Трансфермиевые войны (англ. transfermium wars) — ироническое название споров между советскими[b 1] и американскими учёными в 1960—1990-х годах за первенство в открытии химических элементов 104, 105 и 106. Каждая из сторон настаивала на своём приоритете; к тому же статус первооткрывателя давал возможность предложить будущее название элемента.
Термин «трансфермиевые войны» впервые был употреблён в октябре 1994 года американским физиком Полом Керолом в письме журналу Chemical & Engineering News[en][1][a 1]. Использованное прилагательное «трансфермиевые» обусловлено расположением новообразованных элементов в периодической системе: после элемента 100 — фермия.
Точка в споре была поставлена в августе 1997 года, когда на своём заседании Совет IUPAC утвердил названия элементов, поддержав при этом два предложения от американской стороны (резерфордий и сиборгий), а третьему элементу дав символическое название дубний как признание достижений советской группы учёных.
Первый эксперимент по получению элемента 104 был проведён в 1964 году в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне (СССР). Группа под руководством Георгия Флёрова в своём циклотроне осуществила бомбардировки плутониевой мишени (смесь изотопов — 97 % 242Pu, 1,5 % 240Pu, 1,5 % 238Pu) ядрами 22Ne с энергией 100—130 МэВ. Как результат столкновений они ожидали образования изотопа 260104 за реакцией 242Pu (22Ne, 4n) 260104, однако не смогли получить достоверные данные[2].
Следующая работа на базе ОИЯИ была проведена весной 1966 года группой чешского химика Иво Звара. Полученные аналогично предыдущему методу продукты столкновения (114—128 МэВ) перед детекцией хлорировались в струе газообразных NbCl5 или ZrCl4 и в форме своих хлоридов подавались к четырёхметровой кварцевой трубке, заполненной хлоридом калия, где при температуре 250—300 °C образовывался нелетучий комплекс вероятного состава K2[104]Cl6. Поскольку никаких продуктов с Z>104 в результате реакции образоваться не могло, а способные к спонтанному делению элементы с Z<104 не образуют летучих хлоридов, то сигнал на детекторе удостоверял бы присутствие элемента 104[3]. Считая себя первооткрывателями, для нового элемента они предложили название курчатовий (Ku) — в честь физика Игоря Курчатова — руководителя советской ядерной программы. Однако из-за сложности применяемой методологии и её медлительности они всё ещё не имели чёткого подтверждения образования нового элемента[4]. Осенью того же года им удалось охарактеризовать полученную частицу как изотоп 259104[3].
Весной 1969 года Национальная лаборатория имени Лоуренса в Беркли (англ. LBL, США) присоединилась к попыткам синтезировать этот элемент. Исследователями из группы Альберта Гиорсо были осуществлены реакции, которые привели к успешному получению изотопов[2]:
Поскольку на тот момент не было профессионального подтверждения о синтезе элемента другими группами, учёные из Беркли предложили для него собственное название резерфордий (Rf) — в честь новозеландского физика Эрнеста Резерфорда.
В ноябре 1969 года на конференции в Техасе Гиорсо выразил сомнения относительно правильности данных, полученных дубненской группой по изотопу 260104, однако отметил, что в случае их подтверждения в будущем он согласится с первенством советских учёных и примет их название курчатовий[4]. В том же 1969 году советские учёные Акапьев и Друин поставили под сомнение правильность и надёжность результатов американской группы. В частности, ими было отмечено, что в приведённых данных присутствуют линии, которые являются аналогичными при эксперименте по облучению свинца ядрами 12C и которые не упомянуты в работе берклиевской группы. В ответ на это в 1971 году Гиорсо подтвердил, что такое явление имело место, и объяснил присутствие указанных линий как результат облучения свинцовых примесей в мишени. Эти данные не были им упомянуты в работе из-за ограничения по объёму статьи, которые выдвигаются при публикации в журнале Physical Review Letters. Он отметил, что влияние фоновых эффектов в его работе было учтено, также он повторил эксперимент с варьированием условий и показал, что фоновые данные не влияют на результаты эксперимента[5][4].
В дальнейших исследованиях советская группа разработала новый метод, который дал возможность на новом уровне воссоздать синтез изотопа 260104, проведённого в 1964 году. В частности, ими было установлено, что период спонтанного деления значительно меньше предварительных данных (100 ± 50 мс против 300). Полученные данные согласовывались с теми, что были ранее получены учёными из Беркли[4].
Открытым оставался вопрос периода полураспада для изотопа 260104. В 1975 году дубненская группа провела свой эксперимент, облучая мишень с 246Cm пучком 18O и зафиксировав образование целевого изотопа с периодом полураспада 80±20 мс, о чём сообщил Гиорсо. Аналогичные результаты планировалось получить и научной группой из четырёх американских лабораторий и наблюдателя от Дубны за реакцией 249Bk(15N, 4n) 260104, однако никакой активности на промежутке в 80 мс замечено не было. Эти данные, а также хронологический обзор экспериментов были обнародованы 26 мая 1976 года на 3-й конференции Nuclei Far From Stability (Каржез, Франция) в докладе Гиорсо[6], который раскритиковал Друин[4].
В апреле и сентябре 1976 года дубненскими учёными (в присутствии делегата от Беркли) было проведено взаимодействие 249Bk(15N, 4n) 260104 и получено значение полураспада 76±8 мс. В 1985 году от американской стороны появились гораздо более точные результаты, в частности 21 ± 1,1 мс для реакции 248Cm и 16O. В том же году под руководством Гургена Тер-Акопьяна лаборатория в Дубне получила достаточно близкие результаты — 28 ± 6 мс[4].
Первые попытки синтезировать элемент 105 были осуществлены в 1968 году дубненской группой — они провели бомбардировки мишени из 243Am пучком частиц 22Ne с энергией 123 МэВ, однако не получили положительного результата. Лишь два года спустя, проведя в феврале — июле 1970 года серию экспериментов, им удалось получить целевой элемент после реакций:
Аналогично своим способом получения элемента 105 американские учёные в конце апреля 1970 года осуществили бомбардировки мишени из 292Cf ядрами 15N (85 МэВ):
Такие же результаты были получены научной группой Виктора Друина, которая провела свой эксперимент двумя месяцами позже[2].
Учёные из Беркли дали синтезированному элементу название ганий (Ha) — в честь немецкого физика Отто Гана, а дубненская группа — нильсборий (Ns) — в честь датчанина Нильса Бора. Оба учёных являются лауреатами Нобелевской премии по химии и физике соответственно).
В июле 1974 года дубненская группа под руководством Юрия Оганесяна проводила синтез элемента 106 с помощью экспериментального метода холодного синтеза. В их опыте различные изотопы свинца и висмута подверглись бомбардировке ядрами 51V и 52Cr — от этих реакций учёные ожидали получить изотоп 259106, однако не смогли предоставить достаточно подтверждений относительно его образования (его существование было подтверждено в 1984 году). Также считался возможным синтез изотопа 260106, однако для него также не было найдено необходимых данных[2].
За два месяца в США в результате совместной работы берклиевской и ливерморской лабораторий элемент 106 был успешно получен по схеме[2]
Как первооткрыватели американцы предложили для нового элемента название сиборгий (Sg) — в честь нобелевского лауреата по химии Гленна Сиборга, который является соавтором открытия многих трансурановых элементов.
Атомный номер |
Предложения ОИЯИ | Предложения LBL | Временные систематические названия[7] | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Название | Эпоним | Название | Эпоним | |||||
104 | Курчатовий | Ku | Игорь Курчатов | Резерфордий | Rf | Эрнест Резерфорд | Уннилквадий | Unq |
105 | Нильсборий | Ns | Нильс Бор | Ганий | Ha | Отто Ган | Уннилпентий | Unp |
106 | — | Сиборгий | Sg | Гленн Сиборг | Уннилгексий | Unh |
Согласно решению Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК, англ. IUPAC), принятому в 1947 году на 14-й конференции в Лондоне, первооткрыватели элемента уже не имели исключительного права давать ему название, а лишь могли предложить его. Ключевую роль тогда начала играть Комиссия ИЮПАК по номенклатуре неорганической химии (англ. Commission on Nomenclature of Inorganic Chemistry), которая после профессиональной и публичной оценки пригодности названия могла рекомендовать её Совету ИЮПАК для принятия[8].
В 1974 году в США по инициативе IUPAC и IUPAP была создана международная ad hoc комиссия[b 2], которая должна была проанализировать все имеющиеся материалы относительно открытия элементов 104 и 105. Ею было установлено, что в 1964 году для элемента 104 советские учёные получили ненадежные результаты, а значит первенство в синтезе элемента 104 должно принадлежать американцам. В отношении работ по получению элемента 105 они также отдали первенство лаборатории Беркли, поскольку при почти одновременной публикации работ те выполнили все критерии, которые выдвигаются для подтверждения существования впервые синтезированных элементов[4].
Для разработки критериев, которым должны соответствовать новосинтезированные элементы с номерами больше 100, и проверки соответствия полученных данных определённым критериям из представителей IUPAC и IUPAP осенью 1986 года была создана специальная рабочая группа (англ. Transfermium Working Group, TWG)[9].
В 1993 году TWG опубликовала обзорную статью, в которой, анализируя успехи советских и американских учёных в синтезе химических элементов, утверждала первенство в этой области. Статус первооткрывателя предоставлял возможность предлагать собственное название элемента, которое, впрочем, могло быть и отклонено.
31 августа 1994 года на съезде в венгерском городе Балатонфюред Комиссия по номенклатуре неорганической химии в составе двадцати человек согласовала рекомендуемые названия для трансфермиевых элементов 101—109. Резонансным моментом стало принятие решения относительно правила присвоения названий элементам, что исключало возможность именования в честь живущего лица (поддержано членами комиссии в соотношении 16:4)[11]. Следующим шагом было голосование за смену предлагаемого американцами названия сиборгий (поддержано 18:2)[a 2].
При согласовании рекомендуемых названий комиссия не шла навстречу первооткрывателям в их стремлении придать желаемые названия — ни одно из предложений советских и американских исследователей не было реализовано соответствующим образом. Однако два из трёх номинированных берклиевской группой названий комиссия перенесла от одного элемента к другому (в редакции правил от 2002 года такой возможности не станет[8]). Так, название резерфордий, предложенное для элемента 104, комиссия присвоила элементу 106, а ганий — элементу 108 вместо предложенного 105. Это неоднозначное решение комиссии втянуло в спор ещё одну сторону — немецкое Общество исследований тяжёлых ионов (нем. GSI), учёные которого синтезировали элементы 107, 108 и 109 и на правах первооткрывателей предложили соответствующие названия, в частности хассий для элемента 108[10].
Элемент 104 получил название дубний в честь исследовательского центра советской группы в подмосковном городе Дубна, где та сделала свой весомый вклад в химию и современную ядерную физику. 105-й элемент был назван жолиотием — по имени французского физика-ядерщика Фредерика Жолио-Кюри, который в 1935 году вместе с женой Ирен Жолио-Кюри получил Нобелевскую премию по химии. Предложенное немецкими исследователями название элемента 107 нильсборий, которое включало как имя, так и фамилию учёного, унифицировали на манер других элементов и приняли как борий. Элемент 109 получил предлагаемое немецкой группой название в честь Лизы Мейтнер — одного из открывателей деления ядра[11]
Атомный номер |
Рекомендации Комиссии | Предложения ОИЯИ |
Предложения LBL |
Предложения GSI | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Название | Эпоним | Название | Эпоним | |||||
104 | Дубний | Db | город Дубна | Курчатовий | Резерфордий | — | ||
105 | Жолиотий | Jl | Фредерик Жолио-Кюри | Нильсборий | Ганий | — | ||
106 | Резерфордий | Rf | Эрнест Резерфорд | — | Сиборгий | — | ||
107 | Борий | Bh | Нильс Бор | — | — | Нильсборий | Ns | Нильс Бор |
108 | Ганий | Hn | Отто Ган | — | — | Хассий | Hs | земля Гессен |
109 | Мейтнерий | Mt | Лиза Мейтнер | — | — | Мейтнерий | Mt | Лиза Мейтнер |
Указанные рекомендованные названия были единогласно поддержаны членами Бюро IUPAC на встрече в Антверпене (Бельгия) 17—18 сентября 1994 года и представлены к публикации в официальном вестнике Pure & Applied Chemistry[11].
Предложенные комиссией названия были раскритикованы научным сообществом. Например, в июне 1995 года Американское химическое общество, не признавая решение комиссии, приняло решение использовать в собственных изданиях предложенные берклиевской группой названия резерфордий и сиборгий. В ответ на имеющуюся критику Бюро ИЮПАК в августе 1995 года, в рамках 38-й Генеральной ассамблеи, собралось в Университете Суррея (Гилфорд, Великобритания) для повторного обсуждения рекомендованных названий[a 3].
30 августа 1997 года на заседании в Женеве Совет ИЮПАК окончательно согласовал названия для трансфермиевых элементов (64:5, при 12 отсутствующих делегатах). Поскольку первенство в открытии элементов 104 и 105 было противоречивым, было предложено присвоить элементу 104 название резерфордий (предложение американской стороны), а элементу 105 — дубний (как признание вклада дубненской группы в разработку методов синтеза трансфермиевых элементов). Для элемента 106 был поддержан вариант берклиевской лаборатории как единственного первооткрывателя — сиборгий[a 4].
Из предлагаемых дармштадтской лабораторией GSI названий для синтезированных ими элементов 107, 108 и 109 были поддержаны последние две, тогда как первое название, нильсборий, в соответствии с рекомендациями Комиссии по номенклатуре неорганической химии, утвердили как борий[12].
Атомный номер |
Утвержден Комиссией |
Предложения ОИЯИ |
Предложения LBL |
Предложения GSI | |
---|---|---|---|---|---|
104 | Резерфордий | Rf | Курчатовий | Резерфордий | — |
105 | Дубний | Db | Нильсборий | Ганий | — |
106 | Сиборгий | Sg | — | Сиборгий | — |
107 | Борий | Bh | — | — | Нильсборий |
108 | Хассий | Hs | — | — | Хассий |
109 | Мейтнерий | Mt | — | — | Мейтнерий |
Как итог, элементы 104, 106, 108 и 109 были названы в соответствии с предложениями их первооткрывателей (в том числе авторов совместных открытий), а название элемента 107 было скорректировано.
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 .