распада радиоактивных изотопов, несут различную энергию. По ее величине устанавливают, каким именно радиоизотопам принадлежат гамма-лучи. Следовательно, есть интересная возможность: с помощью нейтронного каротажа вести разведку других полезных ископаемых. Так, нейтронные источники уже используют для поисков марганца, кобальта, ртути, вольфрама, бора, кадмия — всех тех элементов, ядра которых хорошо захватывают медленные нейтроны.

— А как же ввели в действие старые, заброшенные скважины? — спросила Майка.

— Очень просто. Произвели каротаж нижележащих слоев и убедились, что богатые нефтеносные слои располагаются глубже уровня, до которого были пробурены прежние скважины.

— Солнце! — перебила вдруг Наташа. — Смотрите, солнышко!

Светлым-светлым стал четырехугольник окна. Не сговариваясь, мы выскочили наружу.

Облака разошлись. На сером фоне появились жизнерадостные островки голубого неба, словно проталины среди осевшего ноздреватого снега в вешнем лесу. Мы зачарованно смотрели на них, будто видели что-то совсем необычное. Режущей глаза белизной сверкал Аламинский перевал, и только соседние, ушедшие в поднебесья пики, молчаливые, как стражи у ворот в неведомую страну, еще прятали свои белые шапки в облаках.

— Ура! — закричал Алеша. — Даешь Аламинский перевал!

— Как здорово! — зазвенел голос Наташи. — Мне уж начинало казаться, что на свете нет ничего, кроме пурги, воя ветра и этой удручающей белесой мглы. Вы только посмотрите, до чего же все красиво!

Деревья утопали в снегу, строгие и неподвижные. Ворчала подо льдом порожистая Алама, и вода ее в полыньях казалась изумрудной.

— Да! — Алеша поправил очки. — В такие минуты нельзя без стихов.

Это сон, а не явь,

Это сказка — не быль,

Это просто блестящую снежную пыль

Вдруг порывистый ветер швырнул нам в глаза.

Облака над землей проплывали клубясь.

Голубая проталина, словно слеза,

Повисала на веке свинцовом небес…

Лес