Остров стабильности — гипотетическая трансурановая область на карте изотопов, для которой (в соответствии с теорией оболочечного строения ядра М. Гёпперт-Мейер и Х. Йенсена, удостоенных в 1963 Нобелевской премии) вследствие предельного заполнения в ядре протонных и нейтронных оболочек, время жизни изотопов значительно превышает время жизни «соседних» трансурановых изотопов, делая возможным долгоживущее и стабильное существование таких элементов, в том числе в природе.
На острове, а точнее островах стабильности, есть пики и спуски относительной стабильности разных элементов. Наиболее яркими кандидатами на принадлежность первому Острову стабильности долгое время рассматривались изотопы элементов, имеющих порядковые номера 114 и 126 и соответственно так называемые магическое и дважды магическое числовые значения ядер по оболочечной теории.
Первые изотопы элемента 114, синтезированные в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ), действительно имеют нетипично большой период полураспада[1], что подтверждает оболочечную теорию. В мае 2006 года российские учёные под руководством Юрия Оганесяна из ОИЯИ объявили, что им удалось подтвердить существование первого долгоживущего изотопа элемента 114 и получить экспериментальное подтверждение существования Острова стабильности — в ходе этого эксперимента в дополнение к ранее проведённым физическим экспериментам была проведена химическая идентификация цепочек распада[2]. Элемент флеровий (114), как и элемент ливерморий (116), был признан IUPAC в декабре 2011 года и получил зарегистрированное официальное название в мае 2012 года.
Синтезированы и ожидают официальной регистрации другие менее яркие элементы первого Острова стабильности — до атомного номера 118 по состоянию на 2012 год. Также предпринимались попытки синтеза следующих сверхтяжёлых трансурановых элементов, в том числе были заявления о синтезе элемента унбиквадий (124) и косвенных свидетельствах о элементах унбинилий (120) и унбигексий (126), которые пока не подтверждены. При этом при попытках синтеза элемента 124 на Большом национальном ускорителе тяжелых ионов (GANIL) в 2006—2008 годах измерения прямого и запаздывающего деления составных ядер показали сильный стабилизирующий эффект протонной оболочки также не столько для Z = 114, сколько для Z = 120[3].
Синтезирование новых элементов Острова стабильности продолжается международными коллективами в Объединённом институте ядерных исследований в России (Дубна), Европейском Центре по изучению тяжёлых ионов имени Гельмгольца в Германии, Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и Ливерморской национальной лаборатории в США, Институте физико-химических исследований в Японии и других лабораториях[4][5].
Поиски сверхтяжёлых элементов в природе пока не увенчались успехом[6]. Обнаружение в землях Челекена элемента сергения (108) в начале 1970-х гг. подтверждено не было. В 2008 году было объявлено об обнаружении элемента экатория-унбибия (122) в образцах природного тория[7], однако это заявление в настоящее время оспаривается на основании последних попыток воспроизведения данных с использованием более точных методов. В 2011 году российские ученые сообщили[8] об открытии в метеоритном веществе следов столкновений с частицами с атомными числами от 105 до 130, что может являться косвенным доказательством существования стабильных сверхтяжелых ядер[9].
| Номер | Название | Наиболее долгоживущий полученный изотоп | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 83 | Висмут | 209Bi | 2 × 1019 лет |
| 84 | Полоний | 209Po | 130 лет |
| 85 | Астат | 210At | 8 часов |
| 86 | Радон | 222Rn | 3.824 дня |
| 87 | Франций | 223Fr | 22.0 мин |
| 88 | Радий | 226Ra | 1600 лет |
| 89 | Актиний | 227Ac | 21.77 лет |
| 90 | Торий | 232Th | 1.41 × 1010 лет |
| 91 | Протактиний | 231Pa | 32800 лет |
| 92 | Уран | 238U | 4.47 × 109 лет |
| 93 | Нептуний | 237Np | 2.14 × 106 лет |
| 94 | Плутоний | 244Pu | 8.0 × 107 лет |
| 95 | Америций | 243Am | 7400 лет |
| 96 | Кюрий | 247Cm | 1.6 × 107 лет |
| 97 | Берклий | 247Bk | 1380 лет |
| 98 | Калифорний | 251Cf | 900 лет |
| 99 | Эйнштейний | 252Es | 470 дней |
| 100 | Фермий | 257Fm | 100.5 дня |
| 101 | Менделевий | 258Md | 51.5 дня |
| 102 | Нобелий | 259No | 58 мин |
| 103 | Лоуренсий | 266Lr | 10 часов |
| 104 | Резерфордий | 267Rf | 1.3 часа |
| 105 | Дубний | 268Db | 28 часов |
| 106 | Сиборгий | 269Sg | 3.1 мин |
| 107 | Борий | 270Bh | 1 мин |
| 108 | Хассий | 270Hs | 10 с |
| 109 | Мейтнерий | 278Mt | 4.5 с |
| 110 | Дармштадтий | 281Ds | 13 с |
| 111 | Рентгений | 281Rg | 26 с |
| 112 | Коперниций | 285Cn | 28 с |
| 113 | Нихоний | 286Nh | 9.5 с |
| 114 | Флеровий | 289Fl | 1.9 с |
| 115 | Московий | 290Mc | 650 мс |
| 116 | Ливерморий | 293Lv | 57 мс |
| 117 | Теннессин | 294Ts | 51 мс |
| 118 | Оганесон | 294Og | 0.69 мс |
Примечание: для элементов 109—118 наиболее долгоживущий изотоп является самым тяжёлым из полученных. Можно предположить, что более тяжёлые ещё неполученные изотопы имеют долгий срок жизни.
См. также
Примечания
- ↑ Yu. Ts. Oganessian et al. Measurements of cross sections and decay properties of the isotopes of elements 112, 114, and 116 produced in the fusion reactions 233,238U, 242Pu, and 248Cm+48Ca // Physical Review C. — American Physical Society, 2004. — Т. 70, вып. 6. — С. 064609. — DOI:10.1103/PhysRevC.70.064609. (Проверено 28 октября 2012)
- См. также свободно доступный препринт, несколько отличающийся от статьи в Phys. Rev. C (Проверено 28 октября 2012)
- ↑ Молчанов М. Открытие подтверждено // В мире науки. — 2006. — № 7 (июль). — С. 74—75. Архивировано 28 сентября 2007 года.
- ↑ M. Morjean et al. Direct experimental evidence for very long fission times of super-heavy elements // The European Physical Journal D. — 2007 (препринт). (Проверено 28 октября 2012)
- ↑ Институт в Дубне стал четвёртым в мире по количеству открытых изотопов // Lenta.ru, 5.10.2011. (Проверено 28 октября 2012)
- ↑ Isotope ranking reveals leading labs (англ.) // Nature, 4.10.2011. (Проверено 28 октября 2012)
- ↑ Валерий Чумаков. Сверхтяжёлые элементы // В мире науки. — 2016. — № 5—6. — С. 12—23.
- ↑ Marinov A., Rodushkin I., Kolb D., Pape, A., Kashiv Y., Brandt R., Gentry R. V., Miller H. W. Evidence for a long-lived superheavy nucleus with atomic mass number A=292 and atomic number Z=~122 in natural Th (англ.). — DOI:10.1142/S0218301310014662. — arXiv:0804.3869. (Проверено 28 октября 2012)
- ↑ Обнаружены следы ультратяжёлых ядер галактических космических лучей // Fian-inform.ru. — 2011. Архивировано 8 января 2012 года.
- ↑ Полухина Н. Г. Достижения в ядерно-физических исследованиях на трековых детекторах и перспективы использования трековой методики в астрофизике, физике элементарных частиц и прикладных работах // Журнал «Успехи физических наук». — 2012. — Т. 182. — С. 656—669. — DOI:10.3367/UFNr.0182.201206g.0656. (Проверено 28 октября 2012)
- ↑ Emsley, J. Nature's Building Blocks. — Oxford University Press, 2001. — P. 143−144, 458. — ISBN 0-19-850340-7.
- ↑ Khuyagbaatar, J. (2014). “48Ca+249Bk Fusion Reaction Leading to Element Z = 117: Long-Lived α-Decaying 270Db and Discovery of 266Lr”. Physical Review Letters. 112: 172501. Bibcode:2014PhRvL.112q2501K. DOI:10.1103/PhysRevLett.112.172501.
- ↑ Witze, A. Superheavy element 117 makes debut. ScienceNews (6 April 2010). Проверено 6 апреля 2010.
Ссылки
- Оганесян Ю.Ц. Острова стабильности // В мире науки : журнал. — 2005. — № 3. — С. 66-77. Архивировано 20 мая 2008 года.
- Оганесян Ю.Ц. Острова стабильности сверхтяжелых элементов // Научно-популярная лекция, прочитанная в ФИАНе в 2008 г.
- Остров Стабильности за пределами таблицы Менделеева
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .