.
О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Украина
Читайте нас:
На основном сайте Граней: https://graniru.org/Society/Science/m.59045.html

статья Свежеоткрытые супертяжеловесы, счастливые номера и уникальный сверхизотоп

<a href=mailto:borisov@grani.ru class=anons12>Максим Борисов</a>, 04.02.2004
Реклама
цитата Дословно

Пэдди Реган

(по поводу возможного открытия новых трансурановых элементов)

Мы и так получили яйцом по морде после злосчастного 118-го, не хватало теперь огрести на полный омлет!

Nature

Скандалов с открытием трансурановых элементов больше не будет

Открытие элементов 113 и 115. Экспериментальная установка. Фото с сайта flerovlab.jinr.ru В российской лаборатории были получены ядра двух новых сверхтяжелых трансурановых химических элементов. Каждое из них содержит гораздо большее число протонов и нейтронов, чем ядра любых элементов, встречающихся в естественных условиях на Земле. Это открытие дарит новую надежду исследователям, собирающимся заполнить некоторые очевидные "лакуны" в периодической таблице Менделеева, в которой теперь находят "острова стабильности" - необычайно устойчивые ядра среди сверхмассивных элементов, с которыми связаны новые необычные химические свойства и атомные формы.

Атомы двух новых элементов насчитывают, соответственно, 113 и 115 протонов. Исследования проводились в российской Дубне на ускорителе тяжелых ионов ОИЯИ (Объединенного института ядерных исследований) совместно с группой из американской Ливерморской национальной лаборатории (Lawrence Livermore National Laboratory, Калифорния) с 14 июля по 10 августа 2003 года, однако теперь, наконец, появилась посвященная этому открытию публикация в авторитетном международном журнале Physical Review и многочисленные сообщения на эту тему прошли по западным СМИ. Прежде чем элементы можно будет официально добавить к периодической таблице, полученные результаты должны будут изучить другие лаборатории, а пока для "новичков" приняты временные наименования, указывающие всего-навсего на их атомные числа: Ununtrium (113, "унунтриум", т.е. "единица-единица-тройка") и Ununpentium (115, "унунпентиум", "единица-единица-пятерка").

Открытие в 1940-1941 годах первых искусственных элементов - нептуния и плутония - положило начало новому направлению ядерной физики и химии - исследованию свойств трансурановых элементов для их последующего применения во многих областях науки и техники. С тех пор вопрос о существовании верхней границы таблицы элементов Менделеева представляет очень большой интерес для фундаментальной науки о строении материи и ее превращениях. Подобные исследования проводятся во многих крупных научных центрах Германии, США, Японии, Франции и России. Самый тяжелый из естественных элементов - уран - содержит 92 протона, в то время как самый тяжелый из синтезированных элементов, официально признанных Международным союзом теоретической и прикладной химии (International Union of Pure and Applied Chemistry), - это открытый в Германии дармштадтий (Darmstadtium) с 110 протонами, впервые полученный в ноябре 1994 года во время бомбардировки свинцовой мишени ионами никеля и названный в знак признания заслуг первооткрывателей из Дармштадта. В настоящее время кроме дубнинских "новичков" ожидают своего подтверждения элементы с 111, 112, 114 и 116 протонами, также не получившие еще своего официального наименования. Полное независимое подтверждение может прийти спустя многие месяцы или даже годы... В профессионализме ученых из Дубны никто не сомневается, но научный мир теперь предпочитает "дуть на воду" после того, как в 2001 году было опротестовано объявленное с большой помпой открытие элемента номер 118: выяснилось, что ученый, якобы совершивший его, банально подделывал данные. Этим было нанесено чрезвычайное оскорбление всему научному сообществу.

Подобные сверхтяжелые ядра, переполненные положительно заряженными протонами и незаряженными нейтронами, имеют обыкновение быть чрезвычайно нестабильными. Это происходит потому, что протоны как одноименно заряженные частицы просто отталкиваются одна от другой, причем силы этого отталкивания пропорциональны квадрату от их общего количества (и ядерных сил, "цементирующих" нуклоны в ядре, уже недостаточно). С увеличением атомного номера элемента его время жизни резко уменьшается. Если время распада урана составляет около 1 миллиарда лет, то 112-й элемент распадается за 0,02 миллисекунды. Требуются 90 мс для того, чтобы Ununpentium распался до Ununtrium, который, собственно, смог прожить 1,2 секунд и был зарегистрирован.

Закономерность, таким образом, довольно простая и естественная, однако в середине 60-х годов прошлого века теоретиками была выдвинута гипотеза о возможном существовании очень тяжелых долгоживущих атомных ядер, принадлежащих к так называемым "островам стабильности", то есть даже среди этих "супертяжеловесов" могут существовать устойчивые "счастливцы", если они содержат "магическое" число протонов и нейтронов. Эта гипотеза впервые получила экспериментальное подтверждение в исследованиях, проводимых группой академика Юрия Оганесяна в Лаборатории ядерных реакций имени Флерова. Были синтезированы 114-й и 116-й элементы и показано, что они живут в десятки и сотни тысяч раз дольше, чем их более легкие предшественники. Наличие таких "магических" чисел обусловлено тем, что структуры, выстраивающие атомное ядро, оказываются полностью заполненными - нейтроны способны образовывать конфигурацию, которая минимизирует контакт между протонами. Следующий устойчивый сверхтяжелый элемент, вероятно, заполнит очередную "щель" в периодической таблице в районе атомных чисел 120 или 126.

Для синтеза 115-го элемента мишень, изготовленная из 95-го элемента - америция (243Am), бомбардировалась ионами редкого изотопа 20-го элемента - кальция-48 (48Ca), - ускоренного до 0,1 скорости света. После выделения атомов 115-го элемента из побочных продуктов реакции производилось их изучение. Три раза детектор регистрировал одинаковую картину распада 115-го элемента: 5 последовательных альфа-распадов продолжительностью около 20 секунд (огромное время по ядерным масштабам), которые приводили к появлению изотопа 105-го элемента, то есть дубния (Dubnium), также открытого в Дубне. И этот изотоп "жил" более 20 часов, прежде чем распасться на две части. Столь продолжительная во времени цепочка распада изотопа дубния является прямым следствием наличия "островов стабильности" среди сверхтяжелых элементов.

Кстати говоря, открытие долгоживущих изотопов дубния само по себе дает уникальные возможности для исследования его химических свойств. В настоящее время идет подготовка соответствующих опытов.

Существует, впрочем, некая специфическая проблема, связанная с техникой, используемой в этих экспериментах российских ядерщиков. Так как цель в виде америция сама по себе радиоактивна, то она всегда будет содержать следы других продуктов распада, которые также могут вмешиваться в ход реакции, отмечает физик Пэдди Реган (Paddy Regan) из Университета Суррея. Это можно исправить, если использовать в качестве цели пучок радиоактивных атомов америция, а не статичную цель, как раньше. Строительство такого изотопного ускорителя намечает американское Министерство энергетики.

Источники:
Two new superheavy elements weigh in - New Scientist
Modern alchemists make two new elements - Nature
Дубна: Синтезированы два новых элемента - FlerovLab - Information

<a href=mailto:borisov@grani.ru class=anons12>Максим Борисов</a>, 04.02.2004


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама
Выбор читателей