Остров стабильности

Остров стабильности на карте изотопов

Остров стабильности — трансурановая область на карте изотопов, для которой (в соответствии с теорией оболочечного строения ядра М. Гёпперт-Мейер и Х. Йенсена, удостоенных в 1963 Нобелевской премии) вследствие предельного заполнения в ядре протонных и нейтронных оболочек, время жизни изотопов значительно превышает время жизни «соседних» трансурановых изотопов, делая возможным долгоживущее и стабильное существование таких элементов, в том числе в природе.

На Острове, а точнее островах стабильности, есть пики и спуски относительной стабильности разных элементов. Наиболее яркими кандидатами на принадлежность первому Острову стабильности долгое время рассматривались изотопы элементов, имеющих порядковые номера 114 и 126 и соответственно так называемые магическое и дважды магическое числовые значения ядер по оболочечной теории.

Первые изотопы элемента 114, синтезированные в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ), действительно имеют нетипично большой период полураспада^[1], что подтверждает оболочечную теорию. В мае 2006 года российские учёные под руководством Юрия Оганесяна из ОИЯИ объявили, что им удалось подтвердить существование первого долгоживущего изотопа элемента 114 и получить экспериментальное подтверждение существования Острова стабильности — в ходе этого эксперимента в дополнение к ранее проведённым физическим экспериментам была проведена химическая идентификация цепочек распада^[2]. Элемент флеровий (114), как и элемент ливерморий (116), был признан IUPAC в декабре 2011 года и получил зарегистрированное официальное название в мае 2012 года.

Синтезированы и ожидают официальной регистрации другие менее яркие элементы первого Острова стабильности — до атомного номера 118 по состоянию на 2012 год. Также предпринимались попытки синтеза следующих сверхтяжёлых трансурановых элементов, в том числе были заявления о синтезе элемента унбиквадий (124) и косвенных свидетельствах о элементах унбинилий (120) и унбигексий (126), которые пока не подтверждены. При этом при попытках синтеза элемента 124 на Большом национальном ускорителе тяжелых ионов (GANIL) в 2006—2008 годах измерения прямого и запаздывающего деления составных ядер показали сильный стабилизирующий эффект протонной оболочки также не столько для Z = 114, сколько для Z = 120^[3].

Синтезирование новых элементов Острова стабильности продолжается международными коллективами в Объединённом институте ядерных исследований в России (Дубна), Европейском Центре по изучению тяжёлых ионов имени Гельмгольца в Германии, Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и Ливерморской национальной лаборатории в США, Институте физико-химических исследований в Японии и других лабораториях^[4][5].

Поиски сверхтяжёлых элементов в природе пока не увенчались успехом. Обнаружение в землях Челекена элемента сергения (108) в начале 1970-х гг подтверждено не было. В 2008 году было объявлено об обнаружении элемента экатория-унбибия (122) в образцах природного тория^[6], однако это заявление в настоящее время оспаривается на основании последних попыток воспроизведения данных с использованием более точных методов. В 2011 году российские ученые сообщили^[7] об открытии в метеоритном веществе следов столкновений с частицами с атомными числами от 105 до 130, что может являться косвенным доказательством существования стабильных сверхтяжелых ядер^[8].

См. также

• Теория оболочечного строения ядра
• Магические числа (физика)
• Синтезированные химические элементы
• Трансактиноиды
• Суперактиноиды
• Трансурановые элементы

Примечания

1. ↑ Yu. Ts. Oganessian et al. Measurements of cross sections and decay properties of the isotopes of elements 112, 114, and 116 produced in the fusion reactions ^233,238U, ²⁴²Pu, and ²⁴⁸Cm+⁴⁸Ca // Physical Review C. — American Physical Society, 2004. — В. 6. — Т. 70. — С. 064609. — DOI:10.1103/PhysRevC.70.064609  (Проверено 28 октября 2012)
   • См. также свободно доступный препринт, несколько отличающийся от статьи в Phys. Rev. C  (Проверено 28 октября 2012)
2. ↑ Молчанов М. Открытие подтверждено // В мире науки. — 2006. — № 7 (июль). — С. 74—75.(недоступная ссылка)
3. ↑ M. Morjean et al Direct experimental evidence for very long fission times of super-heavy elements // The European Physical Journal D. — 2007 (препринт).  (Проверено 28 октября 2012)
4. ↑ Институт в Дубне стал четвёртым в мире по количеству открытых изотопов // Lenta.ru, 5.10.2011.  (Проверено 28 октября 2012)
5. ↑ Isotope ranking reveals leading labs (англ.) // Nature, 4.10.2011.  (Проверено 28 октября 2012)
6. ↑ Marinov A., Rodushkin I., Kolb D., Pape, A., Kashiv Y., Brandt R., Gentry R. V., Miller H. W. Evidence for a long-lived superheavy nucleus with atomic mass number A=292 and atomic number Z=~122 in natural Th (англ.). — DOI:10.1142/S0218301310014662 — arΧiv:0804.3869 (Проверено 28 октября 2012)
7. ↑ Обнаружены следы ультратяжёлых ядер галактических космических лучей // Fian-inform.ru. — 2011.(недоступная ссылка)
8. ↑ Полухина Н. Г. Достижения в ядерно-физических исследованиях на трековых детекторах и перспективы использования трековой методики в астрофизике, физике элементарных частиц и прикладных работах // Журнал «Успехи физических наук». — 2012. — Т. 182. — С. 656—669. — DOI:10.3367/UFNr.0182.201206g.0656  (Проверено 28 октября 2012)

Ссылки

• Оганесян Ю. Острова стабильности // В мире науки. — 2005. — № 3. — С. 66-77.(недоступная ссылка)