Szuperkemény elemek a mag stabilitási szigetén
Eredeti szövegek weboldalakhoz és webes projektekhez. Szerzői jogok, átírások, fordítások.
Egyedi tartalmú és hírekkel rendelkező webhelyek professzionális tartalma.
Optimalizált témájú szövegek és fotók alacsony költséggel. Megbízhatóan.
A mag stabilitásának elméleti és kísérleti vizsgálata lehetővé tette a szovjet fizikusok számára, hogy átdolgozzák az eddig alkalmazott nehéz transzuránium előállítási módszereit. Dubnában úgy döntöttünk, hogy új utakat fogunk, és célpontokká teszik az ólmot és a bizmutot.
A mag, mint az atom egésze, héjszerkezete van. A 2-8-20-28-50-82-114-126-164 protonokat tartalmazó atommagok (azaz az ilyen rendszámú atomok magja) és a 2-8-20-28-50-82-126- 184-196- 228-272-318 neutronok, a héjaik teljes szerkezetének köszönhetően.
Csak viszonylag korábban volt lehetséges megerősíteni ezeket a nézeteket számítógépes számításokkal. Az ilyen szokatlan stabilitás szemmel látható volt, elsősorban az egyes elemek térben való előfordulásának tanulmányozása során. Az ilyen nukleáris számmal rendelkező izotópokat varázslatosnak nevezik. A bizmut izotóp [209] Bi, amely 126 neutronnal rendelkezik, ilyen mágikus nuklidot jelent. Ez magában foglalja az oxigén, kalcium és ón izotópjait is. Dupla mágikus következők: hélium - izotóp [4] Ő (2 proton, 2 neutron) kalcium - [48] a Ca (20 protonok, 28 neutron) ólom - [208] Pb (82 protonok, 126 neutronok). Különbözőek a mag sajátos erejében.
Új típusú ionforrások és erősebb nehézion-gyorsítók felhasználásával az U-200 és az U-300 aggregátumokat párosították a Dubnában, a G.N. csoportban. Flerova és Yu. Ts. Oganesyan hamarosan rendkívüli energiával rendelkező nehéz ionok áramlását kezdte. A magok fúziójának elérése érdekében a szovjet fizikusok 280 millió MeV króm ionokat ólom- és bizmut-célpontban tüzeltek. Mi történt volna? 1974 elején a dubnai atomi tudósok 50 esetet regisztráltak ezzel a bombázással, jelezve a 106. elem megalakulását, amely azonban már 10 [-2] évesen bomlik. Ezeket az 50 atommagot a séma szerint alakítottuk ki:
[208] Pb + [51] Cr [259] X
Egy kicsit később Ghiorso Seaborg a Lawrence Berkeley Laboratory jelentette, hogy szintetizált izotópja az új, 106., az elem és a tömegszám 263 bombázása kalifornium-249 oxigén ionok a készülék Super-HILAC.
Mi az új elem neve? A korábbi különbségek eldobásával mindkét csoport a Berkeley-ben és a Dubna-ban, a tudományos versenyben versengve, ezúttal közös véleményt kapott. Túl korai lenne a nevekről beszélni, mondta Oganesyan. És Győrö hozzátette, hogy úgy döntöttek, hogy tartózkodnak a 106. elem elnevezésére vonatkozó javaslattól, amíg a helyzet nem tisztázódik.
1976 végéig a Dubna Nukleáris Reakció Laboratórium számos kísérletet végzett a 107. elem szintézisében; Kezdõ anyagként a Dubna "alkimistái" a "mágikus" bizmut-209. Amikor króm ionokkal bombázta 290 MeV energiával, a 107. elem izotópává vált:
[209] Bi + [54] Cr [261] X + 2n
A 107. elem spontán bomlik, felezési ideje 0,002 s, emellett emellett alfa részecskéket bocsát ki.
A 106. és 107. elemeknél a 0,01 és 0,002 s féléletidők miatt feldagadtunk. Végtére is kiderült, hogy több nagyságrenddel nagyobbak, mint a számított számítógépes számítások. Talán a 107. elemet már jelentősen befolyásolta a protonok és a neutronok következő varázslatok száma - 114, ami növeli a stabilitást? Ha ez így van, reménykedtünk abban, hogy a 107. elem hosszú élettartamú izotópjait kapjuk, például a berkelium neonionokkal való bombázását. A számítások azt mutatták, hogy a reakcióban keletkező, neutronokban gazdag izotóp féléletideje meghaladja az 1 másodpercet. Ez lehetővé tenné számunkra, hogy tanulmányozzuk a 107. elem kémiai tulajdonságait - az áztatást.
Az első transzurán, a 93-neptunium-237 elem leghosszabb élettani izotópja - féléletideje 2 100 000 év; a 100. elem legstabilabb izotópja - Fermi-257 - csak 97 nap. A 104. elem óta a féléletidő csak egy másodperc törtrésze. Ezért úgy tűnt, hogy semmilyen remény sem volt arra, hogy felfedezze ezeket az elemeket. Miért van szükség további kutatásra? Albert Ghiorso, a vezető amerikai szakértő transzurán elemek, ha egyszer beszélt erről: „Az ok, hogy folytassák a keresést további elemeket egyszerűen egyben az emberi kíváncsiság -, hogy mi folyik a következő sarkon az utca?” Ez azonban természetesen nem csupán tudományos kíváncsiság. Giorgos mindazonáltal világossá tette, mennyire fontos egy ilyen alapos tanulmány folytatása.
Az 1960-as években a mágikus nukleáris számok elmélete egyre fontosabbá vált. Az "instabilitás tengerében" a tudósok kétségbeesetten megpróbálták megmenteni a "viszonylagos stabilitás szigetét", amelyen az atom kutatójának lábai határozottan hajolhatnak. Bár ez az sziget még nem fedezett fel, "koordinátái" ismertek: a 114-es elemet, Ekaswin-t, a stabilitás nagy régiójának központja. 298 izotópot a 114-es elem régóta különleges figyelemmel a tudományos vita, mivel a 114 protont és 184 neutront, ez az egyik a kétszeresen mágikus magok, amely megjósolja a létezését hosszú távú, de ez azt is jelenti, hosszú ideig a lét? Az előzetes számítások azt mutatják, hogy a felezési idő a kiadás alfa-részecskék aránya 1 és 1000 s, és kapcsolatban spontán hasadási - 108-10 [16] s. Az ilyen ingadozások, amint azt a fizikusok rámutatják, a "számítógépes kémia" megközelítésével magyarázzák.
A következő stabilitási szigetre - a droswhip 164-es elemre - a féléletidő nagyon biztató értékei jelennek meg. A 164-es elem 482-es tömegszámú izotópja is kétszer mágikus: a magot 164 proton és 318 neutron alkotja.
A tudományt egyszerűen csak mágikus szuperkemény elemek, például az izotóp-294 1 elem vagy az izotóp-310 elem 126 érdekli, amelyek mindegyike 184 neutront tartalmaz. Diva adódik, mivel a kutatók komolyan manipulálják ezeket a képzeletbeli elemeket, mintha már léteznek - a dopinfo.ru. A számítógépről minden új adatot kivonnak, és most már biztosan tudjuk, mely tulajdonságok - nukleáris, kristályos és kémiai - ezeknek a szuperkemény elemeknek rendelkezniük kell. A szakirodalom pontos adatokat gyűjt fel olyan elemekre vonatkozóan, amelyeket az emberek talán 50 év múlva fognak megnyitni.
Jelenleg az atomi tudósok a felfedezések várakozásai során instabilitással utaznak tengeren. A hátuk mögött egy szilárd föld volt: egy természetes, radioaktív elemekkel rendelkező félsziget, melyet a tórium és az urán magasságai jelöltek meg, és messze kiterjedt keményföldet ólom, ón és kalcium többi elemével és csúcsaival. Bátor navigátorok már régóta a nyílt tengeren. Egy váratlan helyen találtak egy sekélyt: nyitott 106 és 107 elem a vártnál stabilabb.
Az utóbbi években már hosszú ideje úszunk az instabilitás tengerén, állítja GN. Flerov, és hirtelen az utolsó pillanatban érezték a talajt a lábuk alatt. Véletlenszerű víz alatti szikla? Vagy a régóta várt stabilitási sziget homokos strandja? Ha a második helyes, akkor tényleges lehetőségünk van arra, hogy létrehozzunk egy új rendszeres, stabil, szuperkemény elemeket, amelyek csodálatos tulajdonságokkal rendelkeznek.
Miután a stabil elemek hipotézise közeledett a 114, 126, 164 atomszámokhoz, a világ minden tájáról érkező kutatók megtámadták ezeket a "szuperkemény" atomokat. Néhányan közülük, az állítólag nagy féléletekkel, azt remélték, hogy megtalálhatóak a Földön vagy a Kozmoszban, legalábbis nyomokban. Végül is, amikor a naprendszerünk megjelenése, ezek az elemek is léteztek, mint a többiek.
A szuperkemény elemek nyomai - mit érdemes megérteni? Ennek a képességnek köszönhetően, hogy képes spontán két nagy tömegű és energiájú nukleáris töredékre osztani, ezeknek a transzuránoknak el kell hagyniuk a pusztítás nyomvonalát a közeli anyagban. Ezeket a nyomokat az ásványok a mikroszkóp alatt látják a maratás után. A pusztítás nyomon követési módszerének segítségével már régóta elveszett elemek létezését lehet nyomon követni. A maradék nyomvonal szélességétől becsüljük az elem rendelési számát - a sáv szélessége arányos a nukleáris töltet négyzetével. A "még életben levő" szuperkemény elemek is reménykednek, hogy felfedik azt, hogy ismételten neutronokat bocsátanak ki. Spontán hasadási folyamat során ezek az elemek akár 10 neutront is kibocsátanak.
A szuperkemény elemek nyomai az óceán mélyéből származó mangán betonokban, valamint a sarki tengerek gleccsereinek olvadása után a vizekben keresésre kerültek. Eddig, hiába. GN Flerov és munkatársai megvizsgálták az ólomüveget a tizennegyedik század egyik ősi kirakatjáról, a 19. századi Leyden bankról, a 18. századi ólomkristályból készült vázairól. Először is, a spontán hasadalom több nyomát mutatta az ekasvinets - 114. elem. Azonban, amikor a Dubna tudósai a Szovjetunió legmélyebb sóbányáján egy érzékeny neutron detektorral ismételték meg méréseiket, nem kaptak pozitív eredményt. Ilyen mélységben a kozmikus sugárzás nem tud behatolni, ami nyilvánvalóan a megfigyelt hatást váltotta ki.
1977-ben Flerov professzor azt javasolta, hogy végül felfedezte "a transzurán jelzéseit" a kaszpi-tengeri Cheleken-félsziget mély hévízének tanulmányozásában. Azonban a bejelentett esetek száma túl kicsi ahhoz, hogy egyértelműen kijelölhető legyen. Egy évvel később Flerov csoportja havonta 150 spontán megosztást regisztrált. Ezeket az adatokat egy ismeretlen transzuránnal töltött ioncserélővel történő munkavégzés során kaptuk meg. Flerov évek milliárdjaival becsülte meg az elem felezési idejét, amelyet még nem tudott azonosítani.
Más kutatók más módokon is elmentek. Fowler professzor és a Bristol Egyetem munkatársai nagy magasságban kísérleteztek aerosztátokkal. ismeretlen elem sorszám 96 (Curium): A meghaladja a 92. A brit kutatók úgy vélik, hogy az egyik sávot akár rámutat az elemek 102 108 Később be egy javaslatot, a kis mennyiségű nukleáris detektorok fedetlen sok helyen nukleáris díjakat.
Hogyan hatnak ezek a szupersúlyos részecskék a földgömb sztratoszférájába? Eddig számos elméletet terjesztettek elő. Szerintük a nehéz atomoknak szupernóva robbanásokból vagy más asztrofizikai folyamatokból kell származniuk, és kozmikus sugárzás vagy por formájában kell elérniük a Földet - de csak 1000-10000000 év után. Ezeket a kozmikus üledékeket jelenleg mind a légkörben, mind a mély tengeri üledékekben kutatják.
Tehát a szuperkemény elemek kozmikus sugárzásban lehetnek? Igaz, az 1975-ben Skylab-kísérletet vállalt amerikai tudósok szerint ez a hipotézis nem igazolódott meg. A Földön repült tértechnikai laboratóriumban detektorokat szereltek fel, amelyek nagy részecskéket szívtak el a térből; Csak ismert elemekből álló számokat találtak. A Hold-por 1969-ben a Holdra való első leszállás után a Földre szállították, nem kevésbé alaposan megvizsgálták a szuperkemény elemek jelenlétét. Amikor "hosszú élettartamú" részecskék nyomát 0,025 mm-ig találtak, egyes kutatók úgy vélték, hogy ezek a 110-119 elemekhez tartozhatnak.
Hasonló eredményeket kaptunk a meteoritok különböző mintáiból származó xenon nemesgáz anomális izotóp összetételére vonatkozó vizsgálatokból. A fizikusok úgy vélték, hogy ez a hatás csak a szuperkemény elemek - dopinfo.ru létezésével magyarázható. A dubnai tudósok, akik 1969 őszén 20 kg Allende-meteoritot elemeztek Mexikóban, három hónapos megfigyelés eredményeként több spontán behatolást is felfedeztek. Azonban, miután megállapítást nyert, hogy a "természetes" plutónium-244, miután a naprendszerünk szerves része nagyon hasonló nyomokat hagyott maga után, az értelmezés óvatosabb lett.
Az érdekelt? A mi véleményünkben még érdekesebb, hasznos és kognitív anyagokat gyűjtöttünk össze az igazi ínyencekre, akik ritka és szükséges információkat értékeltek.