Оригінальні тексти для сайтів і веб-проектів. Копірайт, рерайт, переклади.
Професійне наповнення веб-сайтів унікальним контентом і новинами.
Оптимізовані тематичні тексти та фото за низькою вартістю. Надійно.
Теоретичне і експериментальне вивчення стійкості ядра дало радянським фізикам привід для перегляду застосовувалися до цих пір методів отримання важких трансуранов. У Дубні вирішили піти новими шляхами і взяти в якості мішені свинець і вісмут.
Ядро, як і атом в цілому, має оболонкову будову. Особливою стійкістю відрізняються атомні ядра, що містять 2-8-20-28-50-82-114-126-164 протонів (тобто ядра атомів з таким порядковим номером) і 2-8-20-28-50-82-126- 184-196- 228-272-318 нейтронів, внаслідок закінченого будови їх оболонок.
Тільки відносно недавно вдалося підтвердити ці погляди розрахунками за допомогою ЕОМ. Така незвичайна стійкість кинулася в очі, перш за все, при вивченні поширеності деяких елементів в космосі. Ізотопи, що володіють цими ядерними числами, називають магічними. Ізотоп вісмуту [209] Bi, що має 126 нейтронів, представляє такий магічний нуклід. Сюди відносяться також ізотопи кисню, кальцію, олова. Двічі магічними є: для гелію - ізотоп [4] Чи не (2 протона, 2 нейтрона), для кальцію - [48] Са (20 протонів, 28 нейтронів), для свинцю - [208] Pb (82 протона, 126 нейтронів). Вони відрізняються абсолютно особливою міцністю ядра.
Використовуючи джерела іонів нового типу і більш потужні прискорювачі важких іонів - у Дубні були спарені агрегати У-200 і У-300, група Г.Н. Флерова і Ю.Ц. Оганесяна незабаром стала розташовувати потоком важких іонів з надзвичайною енергією. Щоб досягти злиття ядер, радянські фізики вистрілювали іонами хрому з енергією 280 МеВ в мішені зі свинцю і вісмуту. Що могло статися? У початку 1974 року атомники в Дубні зареєстрували при такій бомбардуванню 50 випадків, що вказують на освіту 106-го елемента, який, однак, розпадається вже через 10 [-2] с. Ці 50 атомних ядер утворилися за схемою:
[208] Pb + [51] Cr [259] X
Трохи пізніше Гиорсо і Сиборг з лабораторії Лоуренса в Берклі повідомили, що вони синтезували ізотоп нового, 106-го, елемента з масовим числом 263 шляхом обстрілу каліфорнія-249 іонами кисню в апараті Super-HILAC.
Яке ім'я носитиме новий елемент? Відкинувши колишні розбіжності, обидві групи в Берклі і Дубні, що змагаються в науковому змаганні, прийшли на цей раз до єдиної думки. Про назви говорити ще рано, сказав Оганесян. А Гиорсо доповнив, що вирішено утриматися від будь-яких пропозицій про найменування 106-го елемента аж до прояснення ситуації.
До кінця 1976 року Дубнинська лабораторія ядерних реакцій закінчила серію дослідів з синтезу 107-го елемента; в якості вихідної речовини Дубнинська "алхіміків" послужив "магічний" вісмут-209. При обстрілі іонами хрому з енергією 290 МеВ він перетворювався в ізотоп 107-го елемента:
[209] Bi + [54] Cr [261] X + 2n
107-й елемент мимовільно розпадається з періодом напіврозпаду 0,002 с і, крім того, випромінює альфа-частинки.
Знайдені для 106- і 107-го елементів періоди напіврозпаду 0,01 і 0,002 з змусили насторожитися. Адже вони опинилися на кілька порядків більше, ніж передбачали розрахунки ЕОМ. Бути може, на 107-й елемент вже помітно впливала близькість подальшого магічного числа протонів і нейтронів - 114, що підвищує стійкість? Якщо це так, то була надія отримати і довгоживучі ізотопи 107-го елемента, наприклад обстрілом Берклі іонами неону. Розрахунки показали, що утворюється з цієї реакції ізотоп, багатий нейтронами, мав би володіти періодом напіврозпаду, що перевищує 1 с. Це дозволило б вивчити хімічні властивості 107-го елемента - екаренія.
Самий долгоживущий ізотоп першого центурій, елемента 93 -нептуній-237, - володіє періодом напіврозпаду 2 100 000 років; найстійкіший ізотоп 100-го елемента - фермій-257- тільки 97 днів. Починаючи з 104-го елемента періоди напіврозпаду становлять лише частки секунди. Тому, здавалося, що немає абсолютно ніякої надії виявити ці елементи. Для чого ж потрібні подальші дослідження? Альберт Гиорсо, провідний фахівець США по трансуранов, висловився одного разу в зв'язку з цим: "Причиною для продовження пошуків подальших елементів є просто-напросто задоволення людської цікавості - а що ж відбувається за наступним поворотом вулиці?" Однак це, звичайно, не просто наукова цікавість. Гиорсо давав все ж зрозуміти, як важливо продовження такого фундаментального дослідження.
У 60-ті роки теорія магічних ядерних чисел набувала все більшого значення. В "море нестійкості" вчені відчайдушно намагалися знайти рятівний "острівець відносної стійкості", на який могла б твердо спертися нога дослідника атома. Хоча цей острівець досі ще не відкритий, "координати" його відомі: елемент 114, екасвінец, вважається центром великий області стійкості. Ізотоп-298 елемента 114 вже давно є особливим предметом наукових суперечок, бо, маючи 114 протонів і 184 нейтрона, він є одним з тих двічі магічних атомних ядер, яким пророкують тривале існування, Однак, що ж означає тривале існування? Попередні розрахунки показують: період напіврозпаду з виділенням альфа-частинок коливається від 1 до 1000 років, а по відношенню до мимовільного поділу - від 108 до 10 [16] років. Такі коливання, як вказують фізики, пояснюються наближеністю "комп'ютерної хімії".
Дуже обнадійливі значення періодів напіврозпаду пророкують для наступного острівця стійкості - елемента 164, двісвінца. Ізотоп 164-го елемента з масовим числом 482 - також двічі магічний: його ядро утворюють 164 протона і 318 нейтронів.
Науку цікавлять і просто магічні надважкі елементи, як, наприклад, ізотоп-294 елемента 1 10 або ізотоп-310 елемента 126, що містять по 184 нейтрона. Диву даєшся, як дослідники цілком серйозно жонглюють цими уявними елементами, ніби вони вже існують - dopinfo.ru. З ЕОМ витягуються все нові дані і тепер вже точно відомо, якими властивостями - ядерними, кристалографічними і хімічними - повинні володіти ці надважкі елементи. У спеціальній літературі накопичуються точні дані для елементів, які люди, можливо, відкриють років через 50.
В даний час атомники подорожують по морю нестійкості в очікуванні відкриттів. За їх спинами залишилася тверда земля: півострів з природними радіоактивними елементами, зазначений височинами торію і урану, і далеко простирається тверда земля з усіма іншими елементами і вершинами свинцю, олова і кальцію. Відважні мореплавці вже давно знаходяться у відкритому морі. На несподіваному місці вони знайшли мілину: відкриті 106 і 107-й елементи стійкіше, ніж очікувалося.
В останні роки ми довго пливли по морю нестійкості, міркує Г.Н. Флерів, і раптом, в останню мить, відчули землю під ногами. Випадкова підводна скеля? Або піщана мілина довгоочікуваного острівця стійкості? Якщо слушне друге, то у нас є реальна можливість створити нову періодичну систему з стійких надважких елементів, що володіють вражаючими властивостями.
Після того, як стала відома гіпотеза про стійкі елементах поблизу порядкових номерів 114, 126, 164, дослідники всього світу накинулися на ці "надважкі" атоми. Деякі з них, з імовірно великими періодами напіврозпаду, сподівалися виявити на Землі в Космосі, по крайней мере в вигляді слідів. Адже при виникненні нашої Сонячної системи ці елементи так само існували, як і всі інші.
Сліди надважких елементів - що слід під цим розуміти? В результаті своєї здатності мимовільно ділитися на два ядерних осколка з великою масою і енергією ці центурій повинні були б залишити в знаходиться по сусідству матерії виразні сліди руйнування. Подібні сліди можна побачити в мінералах під мікроскопом після їх травлення. За допомогою такого методу слідів руйнування можна в даний час простежити існування давно загиблих елементів. З ширини залишених слідів можна оцінити і порядковий номер елемента - ширина треку пропорційна квадрату заряду ядра. "Живучи" ще надважкі елементи сподіваються також виявити, виходячи з того, що вони багаторазово випускають нейтрони. У разі самовільного процесі ділення ці елементи випускають до 10 нейтронів.
Сліди надважких елементів шукали в марганцевих конкрециях з глибин океану, а також у водах після танення льодовиків полярних морів. До сих пір безрезультатно. Г.Н. Флерів з співробітниками досліджував свинцеві скла древньої вітрини XIV століття, лейденську банку XIX століття, вазу з свинцевого кришталю XVIII століття. Спочатку кілька слідів самовільного розподілу вказали на екасвінец - 114-й елемент. Однак, коли Дубнинська вчені повторили свої вимірювання з високочутливим детектором нейтронів в найглибшому соляному руднику Радянського Союзу, то позитивного результату не отримали. На таку глибину не могло проникнути космічне випромінювання, яке, мабуть, викликало спостерігався ефект.
У 1977 році професор Флерів припустив, що він нарешті знайшов "сигнали нового центурій" при дослідженні глибинних термальних вод півострова Челекен в Каспійському морі. Однак число зареєстрованих випадків було занадто мало для однозначного віднесення. Через рік група Флерова зареєструвала вже 150 спонтанних поділів на місяць. Ці дані отримані при роботі з іонообмінником, заповненим невідомим трансуранов з термальних вод. Флерів оцінив період напіврозпаду присутнього елемента, який він ще не зміг виділити, мільярдами років.
Інші дослідники пішли іншими шляхами. Професор Фаулер і його співробітники з Брістольського університету зробили експерименти з аеростатами на великій висоті. За допомогою детекторів малих кількостей ядер були виявлені численні ділянки з зарядами ядер, що перевищують 92. Англійські дослідники вважали, що один з слідів вказує навіть на елементи 102. 108. Пізніше вони внесли поправку: невідомий елемент має порядковий номер 96 (кюрий).
Як же потрапляють ці надважкі частинки в стратосферу земної кулі? До теперішнього часу висунуто декілька теорій. Згідно з ними, важкі атоми повинні виникати при вибухах наднових зірок або при інших астрофізичних процесах і досягати Землі у вигляді космічного випромінювання або пилу - але тільки через 1000 - 1000000 років. Ці космічні опади у даний час шукають як в атмосфері, так і в глибинних морських відкладеннях.
Значить, надважкі елементи можуть перебувати в космічному випромінюванні? Правда, за оцінкою американських вчених, котрі робили в 1975 році експеримент "Скайлеб", така гіпотеза не підтвердилася. В космічної лабораторії, облітає Землю, встановили детектори, які поглинають важкі частинки з космосу; виявлені були лише треки відомих елементів. Місячний пил, доставлена на Землю після першої посадки на Місяць в 1969 році, не менш ретельно обстежилася на присутність надважких елементів. Коли знайшли сліди "довгоживучих" частинок до 0,025 мм, деякі дослідники вважали, що їх можна приписати елементам 110-119.
Аналогічні результати дали дослідження аномального ізотопного складу благородного газу ксенону, що міститься в різних зразках метеоритів. Фізики висловили думку, що цей ефект можна пояснити лише існуванням надважких елементів - dopinfo.ru. Вчені в Дубні, які проаналізували 20 кг метеорита Алленде, що впав в Мексиці восени 1969, в результаті тримісячного спостереження змогли виявити кілька спонтанних поділів. Однак після того, як було встановлено, що "природний" плутоній-244, колись що був складовою частиною нашої Сонячної системи, залишає зовсім подібні сліди, інтерпретацію стали проводити обережніше.
Цікаво? У наших оглядах ще більше цікавих, корисних і пізнавальних матеріалів, зібраних для справжніх гурманів, які цінують рідкісну і потрібну інформацію.