Ostrov stability

Ostrov stability  je na izotopové mapě hypotetická transuranová oblast , za kterou (v souladu s teorií struktury obalu jádra M. Goeppert-Meyera a H. Jensena , oceněného v roce 1963 Nobelovou cenou za fyziku ) patří k omezujícímu plnění protonových a neutronových obalů v jádře doba života izotopů výrazně překračuje životnost "sousedních" izotopů transuranu , což umožňuje dlouhodobou a stabilní existenci takových prvků, a to i v přírodě.

Na ostrově, nebo spíše ostrovech stability, jsou vrcholy a sestupy relativní stability různých prvků. Za nejvýraznější kandidáty na příslušnost k prvnímu Ostrovu stability byly dlouhou dobu považovány izotopy prvků s pořadovými čísly 114 a 126 , a tedy takzvané magické a dvojnásobně magické číselné hodnoty jader podle obalu . teorie .

První izotopy prvku 114 syntetizované ve Spojeném ústavu pro jaderný výzkum (JINR) mají skutečně atypicky dlouhý poločas rozpadu [1] , což potvrzuje teorii skořápky. V květnu 2006 ruští vědci pod vedením Jurije Oganesjana z JINR oznámili, že se jim podařilo potvrdit existenci prvního dlouhověkého izotopu prvku 114 a získali experimentální potvrzení existence Ostrova stability – při tomto experimentu navíc k dříve prováděným fyzikálním experimentům byla provedena chemická identifikace rozpadových řetězců [2] . Prvek flerovium (114), stejně jako prvek livermorium (116), byl uznán organizací IUPAC v prosinci 2011 a v květnu 2012 získal registrovaný oficiální název.

Další méně jasné prvky prvního Ostrova stability byly syntetizovány a čekají na oficiální registraci – až do atomového čísla 118 od roku 2012. Byly také učiněny pokusy syntetizovat následující supertěžké transuranové prvky, včetně tvrzení o syntéze prvku unbiquadium (124) a nepřímých důkazů prvků unbinylium (120) a unbihexium (126), které dosud nebyly potvrzeny. Při pokusu o syntézu prvku 124 na Velkém národním urychlovači těžkých iontů ( GANIL ) v letech 2006–2008 přitom měření přímého a zpožděného štěpení jader sloučenin prokázala silný stabilizační účinek protonové skořápky, také ne tolik pro Z = 114, ale pro Z = 120 [3] .

Syntéza nových prvků Ostrova stability pokračuje mezinárodními týmy v JINR v Rusku ( Dubna ), Helmholtz European Centre for Heavy Ion Studies v Německu , Lawrence Berkeley National Laboratory a Livermore National Laboratory v USA , Institute for Fyzikální a chemický výzkum v Japonsku a dalších laboratořích [4] [5] .

Hledání supertěžkých prvků v přírodě zatím nebylo úspěšné [6] . Objev prvku sergenium (108) v zemích Cheleken na počátku 70. let 20. století. nebyla potvrzena. V roce 2008 byl oznámen objev prvku ecatorium-unbibium (122) ve vzorcích přírodního thoria [7] , ale toto tvrzení je v současnosti zpochybňováno na základě nedávných pokusů reprodukovat data pomocí přesnějších metod. V roce 2011 ruští vědci ohlásili [8] objev stop v meteoritové hmotě stop po srážkách s částicemi s atomovými čísly od 105 do 130, což může být nepřímý důkaz existence stabilních supertěžkých jader [9] .

Poločas rozpadu nejtěžších prvků [10] [11] [12]
Číslo název Nejdéle
žijící izotop
vyrobený
Poločas
rozpadu
83 Vizmut 209 Bi 1,9×10 19 let
84 Polonium 209 Po 125,2 ± 3,3 let
85 Astatin 210 At 8,1 hodiny
86 Radon 222 Rn 3,8235 dnů
87 Francie 223 Fr _ 22,0 min
88 Rádium 226 Ra 1600 let
89 Actinium 227ac _ 21,77 let
90 Thorium 232th _ 1,41 × 10 10 let
91 Protaktinium 231 Pa _ 32 800 let
92 Uran 238 U 4,47 × 10 9 let
93 Neptunium 237 Np _ 2,14 × 10 6 let
94 Plutonium 244 Pu 8,0 × 10 7 let
95 Americium 243 ráno 7400 let
96 Curium 247 cm_ 1,6 × 10 7 let
97 Berkelium 247 bk 1380 let
98 Kalifornie 251 srov 900 let
99 Einsteinium 252 Es 470 dní
100 Fermi 257 fm 100,5 dne
101 Mendelevium 258 Md _ 51,5 dne
102 Nobelium 259 č.p 58 min
103 Laurence 266Lr _ 10 hodin
104 Rutherfordium 267 RF 1,3 hodiny
105 Dubnium 268 dB _ 28 hodin
106 Seaborgium 269 ​​Sg _ 3,1 min
107 Bory 270 Bh 1 minuta
108 Hassius 270 Hs 10 s
109 Meitnerius 278 Mt 4,5 s
110 Darmstadt 281 Ds 13 s
111 rentgen 282 Rg _ 2,1 min [13]
112 Kopernicius 285 Cn 28 s
113 Nihonium 286Nh _ 9,5 s
114 Flerovium 289 Fla 1,9 s
115 Pižmová 290 Mc 650 ms
116 Livermorium 293 lv 57 ms
117 Tennessee 294 tis 51 ms
118 Oganessona 294 Og 0,69 ms

Poznámka: Pro prvky 109-118 je izotop s nejdelší životností ten nejtěžší získaný. Lze předpokládat, že těžší, přesto nezískané izotopy mají delší životnost.

Viz také

Poznámky

  1. Yu. Ts. Oganessian a kol. Měření průřezů a rozpadových vlastností izotopů prvků 112, 114 a 116 produkovaných při fúzních reakcích 233 238 U, 242 Pu a 248 Cm+ 48 Ca  // Physical Review C. - American Physical Society, 2004. - T. 70 , č. 6 . - S. 064609 . - doi : 10.1103/PhysRevC.70.064609 .  (Přístup: 28. října 2012)
  2. Molchanov M. Objev je potvrzen  // Ve světě vědy . - 2006. - č. 7 (červenec) . - S. 74-75 . Archivováno z originálu 28. září 2007.
  3. M. Morjean a kol. Přímý experimentální důkaz pro velmi dlouhé doby štěpení supertěžkých prvků  // The European Physical Journal D. - 2007 (preprint).  (Přístup: 28. října 2012)
  4. Institut v Dubně se stal čtvrtým na světě co do počtu objevených izotopů Archivní kopie z 8. října 2011 na Wayback Machine // Lenta.ru , 10/5/2011.  (Přístup: 28. října 2012)
  5. Pořadí izotopů odhaluje přední laboratoře Archivováno 18. února 2012 na Wayback Machine  // Nature , 4. 10. 2011   . (Přístup: 28. října 2012)
  6. Valerij Čumakov. Supertěžké prvky  // Ve světě vědy . - 2016. - č. 5-6 . - S. 12-23 .
  7. Marinov A., Rodushkin I., Kolb D., Pape, A., Kashiv Y., Brandt R., Gentry RV, Miller HW Důkazy pro dlouhotrvající supertěžké jádro s atomovým hmotnostním číslem A=292 a atomovým číslem Z =~122 v přirozeném Th  (anglicky) . - doi : 10.1142/S0218301310014662 . - arXiv : 0804.3869 .  (Přístup: 28. října 2012)
  8. ↑ Byly objeveny stopy ultra těžkých jader galaktického kosmického záření  // Fian-inform.ru. - 2011. Archivováno 8. ledna 2012.
  9. Polukhina N. G. Pokroky ve výzkumu jaderné fyziky na detektorech dráhy a vyhlídky na použití techniky dráhy v astrofyzice, fyzice elementárních částic a aplikované práci  // Uspekhi fizicheskikh nauk . - Ruská akademie věd , 2012. - T. 182 . - S. 656-669 . - doi : 10.3367/UFNr.0182.201206g.0656 .  (Přístup: 28. října 2012)
  10. Emsley , J. Přírodní stavební kameny  . - Oxford University Press , 2001. - S. 143-144, 458. - ISBN 0-19-850340-7 .
  11. Khuyagbaatar, J. 48 Ca+ 249 Bk Fúzní reakce vedoucí k prvku Z = 117: Long-Lived α-Decaying 270 Db a Discovery of 266 Lr  // Physical Review Letters  : journal  . - 2014. - Sv. 112 . — S. 172501 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.112.172501 . - .
  12. Witze, A. Superheavy element 117 debutuje . ScienceNews (6. dubna 2010). Získáno 6. dubna 2010. Archivováno z originálu 9. dubna 2010.
  13. Khuyagbaatar, J.; Yakushev, A.; Düllmann, Ch. E. a kol. 48 Ca+ 249 Bk Fúzní reakce vedoucí k prvku Z=117: Dlouhodobý rozpad α- 270 Db a objev 266 Lr  // Physical Review Letters  : journal  . - 2014. - Sv. 112 , č. 17 . — S. 172501 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.112.172501 . - . — PMID 24836239 .

Odkazy