День второй. Арсенид галлия

В папке с делом – ничего сверх пересказанного Таксистом и Шепардом. Ксерокопии документов Слендера. В том числе – его пропуска в НИИМОРТ, на котором значилась должность – начальник лаборатории ЛУНА. Ошибочное заключение о причинах его смерти от холеры. Информационный листок о ситуации с холерой в Астрахани. Наверное, как обоснование ошибки. Положительный результат экспертизы на мышьяк. Эксперты оценивают дозу, попавшую в организм покойного, в 67 мг, что нормально, хотя и ближе к нижнему пределу для смертельной дозы – считается, что она от 50 до 170 мг. Но инженер был худощав, да и роста небольшого, если не сказать маленького, здоровье имел неважное, в общем, ему хватило. Тем более, что лечили-то его от холеры. Версия с гранозаном: протокол допроса вдовы, в котором слова о гранозане выделены жёлтым маркером, результаты обыска дачи, результаты экспертизы порошка из пакета в коробке с этикеткой «Гранозан», фото этикетки, описание свойств ядохимиката. Поскольку ртуть в мышьяк не превращается, это версия для галочки. Всего в папке несколько листочков. Списка подозреваемых нет.

Полюбовавшись на результаты трудов Таксиста, звоню в справочный отдел, выясняю рабочий телефон лаборатории ЛУНА (что бы это ни значило) в Научно-исследовательском институте МОРТ, звоню коллегам Слендера, прошу выписать мне пропуск и отправляюсь с ними беседовать.

Оказывается, ЛУНА – это «лаборатория умных наноаппликаций». Впрочем, что это такое, я расспрашивать не стал. Беседует со мной заместитель Слендера, Амфибрахий Аполлинариевич Бир. То ли отец, обиженный за своё имя на родителей, отыгрался на сыне, то ли все Биры стремились компенсировать длиной имени короткую фамилию, но факт, что с именем ему не повезло. Зато внешность в точности соответствует фамилии: толстощёкая физиономия и здоровенное пивное брюхо. Уж не съел ли заместитель начальника лаборатории? Шутка вышла циничная, и вслух я её, разумеется, не произношу. Тем более что гражданин А.А. Бир рассказывает много полезного по интересующей меня теме.

Мышьяк у них в опытном производстве есть. Правда, не сам по себе, а в виде полупроводникового материала, арсенида галлия. Формула GaAs, соответственно, мышьяка в нём половина, по атомному составу. По весу? Ну, надо посчитать… Атомарный вес у мышьяка 74,921, у галлия 69,723, значит… мышьяка 51,8%, галлия 48,2%. Тоже почти пополам. Можно ли сказать, что всё же мышьяка больше? Ну да, если очень нужно, то можно, конечно. Всё-таки на 3,6%… Интересно, товарищ поддаётся даже лёгкому давлению. Практически шуточному. По контрасту, покойный начальник должен был быть человек-кремень.

Оксид мышьяка? (Я спрашиваю, так как именно им травились в Средние века, и именно он назывался тогда «мышьяк»). Нет, не применяется, но его, вероятно, легко сделать…

Сам знаю, что легко, читал. Запутался только с дозами: для мышьяка указана смертельная доза, а для оксида – какая-то полулетальная. Пришлось и с ней разбираться, а то до сих пор я не имел дела с отравлениями, специфики не знаю. И сперва не понял – это доза для доведения до полумёртвого состояния, что ли?.. Оказалось, нет, для гибели половины из тех, кто получил такую дозу. Забавно, оказывается, поваренная соль более ядовита, чем спирт, а парацетамол ядовитее какого-то производного каннабиса, аспирин и кофеин для крыс хуже мышьяка чуть ли не вчетверо. Белый фосфор, который мы в детстве получили в пробирке, нагревая красный фосфор без доступа воздуха, а красный наскребли в пробирку со спичечного коробка, и потом при открывании он сгорал, так он, оказывается, опаснее синильной кислоты. А ведь из него, кажется, делали светящуюся краску для стрелок и делений часового циферблата в «командирских» наручных часах. Стрихнин на порядок хуже мышьяка, здравствуй, химия, ты опаснее алхимии. Впрочем, может, стрихнин тоже ещё алхимики изобрели? А хуже всего ядерная физика (протактиний), перед ней биология (ботулотоксин). Что касается мышьяка и оксида мышьяка, они в таблице рядом, 0,013 и 0,014 г/кг веса крысы. Хм, и как это сочетается со смертельной дозой 50-170 мг? Скажем, при весе 80 кг 0,013 г/кг означает примерно грамм для полулетальной дозы, что в двадцать раз больше минимальной летальной и в шесть раз больше максимальной летальной, указанной для мышьяка. Как это?! А, полулетальная ведь для крыс. Значит, для крыс мышьяк – ирония названия – на порядок или два менее ядовит, чем для людей… Но это если металлический мышьяк крысе именно колоть. При проглатывании он для неё вчетверо менее ядовит, чем парацетамол. А вот оксид мышьяка и при проглатывании так же смертоносен. Впрочем, неизвестно, отравлен Слендер чистым мышьяком или каким-то его соединением, и, если так, то каким. Ну ладно, там ведь Бир что-то говорит?..

…Но ему об оксиде ничего неизвестно, если кто-то его изготовлял. Да, нужно сказать, кроме обычного мышьяка у них время от времени бывал ещё и радиоактивный. У мышьяка известны 33 изотопа и 10 возбуждённых состояний ядерных изомеров. Стабилен только основной изотоп, у которого в ядре 75 нуклонов, весь природный мышьяк из него и состоит. Но можно создать искусственно другие изотопы, например, ⁷³As с периодом полураспада 80,3 суток и ⁷⁴As, 17,77 суток. У остальных это время меньше, от десятков часов до микросекунд. Они использовали в исследованиях равномерности распределения мышьяка в полупроводниковых приборах небольшие количества ⁷¹As с периодом полураспада 65,26 часа. Им его передавали коллеги из института ядерной физики. Его добавляли к основному веществу вместе с соответствующим количеством галлия, плавили, перемешивали, выращивали кристаллы, делали полупроводниковые приборы и смотрели локализацию источников радиации. Откуда вообще может взяться неравномерность? Ну, по причинам физического или химического характера. Например, при окислении поверхности кислородом воздуха возникает, в основном, как оказалось, слой оксида галлия, в котором оксида мышьяка существенно меньше. Мышьяк частично испаряется, частично остаётся на границе раздела окисного слоя и основного материала в свободном виде. Очевидно, галлий активнее соединяется с кислородом, чем мышьяк, частично вытесняя последний из этого процесса. Или, скажем, если создаётся прибор, в котором арсенид галлия контактирует с антимонидом индия… антимонид индия – тоже полупроводник, соединение индия и сурьмы, формула InSb… то тут будут взаимодействовать уже не три химических элемента, как при окислении арсенида галлия, а четыре, кто знает, какие процессы сегрегации возникнут. Нет, пока такие исследования только запланированы, и он просит об этом нигде не распространяться. Нет, разумеется, радиоактивный мышьяк опаснее стабильного, и обращение с ним ещё более строгое, и Марк Захарович за этим тщательно следил. Он вообще очень ответственный и надёжный специалист. Был. Кроме того, из их лаборатории никто больше не отравился, да и он – в Астрахани, а здесь с арсенидом галлия и радиоактивным мышьяком имели дело несколько человек. Многие гораздо ближе с ними соприкасались, согласно своих должностных обязанностей, чем начальник лаборатории. Источник отравления должен быть где-то вне работы. Но если у уважаемого следователя возникнут какие-то более определённые подозрения, можно их обсудить.

Откуда же у меня определённые подозрения возникнут, до обсуждения-то?

Поговорили на общие темы, касающиеся жизни покойного.

Бир его очень хорошо знал. Дружили ещё с универа, были там в одной группе, физики твёрдого тела. Да, студенты с удовольствием шутили по поводу этого названия. У всех, кто там учится, твёрдые тела и прочее. На самом деле имеются в виду, в основном, кристаллы всякие, в отличие от физики, скажем, жидкостей и газов. На самом деле в кристаллах тоже много всего происходит, не такие уж они и твёрдые. И с самого начала всё происходящее определяется законами квантовой физики. Не только ток по кристаллам протекает, кстати, он бывает не только электронный, но и дырочный, причём дырки – это не просто такие себе места с отсутствием электронов, это полноценные квазичастицы, с определённой массой. Более того, могут сразу два типа дырок присутствовать, имеющих разные массы, и на эффекте их взаимодействия делаются генераторы сверхвысокочастотных колебаний, так называемые диоды Ганна. Да что там дырки! Находясь в кристалле, электрон взаимодействует с периодическим потенциалом кристаллической решётки, в результате его масса меняется, так что он, строго говоря, тоже становится квазичастицей. А как же? Ведь его свойства, как частицы, определяются кристаллической решёткой. А на пэ-эн переходе, то есть стыке полупроводников с электронной и дырочной проводимостью, делаются приборы, позволяющие управлять токами: переключать, усиливать. Они могут быть очень маленькими и многочисленными, из них-то и конструируются те самые микросхемы, что работают в компьютерах, сотовых телефонах, навигаторах, роботах, стиральных машинах и так далее. Кроме электронов и дырок, в кристаллах много квазичастиц бегает, фононы, например, это такие кванты звука, как фотоны – кванты света. Ну и атомы мигрируют по кристаллу, и у каждого свой коэффициент диффузии. Диффузия описывается отнюдь не тремя законами динамики Ньютона, но свои закономерности у неё есть. А кроме атомов – разнообразные дефекты кристаллической решётки способны передвигаться. В общем, жизнь кипит. Плюс к тому студентам надо изучать методы исследования этих самых кристаллов, а среди них есть очень сложные, воплощённые в хитро устроенных научных приборах. Знаете шутку про спирт, выписанный для протирки оптической оси? Шутка в том, что оптическая ось – не реально существующий объект, а геометрический, это ось симметрии линзы, и протереть её нельзя, спирт, стало быть, выпили. Так вот, у кристаллографов есть аналогичная шутка про протирку спиртом сферы Эвальда. Эта штука не существует в ещё большей степени, чем оптическая ось. Как это возможно, если и та не существует? Сфера Эвальда располагается не в пространстве кристаллической решётки, а в так называемом обратном пространстве. Искусственно и чисто теоретически сконструированном. Служит для расчёта расположения вполне реальных рефлексов рентгеновского луча, проходящего через исследуемый кристалл. По ним можно определить, что это за кристаллическая решётка и всякие другие вещи, скажем, подвергается ли она механическим напряжениям, много ли в ней дефектов и так далее. Короче, нельзя сказать, что физика твёрдого тела проще физики жидкостей и газов, хотя, казалось бы, если атомы более-менее зафиксированы в узлах кристаллической решётки, с ними как-то всё должно быть более определённо, чем если они могут устремиться куда-то в виде течений и завихрений. Однако в кристалле течения тоже возможны, например, упомянутые фононы, квазичастицы упругих колебаний решётки, могут образовывать фононный газ, со своими течениями. Ну и, разумеется, при протекании тока электроны тоже часто называют электронным газом за сходство свойств.

Марк физику твёрдого тела знал очень хорошо, и приборы для научных исследований тоже, кроме того, у него была практическая изобретательская жилка, без которой в России никуда. Советские учёные, говорят, именно за это ценились за рубежом. Пока тамошний специалист напишет заявку на поиск неисправности, наш уже определит сгоревшую в приборе деталь и закажет новую, а пока её нет, заменит на что-то, сляпанное на коленке. Потому что жизнь в условиях недофинансирования приучила. Впрочем, это слухи, сам Бир за рубеж не выезжал, тем более, там не работал. И Марк тоже. В качестве примера, не имеющего отношения к их засекреченной работе – Марк сделал дроболитный станок. Он не охотник, это Бир охотник. Ну так, изредка выкраивает время. Как-то пожаловался другу на то, что английская дробь, самая лучшая, очень дорогая. Дробь делается так: капли расплава свинца, получающиеся при протекании через пластину с дырочками, падают в дроболитной башне и охлаждаются на лету воздухом. Башня требуется высоты 30-45 метров. В принципе, можно уменьшить требуемую высоту, если создать встречный поток воздуха мощными вентиляторами, но всё равно это не портативная установка. На дому такое не устроишь. Марк придумал отверждать дробь в жидкости, капая в неё свинец, наоборот, с совсем небольшой высоты. Вода тут не подходит, нужно более быстрое охлаждение, а то капли не успеют замёрзнуть и сплющатся о дно сосуда. Но можно взять спирт. У него температура замерзания минус 114,3°С. Недаром из него термометры делают, и они на морозе нормально работают. И охладить его легко, подлить немного жидкого азота, и всё. Нет, азот со спиртом не перемешается, у него температура кипения минус 190,75°С – гораздо ниже температуры замерзания спирта. То есть вместе в жидком виде они никак не уживутся. Спирт замёрзнет раньше, чем охладится до температуры. при которой азот бы не выкипал при соприкосновении с ним. Пока спирт жидкий, при подливании к нему азот будет испаряться. Но при этом спирт охладится, что в данном случае и требуется. Жидкого азота у нас хоть залейся, на опытном производстве своя азотная станция есть, и в научных установках он используется, для ловушек. Ни на кого, ловушек для остаточных газов, чтобы вакуум улучшить. Почему не капать прямо в жидкий азот? Наверное, Марк опасался, что от расплавленной дроби вскипит сразу весь объем сосуда Дьюара. А тратить по 16 литров жидкого азота на одну дробинку нерационально. Впрочем, сам Бир не подсчитывал и экспериментов не проводил. Что? Может ли в одной дробинке содержаться так много тепла? В принципе, почему бы и нет, ведь жидкий азот постоянно кипит и так, он всё время находится на грани, его только подтолкнуть… Впрочем… Вы правы, это сомнительное соображение, раз запас холода, если можно так выразиться, в жидком азоте достаточно велик, чтобы небольшим его количеством можно было заморозить, скажем, стакан спирта, то вряд ли одна дробинка, пусть и расплавленного свинца, могла бы привести к испарению гораздо большего количества азота… Тогда, простите, не знаю, почему Марк не осуществил такой вариант вместо своего двухступенчатого. У вас, случайно, не физическое образование, нет? Ну, мало ли людей сейчас работает не по специальности…

Я вспомнил историка по образованию, окончившего Абаканский универ, не нашедшего работы по специальности и нанявшегося охранником в исправительную колонию, которая в Абакане расположена практически вплотную к аэропорту, словно чтобы дразнить заключённых неосуществимой возможностью улететь… или чтобы мешать им спать… Тот парень на такой работе спился, стал бить жену, она от него ушла… Так, кто тут кого расспрашивает, в конце концов?.. Вопрос риторический.

Что? Можно ли унести жидкий азот домой? Почему бы и нет? В обычном термосе можно. Таком, с крышкой из пробки или пенопласта, нужно в ней будет проткнуть дырочку и вставить соломинку для выхода газообразного азота, чтобы крышка не слетела. Жидкий азот ведь всё время кипит потихоньку. Да вон дьюарная кружка на омегатроне стоит, видите, с толстыми стенками, внутри стенок воздух откачан, а в кружке как раз жидкий азот пузырится чуть-чуть. Что такое омегатрон, могу рассказать, но он не имеет отношения… Не надо? Хорошо. Из большого сосуда Дьюара неудобно подливать азот вон в ту ловушку, видите, жестяная воронка вставлена, она высоко слишком, вот и отливаем в кружку, там он какое-то время тоже может находиться, хотя и больше испаряется, чем в большом и лучше изолированном сосуде, вон, в углу стоит парочка, шарообразный с длинным горлышком – на шестнадцать литров, цилиндрический с плоской верхушкой – на двадцать. Небезопасная вещь, кстати. если не знать, как обращаться. Тут у нас был случай обморожения пищевода. Один рабочий… Нет, жидкий азот он пить не догадался. Он просто использовал именно такой способ охлаждения спирта. Спирт был мало того, что технический, так ещё и тёплый и противный. Но он налил многовато жидкого азота, и спирт замёрз. Тогда он поставил его в муфельную печь с окошком, включил и стал смотреть. А как спирт растаял, достал его и хлебнул. Про термометры он не сообразил, про незамерзайку, жидкость для промывания лобовых стёкол автомобилей, в которую спирт добавляют для понижения температуры замерзания, тоже забыл. Что термометр? А, в печке? Да есть там термометр, но он же температуру печки показывает. Кстати, в неё и термопарный термометр проведён сквозь стенку, можно было в спирт его сунуть и температуру непосредственно в жидкости смотреть, но тот товарищ, наверное, им пользоваться не умел. Или пренебрёг. Решил, наверное, что температура у растаявшего спирта будет около нуля. Очевидное же дело. Ведь у воды так. Выше нуля на улице – и снег и лёд тают. Техническая вооружённость на высоте, жидкий азот под рукой, печка, а знания физики нет. Хорошо ещё с ним был товарищ, они это всё вдвоём устроили. Товарищ, посмотрев на результат, и сам пить не стал, и скорую вызвал. Такой вот печальный случай. Отравление, кстати, тоже было на опытном производстве, ещё более печальный случай. Тот рабочий помер. Спирта маловато было, он подмешал к нему трихлорэтилен, тоже ведь растворитель, а потом и чистого трихлорэтилена хлебнул. Не мышьяк, конечно, но и доза была не миллиграммы, а десятки, а то и сотни граммов. У них на производстве каких только растворителей нет, и многие ядовиты. Четырёххлористый углерод например, кроме упомянутого трихлорэтилена. Или вот амилацетат. Не знаю даже, где он в производстве используется. Оно не к их лаборатории относится. Просто как-то шёл по коридору, и откуда-то карамельками пахнет. А это и есть запах амилацетата, его в кондитерском деле используют. И вот, по мере приближения, всё сильнее запах, вкуснее даже как-то, и вдруг, очень резко, он стал казаться отвратительным. Слишком большая концентрация в воздухе. Наверное, разлили его где-то. У них тут стенки коридора не до потолка. И они, ну я видел, стеклянные, но покрашены белой краской, так что только просвечивают, но что там, не видно. Между прочим, он потом посмотрел, амилацетат, вообще-то, оказывает вредное действие на центральную нервную систему. Причём опасной считается концентрация в воздухе, даже незаметная для обоняния. Ну, оно у всех разное, так вот, бывает и вдвое хуже, чем надо, чтобы его присутствие унюхать, когда он уже в опасном количестве. Представлю ли я, какая там концентрация была? Хорошо, это всего один такой случай и был… Но самый опасный растворитель на производстве, конечно, спирт. Обычный, этиловый. Потому что многие спиваются. Впрочем, это уже не совсем не по теме…