В мире металлов - Сергей Венецкий

Представьте себе, что такая задача решалась бы, как и прежде, "ручным" способом - путем обычных экспериментов. Это значило бы, что к каждому металлу нужно добавить различные количества другого металла, выбранного по тем или иным соображениям, из полученных сплавов приготовить образцы, затем подвергнуть их физическим и химическим исследованиям и т.д., и т.п. Ну, а если задаться целью изучить все возможные комбинации не двух, а трех, четырех, пяти компонентов? Эта работа заняла бы десятки, а то и сотни лет. К тому же для проведения опытов понадобилось бы огромное количество металлов, многие из которых дороги и дефицитны, Вполне возможно, что земных запасов таких редких элементов, как рений, индий, палладий, на подобные эксперименты попросту бы не хватило. 

Вычислительной машине же "пищей для ума" служат цифры, символы, формулы, да и производительность труда у нее повыше: за считанные секунды она в состоянии выдать огромное количество информации.

В результате кропотливой работы удалось сначала предсказать с помощью ЭВМ, а затем и получить в натуре многие интересные сплавы. ЭВМ, в частности, порекомендовала ученым около восьмисот новых сверхпроводящих соединений и почти тысячу сплавов со специальными магнитными свойствами. Кроме того, ЭВМ посоветовала металловедам обратить внимание примерно на пять тысяч соединений редкоземельных металлов, из которых пока известна лишь пятая часть. Ценные указания получены от машины и в отношении трансурановых элементов.

Уран из морских пучин

Все большее внимание ученых привлекает морская вода — неисчерпаемый источник многих ценных элементов. В Японии разработан проект завода по извлечению из морской воды урана. Как полагают авторы проекта, завод, который войдет в строй в начале 90-х годов, будет ежегодно производить до 1000 тонн урана.

Неподалеку от побережья намечено установить систему пропитанных титановой кислотой сетей общей протяженностью свыше восьми километров. Морская вода, пройдя через сети, поступит на завод, где после соответствующей обработки из нее будет извлечена двуокись урана. По мнению японских ученых, стоимость морского урана не превысит стоимости урана, добываемого на суше.

Над проблемой извлечения урана из морской воды работают ученые и других стран.

Магнит для бедных руд

Практическое использование сверхпроводимости — одно из важных направлений развития современной техники. В частности, по мнению ученых Массачусетского технологического института (США), на основе сверхпроводимости возможно создание мощных магнитов, предназначенных для извлечения железа из бедных руд. Как известно, эта техническая проблема становится все более злободневной в связи с постепенным сокращением запасов руд, характеризующихся высоким содержанием железа.

Новое "увлечение" лазера

Еще недавно идея "гиперболоида инженера Гарина" (а точнее, писателя Алексея Толстого) казалась несбыточной фантазией, а сегодня современные "гиперболоиды" — лазеры прочно вошли в жизнь. Круг "интересов" лазерных лучей с каждым годом расширяется. Одним из последних "увлечений" этих чудо-лучей стала термическая обработка металлов. Уже созданы специальные установки для лазерного упрочнения стальных изделий. Такой обработке подвергались режущие кромки инструмента и технологической оснастки (например, штампов) из быстрорежущей и других инструментальных сталей. При облучении происходит скоростная закалка поверхностного слоя (0,07 - 0,2 миллиметра), в результате чего твердость и износостойкость металла повышаются в 2,5 - 3 раза.

На смену лопате

Археологов иногда в шутку называют "историками с лопатой". И действительно, при раскопках не обойтись без лопаты, заступа, кисточки и других немудреных инструментов. Но в наши дни археологические экспедиции оснащены и современными приборами, помогающими ученым вести поиски следов древних культур.

При исследовании вблизи Томска древнего центра металлургического производства, существовавшего три тысячелетия назад, была проведена магнитометрическая съемка территории площадью в две тысячи квадратных метров. При этом удалось обнаружить ряд магнитных аномалий, свидетельствующих о том, что в земле присутствуют заметные количества железа. Раскопки, проведенные в отмеченных местах, позволили найти остатки железоплавильных печей, возле которых оказались запасы древесного угля, куски металла, шлаки. Найдены также склады железных изделий — оружия, инструментов, принадлежностей упряжи.

Аэродром на волнах

В Японии разрабатывается проект гигантского плавучего аэродрома для города Осака. По утверждению авторов проекта, такому аэродрому, длина которого составит пять километров, а ширина — один километр, будут нипочем даже цунами — частые гости побережья японских островов. Любопытно, что на сооружение этого аэродрома (разумеется, если проект будет принят) потребуется 5,5 миллиона тонн стали, т.е. столько, сколько ежегодно расходует вся судостроительная промышленность Японии.

Надежная смена

На металлургических предприятиях ГДР в ближайшие годы намечено "принять на работу" 500 роботов, которые будут трудиться на самых тяжелых производственных участках. Первые 40 металлических тружеников уже "зачислены в штат" Мансфельдского комбината и вскоре приступят к выполнению своих запрограммированных обязанностей.

Во всем виноват молибден

В основе наследственного механизма всех живых существ нашей планеты лежит один и тот же генетический код. По мнению биологов, такое единообразие свидетельствует, что вся жизнь на Земле развилась из одной и той же колонии микроорганизмов. А поскольку непременным спутником биохимических процессов является редко встречающийся на Земле молибден, можно предположить, что эта первородная колония попала к нам с другого небесного тела, богатого молибденом.

Такую гипотезу инопланетного происхождения земной жизни выдвинул известный английский ученый в области молекулярной биологии лауреат Нобелевской премии Ф.Крик совместное профессором Л.Ореллом. Гипотеза весьма любопытна, хотя в ней немало уязвимых мест.

Металл из космоса

Существует немало проектов пополнения земных запасов полезных ископаемых за счет небесных тел. В межпланетном пространстве "разгуливают" десятки тысяч так называемых астероидов, или малых планет, состоящих главным образом из железа и никеля. Орбиты вращения некоторых из них проходят сравнительно недалеко от орбиты Земли, и иногда астероиды оказываются на довольно близком расстоянии от нашей планеты. По мнению ряда ученых, теоретически возможно, используя ракетную технику, доставить астероид на околоземную орбиту, а затем развернуть на нем добычу железа и никеля.

Один из проектов предусматривает засылку на астероид специальных автоматических устройств, которые с помощью солнечных печей будут переплавлять астероидное вещество в слитки весом в миллионы тонн. Ракеты доставят эти слитки на околоземную орбиту и останется лишь благополучно спустить металл на поверхность Земли. Но как? Предлагается, например, расплавлять его на орбите и вводить в него газ, а полученные металлические пеноблоки приводнять затем в океан. Здесь они будут плавать в ожидании транспортных судов, которые доставят их на прибрежные металлургические заводы. 

По подсчетам специалистов, один кубический километр астероидного вещества при нынешних нормах потребления обеспечит Землю железом на 15 лет, а никелем - примерно на 1250 лет.

Смелые проекты, не правда ли? Но разве еще совсем недавно визит человека на Луну не воспринимался даже многими учеными лишь как дерзновенный полет фантазии?

"Неплохо, правда?"

Мысль о пополнении земных запасов железа и никеля за счет космических тел довольно часто обсуждается специалистами. Об этом, правда в шутливой форме, говорил и американский ученый Д.Фроман, который до 1962 года был техническим директором ЛосАламосской лаборатории, где ведутся исследования в области использования атомной энергии. Выступая на банкете после конференции по физике плазмы (Колорадо-Спрингс, 1961 год), Фроман сказал: "Поскольку я не очень хорошо разбираюсь в физике плазмы и термоядерном синтезе, я буду говорить не о самих этих явлениях, а об одном их практическом применении в ближайшем будущем.

Представим себе, что нам удалось изобрести космический корабль, который движется за счет того, что выбрасывает продукты реакций дейтерий — дейтерий и дейтерий - тритий. На таком корабле можно стартовать в космос, поймать там несколько астероидов и отбуксировать их на Землю. (Идея, правда, не нова). Если не очень перегружать ракету, то можно было бы доставить на Землю 1000 тонн астероидов, затратив всего около тонны дейтерия. Я, честно говоря, не знаю, из какого вещества состоят астероиды. Однако вполне может оказаться, что наполовину они состоят из никеля. Известно, что 1 фунт никеля стоит 50 центов, а 1 фунт дейтерия - около 100 долларов. Таким образом, на 1 миллион долларов мы могли бы купить 5 тонн дейтерия и, израсходовав их, доставить на Землю 2500 тонн никеля стоимостью в 2,5 миллиона долларов. Неплохо, правда?