CatScience

Автор: Конюхов Илья.

7 июня 1972 года во время рутинного масс-спектрометрического анализа на заводе во Франции, производящем обогащенное топливо, обнаружили, что в гексафториде урана (вещество, участвующее в процессе обогащения ядерного топлива) концентрация изотопа урана-235 (изотоп - это атом с одинаковым зарядом, но разным числом нейтронов и соответственно разной массой) не 0,720%, а 0,717%. Ну подумаешь, разница всего три тысячных процента, это так мало, что можно и не обращать внимания! Но только не в ядерной промышленности. Дело в том, что процент содержания урана-235 одинаков для всех пород Земли, Луны и в метеоритах, а по представлениям ученых — и во всей Солнечной системе.

Французы решили разобраться в проблеме и создали комиссию по расследованию низкого содержания изотопа. Все таки отрасль важная, от нее зависит и все энергоснабжение страны и получение этой страной ядерного оружия, так что с любыми проблемами надо разбираться быстро. Изначальная версия комиссии была проста: кто-то из длинной цепочки в обогащении урана загрязнил его уже обедненным ураном. Ну а если эта версия не оправдается - наверняка дело в несоблюдении технологии производства. Только вот после обхода всех заводов выяснилось, что они все делают исправно. Тогда комиссия направилась туда, где добывался этот уран — карьер Окло в Габоне. Обнаружилось, что в месторождении содержание двуокиси урана не превышает 0,5%, что вполне обычно, но в некоторых линзах (вкраплениях минерала в породе в виде плоского овального диска) оно поднималось до 40%, а концентрация урана-235 опускалась до 0,44%!

Урановый рудник Окло в Габоне

На некоторое время ученые без преувеличения ахуели: никогда раньше не было так, что изотопный состав вещества зависел от места его добычи. А это уже ставило под сомнение современные теории о возникновении Солнечной системы и всех элементов тяжелее железа! Но после трех месяцев изучения месторождения комиссия пришла к выводу, что они обнаружили… природный ядерный реактор!

Стоит отметить, что в 1941 году Зельдович Я.Б. (советский физик-ядерщик, один из создателей атомной бомбы)., а позже в 1957 году Г. Вэзерилл и М. Ингрем (американские физики, одни из тех, кто установил точный возраст Земли) предполагали существование естественного ядерного реактора в далеком прошлом, около 2 миллиардов лет назад, и даже описали возможные механизмы и условия для его образования. Однако никто не согласился с учеными — все посчитали, что для образования такой сложной структуры должно совпасть слишком много факторов, так что об этих идеях быстро забыли, пока не случился 1972 год.

После обнаружения реактора добыча в карьере была прекращена, а ученые приступили к подробному изучению феномена Окло. Многочисленные образцы были отправлены в различные лаборатории мира, в том числе и в СССР, что помогло воссоздать картину работы реактора. Как выяснилось, урановое месторождение образовалось в Окло примерно 2,1 миллиарда лет назад. И тут мы внезапно переходим к биологии! В это время происходил очень важный биологический процесс: переход от прокариотов (клеток без ядра) к эукариотам (более сложным по строению клеткам с ядром). Эукариоты поглощали углекислый газ, выделяя кислород, этот кислород окислял уран, а оксиды урана смывались дождем в древнюю реку. В устье реки образовался осадочный слой песчаника, богатого ураном, и поскольку под тяжестью своего веса частички урана опускались на дно быстрее других, они создали обогащенное место с концентрацией урана 0,5% (прямо как на обогатительной фабрике). После этого урановый слой скрылся под слоем песчаника, а из-за геологических процессов он опустился на глубину 4 км. Со временем слои песчаника потрескались, и в них начала затекать вода, под воздействием ее и большого давления образовались линзы с содержанием урана в руде до 60%. Всего нашли 17 изолированных друг от друга линз, в которых спустя 300 млн. лет и протекала ядерная реакция.

Геологический разрез месторождения Окло. Черными точками отмечены зоны, где происходили ядерные реакции. 17 зона расположена в 30 км от изначального места добычи.

Происходила она так: при попадании замедленного нейтрона в уран-235 он создавал очень нестабильный изотоп урана-236, который быстро “раскалывался” на два ядра-осколка, летящих друг от друга на огромной скорости, гамма-излучение и 3 нейтрона, часть из которых попадали в следующее ядро урана-235 и продолжали ядерную реакцию. Вода в Окло играла важную роль — она заливалась в линзу, замедляла те самые 3 нейтрона до такой скорости, чтобы они не “отскакивали” от ядра урана, а попадали и оставались в нем. А так же вода поглощала тепло, которое выделяли нейтроны и ядра-осколки во время торможения. После выпаривания воды из естественного ядерного реактора реакция быстро затухала и возобновлялась только тогда, когда в линзу снова заливалась вода (да простят меня физики за такое объяснение). Так продолжалось без малого 600 000 лет, пока в реактор окончательно не прекратила поступать вода. За все время своего существования реактор выработал около 15000 МВт*лет энергии. Это, кстати, совсем немного — 2 блока Ленинградской АЭС при полной загрузке вырабатывают столько же энергии за 2 с небольшим года.

Процесс деления ядра урана-235

Но Окло смог не только озадачить и удивить ученых своим наличием, но и помочь им! За почти 2 миллиарда лет тяжелые радиоактивные элементы почти не сместились в грунте. Плутоний, уран и даже более легкие элементы так и остались в линзах и не выходили в окружающую их глину. То есть естественный ядерный реактор подтверждает возможность безопасно хранить ядерные отходы, ведь за 2 миллиарда лет они никуда не делись и все так же покоятся в месте своего же образования. Проводимые с образцами из Окло эксперименты еще раз подтвердили неизменность физических констант, а по предварительным исследованиям биологов реактор мог локально влиять на эволюцию одноклеточных организмов рядом с собой.

Остатки оксида урана в одном из реакторов Окло. Переживать за здоровье человека в кадре не стоит, концентрация урана в породе, как и количество радиации, очень мало и, если не поднимать пыль, радиация не сможет причинить вред человеку.

Автор: Виолетта Хайдарова

Русский язык по какому-то странному недоразумению считают гуманитарным предметом, тогда как на самом деле он строг как математика и причудлив как биология. И правда, мы с вами, сами того не осознавая, соблюдаем четкие и неукоснительные правила языка, работающие с той же эффективностью, что и любые другие законы природы. И они заставляют нас постоянно менять свою речь, не только в самой заметной сфере – лексике – но и даже в самом неповоротливом и глубоком слое – грамматике.

Картинка иллюстрирует то, как мы привыкли воспринимать язык и каков он на самом деле

Например, если вам нужно что-то сказать, вы с очень высокой долей вероятности выберете короткое наименование, а не длинное с тем же смыслом. А если короткого нет, а есть только длинное, то оно довольно скоро трансформируется. То есть «зарплата» вместо «заработная плата», «вуз» вместо «высшее учебное заведение», «прога» вместо «программа» и так далее. Это так же верно как то, что шарик покатится по наклонной поверхности вниз, а не вверх. Или как то, что поток воды потечёт по самым низким участкам рельефа, тем самым углубляя его и формируя русло реки. Так действует и один из главных законов языка – закон экономии речевых средств.

Но иногда случается и обратное: мы используем длинное и на первый взгляд неудобное название вместо короткого и простого. «Благодарствую» вместо «спасибо». «А чё так можно было?!» вместо «ого!». «Нелицеприятный» вместо «неприятный» (это кстати изначально неправильное употребление, но не о том сейчас). И так далее. Как так вышло? Почему наш шарик покатился вверх? Из-за чего вода не стекает по рельефу, а бьёт фонтаном? Это происходит не из-за какой-то мифической иррациональности, присущей так называемым гуманитарным сферам, а всё так же по вполне логичным причинам: появились новые силы, которые и вынудили сместить вектор в другую сторону. Одна из самых мощных таких сил – это желание высказаться более ярко и выразительно, ещё один важный закон языка. Со временем образность слов и их сочетаний меркнет, и стремление сделать своё высказывание более убедительным заставляет людей искать новые способы, не удовлетворяясь имеющимися. Не исключено, что именно по этой причине возникли многие необоснованные на первый взгляд пары «ланиты – щёки», «выя – шея», «девица – девушка» и т.д. Или возникли так ненавистные некоторым иностранные заимствования, в случаях когда то же понятие можно было бы легко и спокойно выразить словом родного языка.

Когда-то мне попадалась информация об исследовании, в котором психологи выяснили, что больше всего людям нравятся песни, которые похожи на их любимые, но чуть-чуть отличаются. Вот это стремление к новизне и роляет, когда мы вопреки первому закону языка начинаем использовать более сложные или просто новые конструкции. Мы выбираем делать свою речь более впечатляющей, платя за то определенную цену – использовать более длинное слово или заимствовать чужое и рисковать быть непонятым и непринятым людьми с более традиционными взглядами…» Впрочем и тут нашлось место «коррупции» – люди с более широким медийным ресурсом имеют возможность сильнее влиять на языковые процессы. Когда-то такими людьми были писатели, сейчас ими, скорее, можно назвать блогеров.

Заметили, как легко и непринуждённо мы перешли к возможности описать языковые процессы формулами? Что-то типа использования констант-законов и сочетания их с коэффициентами, ослабляющими, усиливающими или вовсе отменяющими действие этих констант. И ведь эти законы, а также их комбинации действуют постоянно, и мы, живём в них, выполняем их, не осознавая этого так же, как не осознаём и постоянную активную пляску электронов в своих телах.

Например, не так давно (в исторических масштабах, конечно) сработала тенденция переноса ударения в словах с концовкой -ИТЕЛЬ с его привычного места на, собственно, эту концовку. То есть изначально употребляемые ранее «утЕшитель», «очИститель», «мЫслитель», «избАвитель» и проч. получили ударение, привычное нам сейчас. И это коснулось всех слов такого типа и всех людей.

Впрочем, то было давно и представить такое сложно. А как насчёт более близкого процесса, который происходит прямо сейчас? В глаголах несовершенного вида при нашей с вами жизни происходит замена изначального О на А. То есть слова «обусловливать», обезболивать», «оспоривать» и т.д. приобретают новые формы «обуслАвливать», «обезбАливать», «оспАривать», которые пока ещё маркируются как неправильные, но надолго ли… При этом формы совершенного вида тех же глаголов сохраняют эту О: «обусловил», «обезболил», «оспорил». Буква А таким образом становится будто бы маркером несовершенного вида. Спорим, вы не замечали этого процесса? Что совершенно не мешает вашему сознанию реализовывать его в речи, и тем самым делать свой вклад в изменение языка.

А хотите ещё более современное и более крутое нововведение? Грамматическая сочетаемость слов, синтаксические нормы – одна из самых трудноосозноваемых и тяжело меняющихся вещей в языке. Это вам не слова и буковки заменять. Но и она подвержена трансформации. Например, много сотен лет назад существовала такая синтаксическая конструкция: «делающему ему что-то делал кто-то что-то другое». Причем вот эта первая часть выражала значение не дательного падежа, мол «кому-то что-то делали», а просто значение времени или совместности. То есть фраза, к примеру, «играющему ему в мяч, увидел я» передавала смысл «когда он играл в мяч, я его увидел». Сейчас кажется абсурдным, когда-то было вполне нормально.

Но то, что кажется нормальным нам сейчас, кажется таким же абсурдным людям не то, что старшего, а даже нашего поколения, если оно не знакомо с новейшими конструкциями. И я сейчас говорю о модели «Х не может/ не умеет в…». Например, «он не может в иронию», «я смотрю, ты не умеешь в математику» и т.п. Значение здесь простое: «кто-то совсем не ориентируется в названной области, ничего в ней не умеет». Но с точки зрения традиционной грамматики оно бессмысленно. Закрепится ли эта формула в языке или уйдёт бесследно, как многие сленговые артефакты – неведомо. Но сам факт того, что трансформации подвержена не только поверхностная часть языка, но и такие глубинные слои, заслуживает внимания. А также то, что каждый из нас – пехотинец на этой войне, сражающийся под руководством законов и тенденций языка (или безуспешно пытающийся им противостоять). Как говорится, «есть многое на свете, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам…»