Защитные функции выполняет аргон при выращивании монокристаллов (полупроводников, сегнетоэлектриков), а также в производстве твёрдосплавных инструментов. Продувкой аргона через жидкую сталь из неё удаляют газовые включения. Это улучшает свойство металла.

Не будет преувеличением сказать, что электрическая дуга в аргонной атмосфере внесла переворот в технику резки металлов. Процесс намного ускорился, появилась возможность резать толстые листы самых тугоплавких металлов. Продуваемый вдоль столба дуги аргон (в смеси с водородом) предохраняет кромки разреза и вольфрамовый электрод от образования оксидных, нитридных и других плёнок. Одновременно он сжимает и концентрирует дугу на малой поверхности, от чего температура в зоне резки достигает 4000 – 6000 °C. К тому же эта газовая струя выдувает продукты резки. При сварке в аргонной струе нет надобности во флюсах и электродных покрытиях, а стало быть, и в зачистке шва от шлака и остатков флюса.

Таковы важнейшие применения аргона.

Для сверхчистоты нужны инертные защитники среды, разумеется, тоже чистые; аргон – самый дешёвый и доступный из благородных газов. Поэтому его производство и потребление непрестанно растёт. Не следует считать, что все возможности элемента №18 уже исчерпаны.

Kr – криптон

Впервые криптоном был назван газ, выделенный Уильямом Рамзаем из минерала клевеита. Но очень скоро пришлось это имя снять и элемент «закрыть». Английский спектроскопист Уильям Крукс установил, что газ не что иное, как уже известный по солнечному спектру гелий. Спустя три года, в 1898 году, название криптон вновь появилось, его присвоили новому элементу, новому благородному газу.

Открыл его опять же Рамзай, и почти случайно – «шёл в дверь, попал в другую». Намереваясь выделить гелий из жидкого воздуха, учёный вначале пошёл было по ложному следу: он пытался обнаружить гелий в высококипящих фракциях воздуха. Разумеется, гелия, самого низко кипящего из всех газов, там не могло быть, и Рамзай его не нашёл. Зато он увидел в спектре тяжёлых фракций жёлтую и зелёную линии в тех местах, где пдобных следов не оставлял ни один из известных элементов.

Так был открыт криптон, элемент, имя которого в переводе с греческого значит «скрытный». Название несколько неожиданное для элемента, который сам шёл вруки исследователя.

Известно, что гелий, радон, почти весь аргон и, вероятно, неон нашей планеты имеют радиогенное происхождение, то есть они – продукты радиоактивного распада.

Среди известных природных ядерных процессов, порождающих криптон, наибольший интерес представляет самопроизвольное деление ядер урана и тория.

В 1939 году Г. Н. Флеров и К. А. Петржак установили, что в природе (очень редко) самопроизвольное расщепление ядер урана-238 на два осколка примерно равной массы. Ещё реже таким же образом делятся ядра тория-232 и урана-235. осколки – это атомы изотопов средней части периодической системы элементов. Будучи неустойчивыми («перегруженными» нейтронами), эти осколки проходят по цепи последовательных β-распадов. Среди конечных продуктов распада есть и стабильные тяжёлые изотопы криптона.

Подсчёты показывают, что радиоактивный распад (включая деление урана-235 медленными нейтронами) – не главный «изготовитель» криптона. За время существования Земли (если считать его равным 4,5 млрд. лет) эти процессы смогли выработать не более двух-трёх десятых процента существующего на нашей планете элемента №36 (Kr).

Откуда в таком случае основная его масса?

Часть учёных считает, что земной криптон возник в недрах планеты. Прародителями криптона были трансурановые элементы, некогда существовавшие на Земле, но теперь уже «вымершие». Следы их существования усматривают в том, что в земной коре есть элементы-долгожители нептуниевого радиоактивного ряда (ныне целиком искусственно воссозданного). Другой подобный след – микроколичества плутония и нептуния в земных минералах, хотя они могут быть продуктами облучения урана космическими нейтронами.

В пользу этой гипотезы говорит факт, что искусственно полученные актиноиды (не все, но многие) – активные генераторы криптона. Их ядра самопроизвольно делятся намного чаще, чем ядра атомов урана. Сравним, к примеру, периоды полураспада по спонтанному делению: 8,04·10[15] лет – для урана-238 и всего 2000 лет – для калифорния-246. А для фермия и менделевия соответствующие периоды полураспада измеряются всего лишь часами.

Иного мнения придерживается другая группа учёных. На их взгляд, земной криптон (как и ксенон) пришёл на Землю из Вселенной, в процессе зарождения Земли. Он присутствовал ещё в протопланетном облаке, его сорбировала первичная земная материя, откуда он потом, при разогреве планеты, выделился в атмосферу.

Это мнение тоже опирается на факты. В его пользу говорит, в частности, то, что криптон – газ тяжёлый, малолетучий и относительно легко конденсирующийся (в отличие от остальных элементов первичной атмосферы) вряд ли смог бы остановить Землю на первых фазах её формирования.

Кто же прав?

Скорее всего, правы обе стороны: криптон нашей планеты, вероятно, представляет собой смесь газов как космического, так и земного происхождения. По данным исследованиям последних лет, земного намного больше.

Встаёт вопрос: А что же представляет собой эта смесь?

Газообразный криптон в 2,87 раза тяжелее воздуха, а жидкий – в 2,14 раза тяжелее воды. Криптон превращается в жидкость при –153,9 °C, а уже при –156,6 °C он отвердевает. Малые температурные интервалы между жидким и твёрдым состояниями характерны для всех благородных газов. Это свидетельствует о слабости сил межмолекулярного взаимодействия, что вполне естественно: у этих атомов «замкнутые», целиком заполненные электронные оболочки.

Криптон – первый из тяжёлых благородных газов. Такое деление не искусственно. Можно обратить внимание на большой разрыв между значениями критических величин лёгких и тяжёлых благородных газов. У первых они крайне низки, у вторых значительно выше. Так, точки кипения криптона и гелия отличаются, на 116,1 °C. Сильно разнятся и другие важнейшие характеристики. Объяснить это логичнее всего характером сил межмолекулярного взаимодействия: с увеличением молекулярного веса благородного газа резко возрастает сила взаимодействия молекул.

Криптон – достаточно редкий и рассеянный газ. На Земле его больше всего в атмосфере – 3·10[-4]% (по весу). Содержание криптона в атмосфере очень медленно (даже в масштабах геологических эпох) нарастает: криптон «выдыхают» некоторые минералы.

Природный криптон состоит из шести стабильных изотопов: 78Kr, 80Kr, 82Kr, 83Kr, 84Kr и 86Kr. И все они есть в горных породах, природных водах и атмосфере. Обильнее прочих представлен 84Kr, на его долю приходится 56,9% атмосферного криптона.

В ядерных реакциях получены восемнадцать (18) радиоактивных изотопов криптона с массовыми числами от 72 до 95. Некоторые из этих изотопов нашли применение как радиоактивные индикаторы и генераторы излучения. Особо важным оказался криптон-85 – почти чистый β-излучатель с периодом полураспада 10,3 года.