Из 26 известных трансурановых элементов 24 не встречаются на нашей планете

Популярная механикаНаука

Какие из химических элементов — рукотворные

Из 26 известных в настоящее время трансурановых элементов 24 не встречаются на нашей планете. Они были созданы человеком. Как же синтезируют тяжелые и сверхтяжелые элементы?

Алексей Левин

Первый список из тридцати трех предполагаемых элементов, «Таблицу субстанций, принадлежащих всем царствам природы, которые могут считаться простейшими составными частями тел», опубликовал Антуан Лоран Лавуазье в 1789 году. Вместе с кислородом, азотом, водородом, семнадцатью металлами и еще несколькими настоящими элементами в нем фигурировали свет, теплород и некоторые окислы. А когда 80 лет спустя Менделеев придумал Периодическую систему, химики знали 62 элемента. К началу XX века считалось, что в природе существуют 92 элемента — от водорода до урана, хотя некоторые из них еще не были открыты.

Тем не менее уже в конце XIX века ученые допускали существование элементов, следующих в таблице Менделеева за ураном (трансуранов), но обнаружить их никак не удавалось. Сейчас известно, что в земной коре содержатся следовые количества 93-го и 94-го элементов — нептуния и плутония. Но исторически эти элементы сначала получили искусственно и лишь потом обнаружили в составе минералов.

b023c48cb3808132353e5e818afb7b59.jpg

Из 94 первых элементов у 83 имеются либо стабильные, либо долгоживущие изотопы, период полураспада которых сравним с возрастом Солнечной системы (они попали на нашу планету из протопланетного облака). Жизнь остальных 11 природных элементов много короче, и потому они возникают в земной коре лишь в результате радиоактивных распадов на краткое время. А как же все остальные элементы, от 95-го до 118-го? На нашей планете их нет. Все они были получены искусственным путем.

Первый искусственный

Создание искусственных элементов имеет долгую историю. Принципиальная возможность этого стала понятна в 1932 году, когда Вернер Гейзенберг и Дмитрий Иваненко пришли к выводу, что атомные ядра состоят из протонов и нейтронов. Два года спустя группа Энрико Ферми попыталась получить трансураны, облучая уран медленными нейтронами. Предполагалось, что ядро урана захватит один или два нейтрона, после чего претерпит бета-распад с рождением 93-го или 94-го элементов. Они даже поспешили объявить об открытии трансуранов, которые в 1938 году в своей Нобелевской речи Ферми назвал аусонием и гесперием. Однако немецкие радиохимики Отто Ган и Фриц Штрассман вместе с австрийским физиком Лизой Мейтнер вскоре показали, что Ферми ошибся: эти нуклиды были изотопами уже известных элементов, возникшими в результате расщепления ядер урана на пары осколков приблизительно одинаковой массы. Именно это открытие, совершенное в декабре 1938 года, сделало возможным создание ядерного реактора и атомной бомбы.

da9b6ecce194505e26f270f3d2238530.jpg
Внутри ядер существуют протонные и нейтронные оболочки, в чем-то похожие на электронные оболочки атомов. Ядра с полностью заполненными оболочками особо устойчивы по отношению к спонтанным превращениям. Числа нейтронов и протонов, соответствующих таким оболочкам, называются магическими. Некоторые из них определены экспериментально — это 2, 8, 20 и 28. Оболочечные модели позволяют вычислить «магические числа» сверхтяжелых ядер и теоретически — правда, без полной гарантии. Есть основания ожидать, что нейтронное число 184 окажется магическим. Ему могут соответствовать протонные числа 114, 120 и 126, причем последнее опять-таки должно быть магическим. Если это так, то изотопы 114-го, 120-го и 126-го элементов, содержащие по 184 нейтрона, будут жить куда дольше своих соседей по таблице Менделеева — минуты, часы, а то и годы (эту область таблицы принято называть островом стабильности). Самые большие надежды ученые возлагают на последний изотоп с дважды магическим ядром.

Первым же синтезированным элементом стал вовсе не трансуран, а предсказанный еще Менделеевым экамарганец. Его искали в различных рудах, но безуспешно. А в 1937 году экамарганец, позднее названный технецием (от греческого — искусственный) был получен при обстреле молибденовой мишени ядрами дейтерия, разогнанными в циклотроне Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли.

Легкие снаряды

Элементы с 93-го до 101-го были получены при взаимодействии ядер урана либо следующих за ним трансуранов с нейтронами, дейтронами (ядрами дейтерия) или альфа-частицами (ядрами гелия). Первого успеха здесь добились американцы Эдвин Макмиллан и Филип Эйбелсон, которые в 1940 году синтезировали нептуний-239, отработав идею Ферми: захват ураном-238 медленных нейтронов и последующий бета-распад урана-239.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

54 м² 54 м²

В квартире по проекту архитектурного бюро BIGO позаботились о комфорте кота

AD
Археологи обнаружили два поселения эпохи бронзы в Нижегородской области Археологи обнаружили два поселения эпохи бронзы в Нижегородской области

Археологи раскопали два поселения эпохи бронзы

N+1
Археологи достали из растаявшего ледника вторую лыжу эпохи викингов Археологи достали из растаявшего ледника вторую лыжу эпохи викингов

Ученые нашли пару лыж, возраст которой около 1300 лет

N+1
Мать оставила дочери шрамы на всю жизнь, пытаясь вылечить педикулез керосином Мать оставила дочери шрамы на всю жизнь, пытаясь вылечить педикулез керосином

Чарити Саттер почти 20 лет страдает от последствий лечения керосином

Cosmopolitan
Путешествие на край детства Путешествие на край детства

Ксения Рождественская о «Маленькой маме» Селин Сьямма

Weekend
Когда носить телесные, а когда черные колготки: 9 правил, которые надо знать Когда носить телесные, а когда черные колготки: 9 правил, которые надо знать

Какие колготки надеть — вечный вопрос, ставящий миллионы девушек в тупик

Cosmopolitan
Как работать с человеком, который вам неприятен. Советы психологов Как работать с человеком, который вам неприятен. Советы психологов

Типы токсичных коллег и как избежать с ними разногласий

Inc.
Я бы в блогеры пошел… Я бы в блогеры пошел…

Как выстроить отношения с юным блогером, который живет в соседней комнате?

Psychologies
6 советов тем, кто ищет счастья 6 советов тем, кто ищет счастья

Как быть счастливым даже в непростой жизненный период?

Psychologies
Мужчина выгнал сына из дома. Когда тот разбогател, отец потребовал денег Мужчина выгнал сына из дома. Когда тот разбогател, отец потребовал денег

Воспитательные методы отцов граничат с жестокостью — в этом убедился наш герой

Psychologies
«Ходит сон по дворам…» «Ходит сон по дворам…»

Заметки к раздумью о мире сновидений русской литературы

Наука и жизнь
Безопасность вместо развития: какой капитализм построили в России за 30 лет Безопасность вместо развития: какой капитализм построили в России за 30 лет

30 лет назад Россия выбрала курс на строительство капитализма

Forbes
Логический кубит стал устойчив к шумам Логический кубит стал устойчив к шумам

Квантовые коды коррекции ошибок работают не только в теории, но и на практике

N+1
Звучит гордо Звучит гордо

Зачем дизайнеры работают над слуховыми впечатлениями

Robb Report
Игра в десятку. Сколько будет стоить новый Lexus LX600 Игра в десятку. Сколько будет стоить новый Lexus LX600

Lexus LX600. Ну и чем он хорош?

Maxim
3 причины, почему не растет уровень нашего дохода 3 причины, почему не растет уровень нашего дохода

Почему у кого-то зарплата растет, а у нас нет?

Psychologies
Аномальный топологический изолятор защитил микроволновой сигнал от больших помех Аномальный топологический изолятор защитил микроволновой сигнал от больших помех

Физики объединили свойства изоляторов Черна со свойствами изоляторов Флоке

N+1
Зло слов Зло слов

Краткая история оскорблений и ругательств

Maxim
«Не стыдно!»: 7 звезд, которые встречались с женатыми и не жалеют «Не стыдно!»: 7 звезд, которые встречались с женатыми и не жалеют

Российские знаменитые девушки, которые честно признались, что были любовницами

Cosmopolitan
Счастье есть... и пить Счастье есть... и пить

Места гастрономической силы в Крыму и Краснодарском крае

Добрые советы
Оттенки премиального: кроссовер Genesis GV70 Оттенки премиального: кроссовер Genesis GV70

Кроссовер Genesis GV70 коварно заманивает своим богатым внутренним миром

Maxim
Загадки эдиакарской биоты: необычные ископаемые Загадки эдиакарской биоты: необычные ископаемые

Эдиакарская биота — фауна организмов, населявших Землю миллионы лет назад

Популярная механика
Купчихи, дворянки, магнатки: как женщины Российской империи вели бизнес Купчихи, дворянки, магнатки: как женщины Российской империи вели бизнес

Глава книги об имущественных правах женщин

Forbes
10 культовых парочек из фильмов, чьи образы стоит воплотить на Хеллоуин 10 культовых парочек из фильмов, чьи образы стоит воплотить на Хеллоуин

Культовые и незаезженные парочки, чьи образы запомнятся на любой вечеринке

Cosmopolitan
Chevrolet Trailblazer. В процессе масштабирования Chevrolet Trailblazer. В процессе масштабирования

Chevrolet Trailblazer — компактный кроссовер с трёхцилиндровым турбомотором

4x4 Club
Закон убывающей отдачи: как достигать успеха без лишних усилий и выгорания Закон убывающей отдачи: как достигать успеха без лишних усилий и выгорания

Как прикладывать меньше усилий и получать лучший результат

Forbes
Дуй с горы Дуй с горы

Оксана Чекулаева рассказывает о лучших маршрутах для внетрассового катания

Men’s Health
Евгений Федоров Евгений Федоров

Tequilajazzz наконец-то выпускает новый альбом «Камни» — впервые за 12 лет

Собака.ru
Не из твоего романа: 13 литературных героев, с которыми отношений не построишь Не из твоего романа: 13 литературных героев, с которыми отношений не построишь

Среди персонажей известных книг есть как хорошие люди, так и мерзавцы

Cosmopolitan
Битва при Павии. Бой времён Битва при Павии. Бой времён

Историки называют битву при Павии последней баталией Средних веков

Дилетант
Открыть в приложении