Наконец, элемент 117 здесь!

Потребовались годы, но физики наконец заполнили постоянный промежуток в периодической таблице. Спустя восемь лет после создания элемента 118, самый тяжелый известный атом, исследователи сделали несколько атомов его немного более легкого соседа, элемент 117, путем стрельбы в интенсивный луч ионов кальция в цель беркелия. Помимо рисования эскизов в пробеле в столе, открытие поддерживает понятие «острова стабильности», группа супертяжелых ядер все еще дразняще вне досягаемости, что теоретики предсказывают, может быть столь же стабильной как более знакомые элементы.

Эти 92 элемента, естественно найденные на Земле, имеют одну общую черту: они были достаточно стабильны для брожения вокруг за 4,5 миллиарда лет существования нашей планеты. Те вне 92-го элемента, урана, имеют более короткие периоды полураспада и были произведены в ядерных реакторах или ускорителями частиц. Так больше было обнаружено, тенденция казалась быть к короче и более короткие периоды полураспада как увеличенная масса. Но в 1960-х, ядерные физики обнаружили, что определенные ключевые числа протонов и нейтронов присудили дополнительную стабильность ядру. Если бы были такие «магические числа», больше, чем замеченные в существующих элементах, то возможно некоторые супертяжелые элементы с количествами протонов или нейтронов близко к тем числам прослужили бы намного дольше, произведя так называемый остров стабильности. Если такой стабильный superheavies мог бы быть найден и сделан в количестве, у них могли бы быть экзотические и полезные химические свойства.

Надежды на достижение острова стабильности увеличились, поскольку экспериментаторы произвели ядра с числами протонов и нейтронов еще ближе к предсказанным магическим числам. Совместный Институт Ядерного Исследования (JINR) в Дубне, Россия, был самым успешным охотником за элементом в последние годы, приготовив элементы 113 — 116 и 118. Но создание элемента 117 представило собой определенную проблему. Используя снаряд кальция, имеющего 20 протонов, физикам Дубны была нужна цель с 97 протонами и большим количеством нейтронов — изотоп ужасно твердо синтезируемого беркелия. Ядерные химики в самом интенсивном нейтронном источнике в мире, Высокий Реактор Изотопа Потока в Окриджской национальной лаборатории в Теннесси, провели 250 дней, копя всего лишь 22,2 миллиграмма материала — о размере шелухи ногтя — и еще 90 дней, очищая его к одной части в 10 миллионах. Тогда часы начали тикать — период полураспада беркелия составляет 320 дней.

Следующая остановка беркелия была Научно-исследовательским институтом России Атомных Реакторов в Димитровграде, где ученые обработали беркелий в тонкую цель и затем на JINR, где физики избили цель с кальцием 48 дней ионов и ночь в течение 5 месяцев. Отклоненные атомы камеры газонаполненного разделения оторвались колесо во множество датчиков. От тысяч потенциально интересных событий физики придавили всего шесть атомов элемента 117, сообщат они в пятницу в Physical Review Letters. В настоящее время это назовут «ununseptium», латинским словом для 117.

Для идентификации атомов датчики делали запись цепочек порчи, последовательности частиц, выложенных радиоактивными ядрами, поскольку ученые ищут более стабильную конфигурацию. Какие частицы, их время и энергии показывают, каков стартовый атом был. Изотоп 117 с 177 нейтронами, например, испускает серию альфа-частиц для изменения сначала в ядро дочери 115 и на большом большом большом дубнии правнучки (105). Элементы в этой цепочке — 115, 113, 111, и т.д. — были все сделаны прежде кроме не с как много нейтронов. Дополнительные нейтроны, присужденные беркелием, приблизили их к нейтронному магическому числу и так сделали их более долгоживущими, чем нормальный. Это поддерживает понятие, что элементы становятся более стабильными, поскольку они приближаются к острову магического числа стабильности нейтронов, говорит член команды Кшиштоф Рыкацзевский, ядерный физик в Ок-Ридже.

«Экспериментально, это — огромное проявление силы», говорит ядерный физик Конрад Гельбке, директор Национальной Лаборатории Циклотрона Сверхпроводимости в Университете штата Мичиган в Ист-Лэнзинге. К тому же, «они развивают картину, это начинает иметь большой смысл». Как приплывающие экспедиции старых, результаты укрепляют существование острова стабильности, сделанной возможной через подробные взаимодействия нейтронов и протонов в ядре, говорит он. «Это — десятилетия очень тщательной и кропотливой работы, медленно осуществляющейся».

Добавить комментарий