117-й родился! Ученые получили новый элемент таблицы Менделеева

117-й родился!
Ученые получили новый элемент таблицы Менделеева
Версия для печати
Facebook
Twitter
VKontakte
LiveJournal
Юрий Медведев
"Российская газета" - Федеральный выпуск №5152 (73) от 8 апреля 2010 г.
Фото: Вести.ру
Команда российских и американских физиков под руководством академика Юрия Оганесяна синтезировала новый химический элемент - под номером 117. Он пока получил неофициальное название унунсептий.

Как известно, сейчас на Земле всего 83 стабильных химических элемента, хотя при образовании Солнечной системы элементов родилось гораздо больше. Самый легкий - водород с атомным номером 1, самый тяжелый - уран с номером 92. Но сохранились лишь те, время жизни которых больше возраста Земли - 4,5 миллиарда лет. Другие распались и не дожили до наших дней. Причем это касается только сверхтяжелых элементов, чей номер в таблице Менделеева превышает 83. А, к примеру, уран распадется и сейчас.

Хотя казалось, с чего бы ядрам атомов разваливаться? Ведь теория "отца" атома Резерфорда справедлива и для элементов с атомными номерами 170 и даже более. Еще в 30-х годах прошлого века физики вроде бы докопались до истины, предложив красивую модель деления ядра, состоящего из нейтронов и протонов. Ядро якобы подобно капле жидкости. Его стремятся разорвать заряженные протоны, но им препятствуют силы поверхностного натяжения. Чем больше протонов, тем нестабильней ядро. Поэтому-то легкие элементы живут миллиарды лет, а сверхтяжелые разваливаются.

- Но постепенно появились данные, которые противоречили этой теории, - говорит вице-директор Объединенного института ядерных исследований Михаил Иткис. - В ходе экспериментов ученые заметили, что некоторые тяжелые элементы делятся как-то странно, не вписываясь в теорию.

- Более того, появились признаки, что стабильными могут быть элементы, которым теория это категорически запрещала. И вот в конце 60-х годов группой ученых из разных стран была создана новая модель атомного ядра. В ней доказывалось, что ядро - это не совсем аморфная капля, у него куда более сложная структура (ее назвали замкнутой протонной оболочкой). Именно благодаря ей должен существовать "остров стабильности" - группа сверхтяжелых элементов, которые могут прожить определенное время, не распадаясь. Этот вывод и стал сигналом для поиска.

Более того, теоретики дали экспериментаторам "ключ" для синтеза новых элементов. Они доказали, что существуют "магические числа" (число протонов и нейтронов в ядре), при которых ядра сверхтяжелых элементов будут стабильны. Скажем, элемент на вершине "острова стабильности" должен иметь 120 протонов и 184 нейтрона. Кстати, именно к нему и стремятся физики, синтезируя новые элементы. Его срок жизни может составить тысячи, а может, миллионы лет. Таким образом появляется шанс, в принципе, получать принципиально новые материалы. Что же касается только что синтезированного 117-го унунсептия, то у него "всего" 117 протонов и 177 нейтронов. Он прожил доли секунды.

Эксперимент был задуман академиком Юрием Оганесяном еще шесть лет назад, но только сейчас воплотился в жизнь. Все дело в атомах берклия-249, который использовался в данной работе. Только с его помощью можно было добраться до 117-го. Почему именно берклий?

- Дело в том, что для обстрела мишени у нас применяется один из изотопов кальция, у которого 20 протонов, - говорит Михаил Иткис. - Раз у нового элемента должно быть 117 протонов, требовался элемент с 97 протонами. А это только берклий. Но он очень капризен, так как живет всего 320 дней и распадается. Его нарабатывают только в США. Требовалось накопить 25 миллиграмм этого элемента, выделить, очистить от примесей, привезти в Россию, доставить в Димитровград, сделать мишень, отправить ее в Дубну, поставить на ускоритель и облучать шесть месяцев, чтобы для надежности результата получить минимум шесть атомов 117-го элемента. По сути, по одному в месяц.

Ранее дубненскими физиками впервые в мире были синтезированы новые, долгоживущие сверхтяжелые элементы с порядковыми номерами 113, 114, 115, 116 и 118. По мнению специалистов, результаты многолетних работ ядерщиков из Дубны - одно из наиболее выдающихся достижений российской науки.

Немецкие физики создали ununbium - новый 112 элемент таблицы Менделеева, - подробности сообщает газета "Комсомольская правда".

Более 10 лет понадобилось немецким физикам, чтобы создать единственный атом нового 112 элемента химической таблицы Менделеева. Искусственно созданное в атомном реакторе вещество относится к типу сверхтяжелых элементов.

Команда ученых под руководством Зигурда Хофмана из немецкого Centre for Heavy Ion Research еще не придумала названия для нового элемента. После того, как название будет выбрано, 112 элемент будет официально добавлен в химическую таблицу, сообщает Би-би-си.

Пока физики склоняются к названию ununbium, что переводится с латыни «один один два» (речь идет о 112 номере элемента).

Для того, чтобы создать этот атом немецкие физики проводили эксперименты в 120-метровом ускорителе, бомбардируя заряженными ионами атом-цель.

Похожую научную работу ведут российские физики Объединенном институте ядерных исследований в подмосковной Дубне. Они уже успешно синтезировали множество новых элементов химической таблицы совместно с коллегами из США (опыты ведутся на двух континентах).

Например, российские и американские физики в последнее десятилетие создали в ядерном реакторе 113, 114, 115 и 116 и 118 элементы химической таблицы Менделеева.

Есть даже элемент дубний (Db, 105), который физики назвали в честь наукограда Дубны.

С тех пор как в 1940-41 годах были синтезированы первые искусственные элементы, названные нептунием и плутонием, эксперименты на стыке ядерной физики и химии по созданию трансурановых элементов продолжаются. Ученые до сих пор не знают, существует ли верхняя граница таблицы элементов. До сих пор им удается создавать новые элементы для нее.

Из всех синтезированных учеными элементов реальное применение нашел пока лишь плутоний (Pu). Его широко используют, как ядерное топливо.

Пять крупнейших научных центров, которые занимаются исследованием свойств новых элементов, находятся в России (Объединенный институт ядерных исследований в Дубне), США, Германии, Японии и Франции.

Российские ученые открыли 116-й элемент таблицы Менделлева

5.09.2000 0:00 | Русский Переплет

Около двух месяцев назад, 14 июня, в лаборатории ядерных реакций имени Г.Н. Флерова Объединенного института ядерных исследований в Дубне начался эксперимент по синтезу нового, 116-го, элемента таблицы Менделеева. И 19 июля, в 1 час 21 минуту, было зарегистрировано событие, которое можно интерпретировать как распад ядра 116-го элемента.

"В нашем циклотроне У-400 мы бомбардировали мишени из кюрия-248 ионами кальция-48, разогнанными до скорости 0,1 от скорости света, - рассказывает научный руководитель лаборатории ядерных реакций, член-корреспондент РАН Юрий Оганесян. - При слиянии должен был образоваться стабильный элемент, который испытывает альфа-распад и тогда превращается в 114-й. Этот, в свою очередь, - в 112-й элемент, а потом в 110-й. И вот, 19 июля, мы такую цепочку распадов зарегистрировали". Время жизни 116-го элемента - 50 миллисекунд. Пока зафиксировано только одно такое событие, но эксперимент будет продолжаться до конца года.

Однако важен не столько даже сам факт синтеза нового химического элемента. Уже 35 лет существует и развивается теоретическая гипотеза относительно того, что таблица Менделеева не кончается трансурановыми элементами. И это несмотря на то что по мере того, как мы идем ко все более тяжелым элементам, время их жизни резко уменьшается. Если уран, 92-й номер в таблице, живет миллиард лет, то 112- й элемент, который был синтезирован в Германии в 1995 г., живет 240 микросекунд! Но теория предсказывает, что если пойти еще дальше, ко все более тяжелым элементам, время их жизни начнет опять сильно возрастать.

В таком случае правомерно поставить вопрос: где верхняя граница периодической системы? Когда в прошлом веке Дмитрий Иванович Менделеев сформулировал свой периодический закон, ему было известно 63 химических элемента. К 1940 г. была заполнена практически вся таблица Менделеева до номера 92 - урана - включительно. (Кроме элемента 61 - прометий, открытого в 1945 г.) Надо сказать, что уран - это своего рода Рубикон в таблице Менделеева: последний элемент, распространенный в естественном виде в земной коре. Все последующие 18 трансурановых элементов в буквальном смысле творение рук человеческих. В природе их практически нет. И чем дальше за уран, тем меньше время существования новых атомов вплоть до тысячных долей секунды. Но вот что удивительно. Теоретики предсказали, что около элемента с атомным номером 114 при числе нейтронов в ядре 182 должен существовать "остров стабильности". Время жизни этого гипотетического элемента оценивается в несколько миллионов лет. Нынешний эксперимент в Дубне стал очень важным тестом на правильность всей ядерной теории.

"Честно сказать, больше всего нас интересует не синтез еще одного элемента. Ну, 116-й, ну еще один Ну и что? - комментирует результаты эксперимента Юрий Оганесян. - Если действительно правильно (а как будто это так), структура ядерной материи может так сильно менять свойства всей системы - ядра, атома, потом молекулы - то, вообще-то говоря, речь идет о совершенно необычном веществе, основу которого составляет очень тяжелое ядро".

Впрочем, достигнуть пика - 114-го элемента со 182 нейтронами в ядре - невозможно. Никакие мыслимые на сегодня реакции синтеза не приводят к такому большому количеству нейтронов в ядре. В конце прошлого года в лаборатории ядерных реакций было синтезировано ядро 114-го элемента, но в него удалось "вбить" только 174 нейтрона. А в данной ситуации каждый нейтрон значит очень много. Так, прибавление всего шести нейтронов к ядру 112-го элемента со 165 нейтронами увеличивает время жизни нового изотопа в четыре млн. раз, и оно составляет минуты!

Однако о приближении к вершине "острова стабильности" можно судить и по "отрогам". Полученное ядро элемента # 116 содержит 180 нейтронов. По словам Оганесяна, на "отрогах" время жизни нового элемента оказалось даже больше, чем предсказывает теория. И этот факт сам по себе еще требует объяснения. Как бы там ни было, но вершина "острова стабильности" уже оконтурена: 116-й - это как бы перелет через нее, а 112-й - недолет.

"Надо пахать этот "остров стабильности", если не на вершине, то хотя бы на "отрогах" и полученные результаты экстраполировать на вершину, - уверен Юрий Оганесян. - И если только окажется, что на вершине время жизни ядра может исчисляться сотнями миллионов лет, то тогда надо ставить эксперимент по поиску сверхтяжелых элементов в земной коре". Практические следствия этой работы - самые фантастические. Например, если критическая масса урана составляет около 20 кг, то критическая масса сверхтяжелых элементов может быть всего несколько миллиграммов. Впрочем, это все пока только научная фантастика.

Фактически же после синтеза нового элемента # 116 таблицы Менделеева можно говорить об открытии целого радиоактивного семейства сверхтяжелых элементов подобно тому, как мы знаем радиоактивное семейство урана и тория. Один из выводов проведенных экспериментов касается теории синтеза атомных ядер: похоже, что заселение сверхтяжелых элементов нейтронами происходит сверху, а не снизу, как мы привыкли для стабильных элементов таблицы Менделеева. Тогда возникает вопрос: а где тот первичный источник сверхтяжелых элементов? Может быть, на него могут претендовать так называемые нейтронные звезды? Ответов пока нет.

Необходимо отметить и еще одну важную особенность эксперимента по синтезу нового элемента таблицы Менделеева: если можно так сказать, это чисто российский элемент. Чрезвычайно дорогой изотоп кальция-48 (один грамм стоит 250 тыс. долл.), по решению министра по атомной энергии РФ Евгения Адамова, для дубненских физиков наработали на комбинате "Электрохимприбор" города Лесной. Учитывая это обстоятельство, в лаборатории ядерных реакций разработали такую методику эксперимента, когда кальция-48 расходуется 0,3 мг в час. "Мы считаем одним из больших наших достижений, - подчеркивает Юрий Оганесян, - то, что это уникальное вещество нам удалось перевести в разряд рутинных. Это позволило нам вести эксперименты продолжительностью полгода. В США, например, попытались это сделать, но у них меньше 40 мг не получилось".

Кюрий-248, тоже весьма экзотическое вещество, изготовили в НИИ атомных реакторов Димитровграда.

А физики-теоретики уже обсуждают свойства элемента с порядковым номером 400 и числом нейтронов в ядре - 900! Эти гипотетические ядра должны иметь вид пузыря, так называемый bubble-nuclear - центр ядра пустой... Похоже, что ядерная материя действительно неисчерпаема в своих проявлениях.

Все та же голова..

115 элемент таблицы Менделеева ...

Последний из открытых ,на сегоднегний день, и самый тяжёлый из радиоактивных элементов УНУНПЕНТИУМ. Был синтезирован в России в городе Дубна в 2004г. Новый элемент был получен при слиянии ядер Кальция и Америция. Унунпентиум переводиться с латыни как "один один пять" ,это стопятнадцатый элемент таблицы. Четыре получиных атома просуществовали чуть больше четверти секунды, однако можно сказать что это металл серебристо серого или белого цвета. В природе этот элемент существовал, вероятно, только в момент зарождения вселенной.