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

Он серьезно не пьет? 15 звезд, которые навсегда отказались от алкоголя Он серьезно не пьет? 15 звезд, которые навсегда отказались от алкоголя

Он серьезно не пьет? 15 звезд, которые навсегда отказались от алкоголя

Playboy
Цена красоты: что с собой делает Виктория Лопырева и сколько это стоит Цена красоты: что с собой делает Виктория Лопырева и сколько это стоит

Виктория Лопырева очень сильно отличается от себя образца 10-летней давности

Cosmopolitan
«Когда геоданные попадают на рынок, их можно перепродавать бесконечно»: как устроен рынок сведений о местоположении «Когда геоданные попадают на рынок, их можно перепродавать бесконечно»: как устроен рынок сведений о местоположении

Как информация попадает в сеть, где она продаётся и кто её покупает

VC.RU
Самые дурацкие афродизиаки в истории человечества Самые дурацкие афродизиаки в истории человечества

Дуриан, картошка, яд жабы и другие странные афродизиаки

Maxim
Дача-феникс Дача-феникс

Директор школы “Детали” Татьяна Рогова отстроила новый дом после пожара

AD
Ударница Ударница

Кто эта хрупкая блондинка? Модель? Актриса? А вот и нет!

Maxim
Я – шопоголик Я – шопоголик

Наши герои рассказывают, к чему их привели бесконтрольные покупки

Лиза
«Я чувствую себя девственницей!» Женщина полностью отказалась от секса на 3 года «Я чувствую себя девственницей!» Женщина полностью отказалась от секса на 3 года

Тереза Брукс в 49 лет решила полностью отказаться от интимной близости

Cosmopolitan
Как понять, что вы относитесь к жизни слишком серьезно Как понять, что вы относитесь к жизни слишком серьезно

Как понять, что вы тот самый человек, которому не хватает легкости?

Psychologies
Детские лагеря для взрослых: как они работают Детские лагеря для взрослых: как они работают

Как формат детского лагеря помогает современным взрослым восстановить силы

СНОБ
Древний житель Лаоса адаптировался к питанию в тропических лесах Древний житель Лаоса адаптировался к питанию в тропических лесах

Анализ изотопов цинка раскрыл диету индивида из пещеры Там-Па-Линг

N+1
Выкуп без рисков Выкуп без рисков

На что стоит обратить внимание, приобретая сельхозземлю

Агроинвестор
Артем Ларин: «Игнорирование ESG может обернуться потерей рынка» Артем Ларин: «Игнорирование ESG может обернуться потерей рынка»

Что такое ESG-повестка, и как бизнесу внедрить ее в свои процессы?

РБК
Лингвистические задачи о вселенной Гарри Поттера. Отрывок из книги Лингвистические задачи о вселенной Гарри Поттера. Отрывок из книги

Фрагмент из книги лингвистических задач «Три склянки пополудни»

СНОБ
Почему китайские смартфоны такие дешевые: мифы и правда Почему китайские смартфоны такие дешевые: мифы и правда

Почему китайские смартфоны стоят дешевле разработок других крупных компаний

CHIP
«Мне противно менять подгузники своему ребенку» «Мне противно менять подгузники своему ребенку»

Рождение ребенка — это не только улыбки, нежные объятия и бесконечное счастье

Psychologies
Археологи нашли древнего китайца с ампутированной в наказание ступней Археологи нашли древнего китайца с ампутированной в наказание ступней

Китайские археологи обнаружили погребение мужчины с ампутированной стопой

N+1
Нити для похудения: как работает методика, которая взорвала Инстаграм Нити для похудения: как работает методика, которая взорвала Инстаграм

Похудение при помощи нитей: новый метод, который избавит от лишнего веса?

Cosmopolitan
«Выгорание — не знак почета»: почему сверхурочная работа не приведет вас к успеху «Выгорание — не знак почета»: почему сверхурочная работа не приведет вас к успеху

Мы перерабатываем, в надежде преуспеть. Это — самый прямой путь к выгоранию

Inc.
«Места, пропитанные ненавистью, лишь плодят ненависть». Отрывок из книги об экскурсиях в лагеря смерти «Места, пропитанные ненавистью, лишь плодят ненависть». Отрывок из книги об экскурсиях в лагеря смерти

Отрывок из книги «Монстр памяти» Ишая Сарида

СНОБ
Феномен Måneskin: что стоит за славой и обожанием группы Феномен Måneskin: что стоит за славой и обожанием группы

Почему ребята из Måneskin могут посоревноваться в популярности с Queen

ЖАРА Magazine
Как страховался российский экспорт Как страховался российский экспорт

Чем запомнились знаковые сделки в истории страхования экспортных контрактов?

РБК
По горизонтали: что предложить сотруднику, кроме повышения По горизонтали: что предложить сотруднику, кроме повышения

Развитие карьеры по горизонтали — что это такое?

Inc.
Всё время голоден: 7 причин, по которым ты постоянно хочешь есть Всё время голоден: 7 причин, по которым ты постоянно хочешь есть

Почему я всё время хочу есть?

Cosmopolitan
Указка как символ: 12 фильмов о романах учителей и учеников Указка как символ: 12 фильмов о романах учителей и учеников

12 фильмов о запретной любви учителей и учеников

Cosmopolitan
Одна вокруг света: Панамский канал и путь в неизвестность Одна вокруг света: Панамский канал и путь в неизвестность

Путешественницы рассказывают, как устроена шлюзовая система Панамского канала

Forbes
Мы больше не хотим это видеть! 11 видов селфи, которые всех достали Мы больше не хотим это видеть! 11 видов селфи, которые всех достали

Все делают селфи, которые всех достали. Хватит!

Cosmopolitan
Как с разных планет Как с разных планет

Ученые и бизнесмены не могут найти общий язык по теме климатических изменений

РБК
Моделирование подтвердило образование тяжелых элементов в столкновениях нейтронных звезд Моделирование подтвердило образование тяжелых элементов в столкновениях нейтронных звезд

Источник тяжелых элементов во Вселенной — столкновение нейтронных звезд

N+1
Сила слова Сила слова

«Искусственный интеллект нужен человеку» – сообщил нам искусственный интеллект

Популярная механика
Открыть в приложении