Прежде чем задаться вопросом: "почему именно полоний?", не могу обойти прошедшую вчера, 31 мая, пресс-конференцию Андрея Лугового и Дмитрия Ковтуна. Эта дивная песня заслуживает отдельного разбора, я же остановлюсь на одном моменте.
Андрей Луговой утверждал, среди прочего, что его самого умышленно "метили" полонием в расчете на будущий политический скандал: "Если отравление имело место 1 ноября, то каким образом полонием были помечены все места в Лондоне, где мы с Литвиненко общались только в октябре, а не в ноябре? И почему полоний был найден в самолетах, на которых мы с Димой [Ковтуном] возвращались в Москву и Германию, соответственно, еще в октябре 2006 года? Вывод у меня один: нас специально метили полонием для грядущего использования в политическом скандале".
То есть, по версии Андрея Лугового, полониевый след был искусственно создан, умышленно фальсифицирован. Запомним это.
А теперь - почему полоний? Ведь, как нам теперь известно, это вещество имеет пренеприятнейшее свойство: во-первых, всюду оставлять свои следы, и, во-вторых (вытекающее из во-первых), на некоторых людях оставлять такие мощные следы, что впору ложиться в шестую московскую больницу. И эти два аргумента, кажется, напрочь исключают причастность к отравлению Александра Литвиненко сотрудников отечественных спецслужб, - действующих или бывших (если такие бывают).
В этом рассуждении, на самом деле, два ключевых слова: "нам" и "теперь". Начнём со слова "теперь". А что было известно о полонии (и прежде всего о 210-м изотопе) на осень прошлого года?
*****
Собственно, именно полоний, а не радий был открыт первым из нестабильных элементов таблицы Менделеева, - ещё в позапрошлом веке.
Уран (представленный в природе двумя изотопами, 235-м и 238-м) и торий-232 не в счёт - при периоде полураспада в 700 миллионов лет и более все они "почти" стабильны. Они настолько медленно распадаются, что минералы тория и урана содержат всю цепочку продуктов распада, вплоть до стабильных изотопов свинца, - 206-го, 207-го и 208-го. По пути, среди прочих, образуются и изотопы полония. Со времён первых исследований радиоактивности некоторые его изотопы носят экзотические названия - RaA (Po-218), RaC` (Po-214), RaF (наш герой Po-210), ThA (Po-216), ThC` (Po-212), AcA (Po-215) и AcC` (Po-211). При этом в цепочках распада устанавливается равновесие - каждого изотопа в единицу времени образуется столько же, сколько и распадается. Активность (а количество радиоактивного вещества обычно определяют не по весу, а по активности!) всех элементов цепочки одинакова (если пренебречь ветвлениями - порой у одного изотопа есть несколько вариантов распада, - впрочем, для нас это пока не важно). То есть, короткоживущего полония там по активности столько же, сколько и урана, а число ядер соотносится обратно пропорционально периодам полураспада. Полония-210 (период полураспада 138,3 суток) в двенадцать миллиардов раз меньше, чем "прародителя" урана-238 (период полураспада 4,5 миллиардов лет). Во столько же раз более "концентрирована" радиоактивность полония-210 в урановой руде. Вообще-то есть ещё два относительно долгоживущих изотопа полония - 208-й (период полураспада 2,9 года, образуется из тория-232) и 209-й (102 года, в природе не встречается).
Так что Мария и Пьер Кюри искавшие новые радиоактивные элементы в урановых рудах, были обречены на открытие полония-210. Так и получилось, но...
"Но" было два. Во-первых, очень трудный, многоступенчатый процесс выделения. Растворение урановой смолки в азотной кислоте; выпаривание, растворение в воде, осаждение сероводородом многих примесей (раствор сильно радиоактивен); осаждение сульфидом аммония (осадок радиоактивен); растворение в азотной кислоте, добавление серной кислоты, выпаривание, растворение (отделение свинца, раствор активен); осаждение висмута аммиаком (отделение меди, осадок активен); перегонка полученных солей висмута в вакууме. В итоге на холодной стенке ампулы - тёмное сильно радиоактивное пятнышко. И тут - второе "но": искомого элемента там было меньше, чем было нужно для его спектроскопического определения. В статье супругов Кюри, опубликованной 18 июля 1898 года, говорилось: "Мы думаем, что вещество, выделенное нами из урановой смолки, содержит неизвестный пока металл...", который они предлагали название - "полоний".
Но нам более известно другое: "Мария Кюри открыла радий в металлическом состоянии". 226-го изотопа радия с периодом полураспада в 1600 лет в урановой руде по содержится в четыре с лишним тысячи раз больше, чем полония, - это раз. Метод выделения, - дробная перекристаллизация, - сколь тяжёл ("грамм добычи - год труды"), столь и прост. В итоге - мировая слава.
*****
Радиоактивность веществ супруги Кюри определяли по изменению электропроводности воздуха. И вскоре выяснилось, что все их лаборатории "испачканы". Ионизированный воздух перестал быть изолятором (как, впрочем, и в лабораториях Эрнста Резерфорда).
Этот метод, как мы теперь можем сказать, вполне применим для определения полония, поскольку тот является почти "чистым" альфа-излучателем. Только один из 90 тысяч распадов (0,0011%) сопровождается гамма-излучением с энергией около 0,8 мегаэлектронвольт (МэВ). Альфа-частицы полония с энергией 5,3 МэВ полностью поглощаются 4-сантиметровым слоем воздуха. Чтобы их полностью задержать, достаточно тончайшей алюминиевой фольги или даже бумаги.
То есть, препарат полония можно пронести через любой контроль, - до стандартных современных датчиков бета- и гамма-излучения, сцинтилляционных или полупроводниковых, альфа-частицы не долетят, а ничтожный "выход" гамма-лучей можно измерить только на специальных высокочувствительных детекторах.
Гамма-лучи - нейтральные кванты электромагнитного излучения - хорошо проходят через вещество. Гамма-квант можно обнаружить, когда он провзаимодействует с веществом и породит заряженную частицу, выбив электрон или породив электрон-позитронную пару. Гамма-лучи от определённого радиоактивного превращения имеют постоянную энергию, по ним можно идентифицировать само вещество. Это любимый инструмент аналитиков.
Отрицательно заряженные лёгкие бета-частицы, - электроны, - взаимодействуют с веществом на всём пути, но слабее, чем альфа-частицы: лёгкий электрон быстрее пролетает через материал и не успевает создать плотный "трек" ионизации, в котором оказываются разрушены молекулы, повреждена структура вещества. Кроме того, энергия бета-частиц при одном типе распада может быть в интервале от нуля до максимального значения (остальную часть энергии уносит неуловимое нейтрино). Для качественного анализа, "светит - не светит", подойдёт, - ведь энергии бета-частицы обычно хватает, чтобы преодолеть тонкий корпус детектора излучения, а сами такие детекторы (в отличие от полупроводниковых гамма-радиометров) дёшевы.
Альфа-излучение полония-210 поглощается слоем тканей человека толщиной в одну двадцатую миллиметра. То есть, попав в какой-то орган, полоний не "размазывает" своё воздействие на окружающих, близлежащих тканях, но на месте "выжигает" всё. Полоний отнюдь не полезен для человеческого организма, - это тоже печальный опыт работы Марии Кюри.
Но определять альфа-излучение стандартными современными радиометрами, повторю, сложно.
*****
Уже в середине прошлого века были получены количества полония, достаточные для исследования его физических свойств.
Колоссальная плотность энерговыделения сделала полоний-210 заманчивым изотопным источником энергии, - такой стоял на "Луноходе". Чтобы полоний не расплавился, его использовали в сплаве со свинцом.
Плотность излучения такова, что только что синтезированные органические соединения полония тут же обугливаются. Треки альфа-частиц, - компактные области, в которых те отдают свою энергию веществу, - разрушают вещество.
Полоний сильно "пылит", причём отдача при альфа-излучении делает частицы аэрозоля весьма подвижными. Удержать его в замкнутом сосуде затруднительно: давление там растёт как за счёт накопления образующегося из альфа-частиц гелия, так и за счёт продуктов инициированных излучением реакций. Попав на стенку сосуда, полоний нарушает её прочность. Стеклянные стенки, бомбардируемые альфа-частицами, становятся хрупкими.
Полоний легко усваивается организмом человека, но обратно почти не выводится, - вместе с прочими особенностями это делает его одним из наиболее радиотоксичных элементов. Производственные участки, на которых работают с полонием, должны быть соответствующим образом оборудованы и защищены.
*****
Но зачем вообще работать со столь страшным веществом?
Нам показали небольшие металлические диски, на которые нанесено микроскопическое количество полония, - ионизирующее излучение помогает снимать статические заряды в аппаратуре. Такие "изделия" находятся в свободной продаже, чуть ли не в Интернете. Именно стоимость подобных устройств, из которых можно было бы собрать полония "на одного Литвиненко", и дала итоговую сумму в почти тридцать миллионов долларов. Но это всё равно что соскребать серу со спичек для изготовления "адской машины" и последующего включения в смету затрат на обсеривание, - вряд ли кто-то будет делать так. "Заводской" полоний гораздо дешевле.
Главное применение полония основано на том, что его альфа-частицы способны выбивать нейтроны из ядер бериллия. Полоний-бериллиевые источники нейтронов, мощные и компактные, используются в ядерной технике, включая оружие. Именно этот аспект полониевой программы Ирана обеспокоил МАГАТЭ, а вовсе не перспектива новых отравлений.
*****
Но если налажено массовое производство полония, возникает другой соблазн: сделать нечто маленькое, простое, необнаружимое и смертельное.
В "угрожаемый период" незаметно завезённый препарат полония, будучи распылен в замкнутом объёме, - на станции метро или в командном бункере, - вызовет у его обитателей неизлечимую острую лучевую болезнь. Как у Литвиненко. Тот, кто применяет это "оружие", может закрыться респиратором. Впрочем, в разведывательно-диверсионные группы входят одноразовые люди. Их задача - применить или обезвредить "оружие судного дня", по сравнению с этим жизнь человека не ценилась. Вот о таких полониевых "специальных средствах" за последние полгода писали. Впрочем, эти разработки остались во временах "холодной войны".
*****
В природе полоний настолько рассеян, что добывать его "методом Кюри" просто бессмысленно. Его получают путём трансмутации в высокопоточных ядерных реакторах из висмута-209. В любом случае, эта технология, - и реактор, и радиохимическое производство, и специализированный участок по работе с готовым "спецпродуктом", - столь масштабна, что никакие бандиты и олигархи не способны её освоить или спрятать. Только государства.
*****
И последнее.
Любой химический яд остаётся в организме отравленного, в виде остатков исходного вещества или продуктов реакции. Его можно определить даже через долгое время после отравления. Радиоактивное вещество распадается, - за десять периодов полураспада в тысячу раз, - и спустя какое-то время даже эксгумация не поможет.
*****
Что в итоге?
В прошлом году про полоний знали, что он высокотоксичен, не выводится из организма, вызывает неизлечимые отравления, а затем полностью распадается. Кроме того, ни препарат полония, ни возможные загрязнения не фиксируются стандартной радиометрической аппаратурой. Перед нами - идеальный убийца-невидимка!
Это знали "заказчики", для которых в своё время делались различные "изделия".
А вот про то, что полоний практически невозможно удержать в маленькой капсуле, что при работе он вырывается из тонкостенных сосудов, "пылит" и "пачкает" всё вокруг, что его микрочастицы весьма подвижны, - про это знали только специалисты пенсионного и предпенсионного возраста.
То есть невозможно кого-то "метить полонием для грядущего использования в политическом скандале" и не оставить собственный след. Того, кто смог бы это сделать, нужно было бы произвёсти в лаборанты десятого разряда. Да вот беда: высший разряд - восьмой, и людей таких нет.
В любом случае полониевый след останется.
