|
Путь к элементу 120 - Святому Граалю химии
|
|
|
|
Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли объявила о новом способе надежного получения элемента 116 - ливермория. Результаты, полученные с помощью облучения образца титановым лучом, могут указать на неуловимый “островок стабильности” для еще более тяжелых ядерных элементов и указать исследователям путь к созданию следующего возможного элемента под номером 120.
|
|
|
|
Многие из нас помнят времена, когда в периодической таблице Менделеева было несколько любопытных пробелов. Возраст определяет, что это были за пробелы, но они были постоянными, потому что открытие элементов никогда не происходило в полном числовом порядке. Их доступность зависела от местоположения, стабильности и доступности как природных форм, так и метода их выделения.
|
|
|
|
После определенного момента элементы из природных превращаются в лабораторные. Эти элементы могут существовать где-то во Вселенной, но на Земле недостаточно холодно, давление недостаточно высокое и так далее, чтобы создать такие условия за пределами лаборатории. Но в таких лабораториях, как Беркли, используются все более совершенные технологии, позволяющие запихивать все больше протонов внутрь ядер атомов для создания этих новых элементов.
|
|
|
|
В своей статье, подготовленной к печати, большая группа ученых объясняет, что мы достигли предела возможностей современного метода получения новых тяжелых элементов. Самое крупное открытие на сегодняшний день, элемент 118 Оганессона, было сделано с использованием пучка частиц изотопа кальция 48. Кальций 48, содержащий 20 протонов и 28 нейтронов, является распространенным и очень эффективным стартером для физической химии.
|
|
|
|
|
|
|
В то же время у нас закончились материалы, в которые можно вводить кальций-48 для получения новых элементов. Хотя это правда, что нам нужно только продолжать закачивать протоны в существующие ядра, атомы, с которых мы начинаем, должны содержать много протонов, чтобы поддерживать эту реакцию. Исследователи объясняют, что для получения элементов 119 или 120 им понадобится эйнштейний (99) или фермий (100). “К сожалению, ни один из этих элементов не может быть получен в достаточных количествах для получения подходящей мишени”, - пишут они.
|
|
|
|
Итак, что же делать любителям сверхтяжелых элементов? Похоже, что следующим важным достижением в физической химии станет титан.
|
|
|
|
Титан 50 содержит 22 протона и 28 нейтронов и очень стабилен. Эти ученые ввели его в виде оксида титана 50, восстановили до состояния простого титана, а затем обработали пучком ионов с помощью специальной печи. В течение 22 дней луч облучал плутониевую фольгу и запускал ядерные реакции, в результате которых образуется элемент 116 - ливерморий. Исследователи были довольны тем, насколько хорошо пучок удерживался вместе и работал.
|
|
|
|
Модель titanium 50 beam является подтверждением концепции после периода интенсивных исследований и экспериментов. Если бы "химия тяжелых элементов" была спортивной франшизой, они выиграли бы чемпионат мира с calcium 48, а затем им потребовалось время на восстановление после того, как все вышли на пенсию. Теперь новое поколение игроков готово работать на полную ставку. У titanium 50 beam есть новые преимущества и недостатки, а в долгосрочной перспективе его потенциал еще больше возрос.
|
|
|
|
Вы можете удивиться, почему эти тяжелые элементы стоят таких исследований и экспериментов. Дело в том, что мы просто пока не знаем, что может произойти при использовании этих необычных элементов. Ученые хотят это выяснить, и это исследование может выявить свойства и варианты использования, о которых мы сегодня не можем даже мечтать, но мы можем создавать только несколько атомов за раз, и это длится всего микросекунды, прежде чем протоны вылетят обратно из ядра. Дальнейшие исследования провести невозможно.
|
|
|
|
На протяжении десятилетий ученые предсказывали существование островка стабильности в расширенном каталоге элементов и их изотопов. Переполнение ядер протонами по своей сути нестабильно, потому что протоны действуют как противоположные стороны магнита, но островок стабильности может удерживать изотопы, которые сохраняются без распада гораздо дольше. Этому есть научные объяснения, включая теории о слоях частиц в ядре и “магических числах” протонов и нейтронов, которые могут быть стабильны в сочетании.
|
|
|
|
Если мы сможем найти стабильные сверхтяжелые элементы, ученые, возможно, смогут создать гораздо более крупные образцы, которые можно будет подвергнуть более тщательным экспериментам. Элементы всегда обладали способностью удивлять нас, например, ртуть, которая при комнатной температуре является жидким металлом; висмут, который всегда отталкивает магниты; и медь, которая сама по себе создает почти всю радугу естественных цветов.
|
|
|
|
Что такое ртуть или висмут из сверхтяжелых элементов? Мы сможем выяснить это, только когда накопим достаточно материала для игры. Луч titanium 50 или что—то подобное, созданное на его основе, может открыть следующие полдюжины элементов - и один или несколько из них могут стать нашим неизменным святым граалем.
|
|
|
|
Источник
|
