Элементы, о которых говорится в этом разделе, были открыты только благодаря появлению чувствительного метода анализа. Следует ли из этого, что они в природе существуют в ничтожно малых количествах? Если познакомиться с данными о распространенности элементов в земной коре, то мы придем к неожиданному выводу. В 1 т пород, составляющих земную кору, содержится в среднем 300 г рубидия, т.е. этот элемент встречается значительно чаще таких известных металлов, как никель (80 г/т), медь (70 г/т) и свинец (16 г/т). Цезия в земной коре содержится 7 г/т, но и это намного больше содержаний урана (4 г/т) или брома (1,6 г/т). То же относится к таллию (0,6 г/т) и индию (0,1 г/т), которые по распространенности превосходят, например, палладий (0,01 г/т), платину и золото (по 0,005 г/т).Почему же рубидий, цезий, индий и таллий носят название редких металлов? В первую очередь потому, что они, как правило, не образуют собственных минералов. Мы не знаем даже таких минералов, в которых эти элементы были бы представлены в значительных количествах. В то же время рубидий и цезий встречаются в соляных месторождениях, а таллий — в слюдах и многих сульфидных рудах, например в пирите. При обжиге пиритов в сернокислотном производстве таллий улетучивается и оседает в свинцовых камерах в виде шлама (там, собственно, и нашел его Крукс).
В защиту репутации этих четырех «редких» металлов можно сказать еще вот что. Долгое время они представляли лишь академический интерес. Но научно-технический прогресс открыл и перед этими металлами новые области применения. Теперь они стали «современными».
Рубидий и цезий успешно применяют в фотоэлементах. Известны цезиевые атомные часы, принцип действия которых основан на исключительном постоянстве колебаний атомов цезия. Индий применяют в качестве компонента для сплавов. Например, добавка 4 % индия в подшипниковые сплавы на основе свинца значительно повышает коррозионную стойкость и долговечность этих сплавов. Во время второй мировой войны большая часть производимого индия использовалась ДДя получения предотвращающих коррозию покрытий на никелькадмиевых и медносвинцовых деталях подшипников самолетов и военных кораблей. Индий выступает в роли компонента и в магнитных сплавах.
В последние годы индий высокой чистоты приобрел большое значение также в полупроводниковой технике. Он необходим для создания гетер переходов в германиевых транзисторах. Все большее применение находят интерметаллические полупроводники арсенид индия и антимонид индия. В ядерной технике тоже применяют индий, в частности для обнаружения нейтронов.
При бомбардировке нейтронами получается индий-116, дающий 0-излучение (индий представляет собой смесь двух устойчивых изотопов: 95,8 % индия-115 и 4,2 % индия-113). Если такое излучение улавливается датчиками, значит, в реакторе происходит утечка нейтронов.
Таллий, как и индий, имеет множество областей применения в современной технике, хотя спрос на него и невелик. Этот металл применяют в качестве компонента подшипниковых сплавов, которые по своим свойствам значительно превосходят оловянные подшипниковые сплавы; благодаря этому удается экономить дорогое олово. Таллиевые амальгамы имеют низкие температуры плавления. Ртуть с 8,5 % таллия плавится при —60°С, поэтому такую амальгаму можно применять в низкотемпературных термометрах. Многогранно применение изотопов таллия. Изотоп с атомной массой 204 служит источником – излучения при исследованиях материалов. С его помощью можно, например, определять толщину свинцовых или оловянных покрытий на железе. В бумажной промышленности этот изотоп можно применять в профилемерах, непрерывно контролирующих толщину бумажной полосы.
Таллий-205 предлагали применять в качестве охладителя для ядерных реакторов. Известно, что в фотоэлементах и фотосопротивлениях применяют селен. С его обязанностями хорошо может справляться и сульфид таллия, который после соответствующей обработки кислородом приобретает необходимые электрические свойства. В сухих селеновых выпрямителях прокладкой между полупроводником (селеном) и противоэлектродом может служить накладываемый на полупроводник слой таллия. Применяется таллий и в светотехнике. Активированные таллием и марганцем красные светящиеся краски на основе пирофосфата кальция долговечны и обладают высоким качеством.
Но мы перечислили те области применения таллия, которые не требуют больших его количеств. Основная масса производимого таллия в виде ядовитого сульфата служит для производства различных средств борьбы с вредителями. Как долго это будет продолжаться, трудно сказать – ведь технический прогресс рано или поздно предложит таллию новые сферы деятельности. Мы уже часто с вами убеждались, что в науке не бывает ничего неожиданного, точнее вся история науки – это история о том, как неожиданное становится обычным.
