Радий знаменит тем, что является одним из самых радиоактивных элементов на Земле: уровень облучения от одного грамма металла примерно такой же, как от тонны урана. Более того, если держать образец в герметично закрытом сосуде, его радиоактивность со временем возрастает. Волею судеб организатор производства радия в СССР и Горный институт Санкт-Петербурга были связаны между собой долгие годы, но обо всем по порядку.
О Мари и Пьере Кюри сегодня знает весь мир. На рубеже XIX и XX веков они стали первооткрывателями радиоактивности и авторами самого термина, за что получили Нобелевскую премию и мировую славу. Французская пара выяснила, что отходы, остающиеся после выделения урана из руды, более радиоактивны, чем чистый уран. Из них супруги Кюри после нескольких лет интенсивной работы выделили два новых химических элемента - полоний и радий.
Открытие произвело переворот в научном мировоззрении, поставило перед жизнью и техникой практические задачи совершенно нового рода, вызвало создание науки, отличной от физики и химии,— учения о радиоактивности. Значение лучистой материи обозначил на общем собрании Академии наук академик Владимир Вернадский:
«Перед нами открываются в явлениях радиоактивности источники атомной энергии, в миллионы раз превышающие все те источники сил, которые рисовались человеческому воображению… Для нас совсем не безразлично, как будут изучены радиоактивные минералы России… Теперь, когда человечество вступает в новый век лучистой энергии, мы, а не другие, должны выяснить, что хранит в себе в этом отношении почва нашей родной страны».
На тот момент исследования радиоактивности в СССР пребывали в состоянии начального организационного периода. Перед учеными поставили стратегически важные задачи: приступить к систематическому изучению проявления радиоактивности в природе и оценить перспективы получения радия опытным путем.
Для справки: Добыть чистый радий в начале XX века стоило огромного труда. Мария Кюри трудилась 12 лет, чтобы получить крупинку чистого радия. Для 1 г необходимо было несколько вагонов урановой руды, 100 вагонов угля, 100 цистерн воды и 5 вагонов разных химических веществ. В мире не было более дорогого металла: 1 г радия стоил более 200 кг золота.
При Академии наук была создана Радиологическая лаборатория, однако ученых, обладающих опытом работы в научной области, в стране не существовало. Тем самым специалистом, которого так недоставало ведомству, оказался Леонид Николаевич Богоявленский, очень кстати вернувшийся из Франции после революции. В течение нескольких лет в Париже он заведовал отделом фракционирования солей бария-радия — финишной стадии производства по извлечению радия. Причем трудился на Заводе Жака Данна – ближайшего коллеги супругов Кюри.
Леонид Богоявленский родился в 1881 году в Тверской области. Он происходил из дворянского рода Сабанеевых и приходился правнуком знаменитому генералу Ивану Васильевичу Сабанееву, который участвовал в швейцарском походе Суворова, сражался у Чертова моста и совершил героический переход через Альпы. Предок химика был близко знаком с Пушкиным, занимал должность генерала при штабе Кутузова и начальника штаба армии Барклая-де-Толли. Сегодня рядом с портретом последнего в Галерее героев 1812 года в Эрмитаже располагается и портрет Ивана Васильевича. В свое время такая родословная спасла жизнь Леониду Николаевичу.
Он учился в Дерптском университете и Киевском политехническом институте. Увлекшись революционными идеями, молодой человек вступил в партию эсеров. Он подвергался аресту и даже успел посидеть в тюрьме. В результате в 1906 году вынужденно покинул Россию как политический эмигрант. Обосновавшись во Франции, юноша продолжил образование в знаменитом Сорбонне и Тулузском университете, где стал учеником нобелевского лауреата Поля Сабатье. Получив звание инженера-химика, Богоявленский поступил на работу в лабораторию при Заводах братьев Данн.
В Химическом отделе Высшего совета народного хозяйства (ВСНХ) молодой ученый занялся организацией работ по получению русского радия. В 1917 году совместно с другим талантливым химиком Виталием Хлопиным, впоследствии одним из основоположников советской радиохимии, разработал метод добычи радия из остатков руды. Дело оставалось за сырьем.
Богоявленский знал, что в Петрограде имеется небольшое количество радиоактивной руды, принадлежавшей частной компании «Ферганское общество по добыче редких металлов». Одновременно ею заинтересовались ученые Германии, где также активно шли опыты по производству радия. В срочном порядке в Берлине было учреждено Международное общество, куда на правах пайщика влилось Ферганское общество. Сырье практически перешло в руки немцев, и лишь война с Германией помешала отправить его. Однако существовал риск, что ценную для науки руду дельцы все-таки вывезут окольными путями.
Чтобы предотвратить это, Богоявленский обратился в Совнарком, напрямую к заведующему отделом химической промышленности Льву Карпову. Он рассказал о хранящихся остатках переработки среднеазиатских урановых руд, содержащих радий. Карпов был впечатлен профессиональным уровнем специалиста и его беспокойством за судьбу отечественной науки. Он предложил Леониду Николаевичу пост заведующего секцией радиоактивных металлов в отделе химической промышленности ВСНХ, а также наложил секвестр на сырье, принадлежащее «Ферганскому обществу».
12 июля 1918 года руду погрузили в тринадцать вагонов и в сопровождении Богоявленского отправили на Березниковский содовый завод в Пермскую губернию, где огромные запасы соды можно было использовать для переработки остатков и извлечения радия. На предприятии он столкнулся с сопротивлением со стороны местного руководства. Только личная помощь Владимира Ленина и его телеграмма позволили приступить к работе:
«Предписываю Березниковскому заводу немедленно начать работы по организации радиевого завода согласно постановлению Высшего совета народного хозяйства. Необходимые средства отпущены Совнаркомом. Работы должны вестись под управлением и ответственностью инженера-химика Богоявленского, которому предлагаю оказать полное содействие».
За несколько месяцев ученый составил проект предприятия, создал промышленную установку и приступил к переработке сырья. Однако вмешалась гражданская война - в декабре войска Колчака заняли Пермь и Березники. Осознавая весь риск, химик не захотел бросать производство. Вот здесь ему и пригодилось дворянское происхождение - белые офицеры увидели блестяще воспитанного, свободно владеющего французскими и английским языками эрудита, и сразу признали в нем человека своего круга. Для Леонида Николаевича главным оставалось только такое фундаментальное и прогрессивное событие, как добыча радия. За ширмой производства мыла и спирта он втайне продолжал заниматься наукой.
Лишь в ноябре 1919 года, когда красноармейцы дошли до Томска, где в это время находился ученый, он смог в письме сообщить Академии наук, что еще жив. Подозрительность чекистов разбила в пух и прах комиссия ВСНХ, которая прибыла в Березники для установки истинного положения дел. Там она обнаружила спасенное специалистом сырье и оборудование завода, а также три ампулы с солями радия, которые он смог добыть и перед отправкой передать в надежные руки.
В 1919 году по заданию Геолкома он возглавил экспедицию на Алтае. В Кулундинских степях Леонид Николаевич по аналогии с геодезической и геологической съемками провел первую в стране радиометрическую съемку, впоследствии став основоположником нового направления науки и автором первого в СССР курса радиометрии. Его термины и методы разведки полезных ископаемых были приняты в отечественной и зарубежной геологии.
Вернувшись в Петроград в 1921 году, Богоявленский оказался нарасхват среди научных ведомств и институтов.
Ученый выбрал легендарный вуз страны – Горный институт, где в течение нескольких десятилетий воспитывал новых специалистов для минерально-сырьевого комплекса.
Одновременно химик работал в Радиевом институте РАН и Главной палате мер и весов, где руководил радиологической лабораторией. Во ВНИИМ он организовал работы по получению зелёной окиси урана, на основе которой были разработаны образцовые меры содержания урана-элемента. Этими мерами снабжались все геологические экспедиции страны, занимающиеся поисками урановых месторождений. Там же им были созданы эталоны единицы массы радия и единицы радиоактивности.
Богоявленский продолжал активно участвовать в полевых работах. В 1926–1927 годах в составе Северной экспедиции АН СССР он обнаружил радий в нефтяных пластовых водах неподалеку от города Ухта, следствием чего явилась организация промышленной добычи радия.
В годы Великой Отечественной войны ученый оставался в осажденном городе. В лабораториях вуза он проводил эксперименты по изготовлению светящихся красок, начатые им еще в студенчестве во Франции. Под его руководством были разработаны специальные составы, которыми в условиях светомаскировки покрывали шкалы, указатели, надписи и опознавательные знаки на военных (крейсер "Киров") и гражданских объектах. Все жители блокадники помнят значки-"светлячки", которые прикреплялись к одежде и помогали передвигаться по городу в полной темноте. Они не были заметны с воздуха и не привлекали внимание вражеской авиации.
Леонид Богоявленский скончался 25 января 1943 года.
Дело его жизни – радий – в начале XX века был воспринят исследователями всего мира как философский камень. Они чувствовали, что перед ними одна из величайших тайн природы и мощнейший источник энергии. Металл применяли в самых разных областях быта, науки и техники – добавляли в крема, парфюмерию, шоколадки и даже хлеб. Именно массовое производство привело к пониманию вредности радиации: в 20х—30х годах начались заболевания работников профильных предприятий. Позже выяснилось, что влияние радиации на организм зависит от его дозы.
С появлением ядерной энергетики и ускорительной техники потребность в радии отпала: появились новые источники изотопов с гораздо более контролируемым спектром излучения и временем полураспада. К тому же гораздо более дешевые, чем чистый радий.
В настоящее время металл применяют для кратковременного облучения при лечении злокачественных опухолей и в компактных источниках нейтронов. Один из изотопов элемента №84 - полоний-210 - используют для производства мощных и компактных источников тепла для автономных установок на космических кораблях.
