К сожалению, термоядерный синтез очень капризен. Технологии стабилизации его режима отлаживаются уже полвека – и конца-края не видно. Работы по созданию международного экспериментального реактора были заморожены на десять лет не только под давлением нефтяного лобби – сказалось и массовое разочарование невыполнением предыдущих обещаний учёных.
Конечно, рано или поздно все трудности будут преодолены – просто потому, что общее их количество ограничено, а природа не изобретает новых. Но когда и как это случится – пока невозможно предсказать. Поэтому нужно заранее построить несколько промежуточных ступеней, способных поддержать мировую экономику, когда нефтегазовая ступень начнёт проваливаться (ибо запасы органического топлива, хотя и несравненно выше панических прогнозов, но всё же исчерпаемы), а термоядерная ещё не поднимется на должную высоту.
Реакторная зона, созданная всеми развитыми странами и работающая в их общих интересах – ступень очевидная, надёжная и сравнительно легко возводимая. Заняться её созданием должны и Европейский Союз, и Китай с Индией. Это – в их собственных интересах. И экономических, и политических: в наши дни долгосрочная стабильность – самостоятельная ценность.
На многие десятилетия вперёд зона закрепит за Казахстаном и Россией статус научных центров и энергетических сверхдержав, обеспечит опору для разнообразнейшего развития. Но это – лишь побочный эффект. Очень выгодный для нас – и ни в коей мере не обесценивающий проект в глазах партнёров.
Несомненно, наступит время, когда эта ступень тоже станет анахронизмом и будет отброшена, чтобы обеспечить дальнейший разгон экономики. Но пока её ещё предстоит построить и запустить. Займёмся же этим сегодня!
Великий советский геохимик и минералог академик Александр Евгеньевич Ферсман называл редкие металлы витаминами металлургии. Неудивительно, что столь ценные химические элементы не раз оказывались предметом не только тактических игр, но и стратегических манёвров.
КИТАЙ СТРАТЕГИЧЕСКИ КОНТРОЛИРУЕТ МИРОВУЮ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Буквально за несколько дней до передачи в редакцию окончательного текста этой книги, 13-го марта 2012-го, информационное агентство Reuters сообщило:
«Европейский Союз и Япония присоединились к США и подали иск против Китая во Всемирную торговую организацию (ВТО) из-за сокращения экспорта редкоземельных металлов.
«Ограничения Китая на редкоземельные металлы и другие продукты нарушают правила торговли и должны быть отменены. Эти шаги ущемляют права наших производителей и потребителей в Евросоюзе и по всему миру», – заявил еврокомиссар по торговле Карел де Гюхт.
На Китай приходится 97% мировых запасов редкоземельных металлов, которые необходимы для производства радиоэлектроники, оптики, мобильных телефонов и компьютеров.
И это первый случай, когда Евросоюз, США и Япония подали совместный иск в ВТО. Участие Японии в данном разбирательстве вызвано тем, что она является крупнейшим потребителем редкоземельных металлов.
Пекин заявляет, что введение квоты на экспорт сделано для того, чтобы уменьшить вред окружающей среде и не допустить исчерпания ресурсов.
Крупнейшие экономики в свою очередь заявляют, что введение запрета на экспорт приведёт к резкому скачку цен».
В качестве первой иллюстрации важности международного спора – история одного элемента, по многим химическим свойствам сходного с так называемыми редкоземельными металлами (РЗМ). В это семейство в строгом смысле слова включены только 15 очень похожих друг на друга элементов, идущих в таблице Менделеева подряд, начиная с лантана. Их подразделяют на две группы: иттриевую (тяжёлые РЗМ), включающую гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций, и цериевую (лёгкие РЗМ) – лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий и европий. Диапазон их распространённости в земной коре довольно широк: от 0,003% по массе для лантана до 0,00008% для тулия и лютеция. О них подробнее расскажем ниже. Но зачастую к редкоземельным причисляют и ещё два довольно сходных как химически (ибо находятся в той же третьей колонке таблицы Менделеева), так и физически: иттрий и тему этого рассказа – скандий.
Это металл (как большинство металлов, в чистом виде серебристого цвета). Плотность немногим больше, чем у алюминия. Но при этом температура плавления приближается к температуре плавления стали. Этого металла на планете в 60 раз больше, чем серебра, чуть меньше, нежели свинца, и почти в 500 раз больше, нежели ртути, тем не менее, на мировом рынке этот металл дороже золота.
В начале 1869-го года гениальный русский учёный Дмитрий Иванович Менделеев разослал по всем научным учреждениям страны и зарубежья «Опыт системы элементов, основанный на их атомном весе и химическом сходстве». Эта работа ещё не была периодической системой, с которой каждый из нас познакомился в виде знаменитой таблицы в школьном кабинете химии – наглядное табличное представление появилось только через два года.
Но что важно: в этой таблице стояли пустые клетки для 21-го, 31-го и 32-го элементов, причём в них были уже вписаны, например, вычисленные теоретически атомные веса и многие свойства неизвестных веществ. Элемент 21 Дмитрий Иванович назвал экабором, исходя из того, что он следует под элементом «бор», а слог «эка» – производное от санскритского «один». 31-й и 32-й элементы получили условные названия «экасицилий» и «экаалюминий».
В том же году Менделеев теоретически вычислил и весьма подробно описал все ключевые физические и химические свойства трёх «пустых» элементов.
Уже при жизни Менделеева – всего через 8 лет после публикации его таблицы – шведский химик Нильсон, работая над выделением редкоземельного элемента иттербия, случайно обнаружил новый редкоземельный элемент. Его свойства удивительным образом совпадали со свойствами описанного Менделеевым экабора. В честь своей родины Нильсон назвал этот элемент скандий.
В 1875-м году открыт элемент галлий – тот самый экаалюминий, а в 1886-м году – германий – экасицилий. Далее по предсказанию Менделеева уже после его смерти – в 1920-х годах – открыты рений и гафний.
Скандий воистину стал крылатым металлом XXI века. Дело в том, что крошечные добавки его к алюминию резко изменяют свойства сплава. Скандий очень дорог из-за трудности добычи, но на легирование алюминия его нужно так мало, что затраты более чем окупаются. Например, примесь 0,1–0,3% скандия увеличивает прочность и теплостойкость алюминиевых сплавов в 3–4 раза, причём они становятся способны к свариванию. В частности, обшивка советского космического челнока «Буран» сделана из алюминий-скандиевого сплава. Такие сплавы очень удобны в конструкциях самолётов, ракет, скоростных поездов и автомобилей.
Скандий повышает и радиационную стойкость многих соединений. В производстве компьютеров используют синтетические гранаты германий-гадолиний-скандиевого состава. Эти же гранаты – но с добавкой неодима и меди – основа многих видов мощных лазерных установок.