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

D-дискуссия D-дискуссия

Необходим ли регулярный приём витамина D?

Здоровье
Автомобили на дровах: как технологии СССР помогут пережить апокалипсис на колесах Автомобили на дровах: как технологии СССР помогут пережить апокалипсис на колесах

Каждый, кто слышит про машины на дровах, первым делом восклицает: «Бред!»

Maxim
Ножом по стеклу: почему нас бесят звуки и какие раздражают сильнее всех Ножом по стеклу: почему нас бесят звуки и какие раздражают сильнее всех

Какие звуки раздражают нас сильнее всего и почему это происходит

Cosmopolitan
Запечатывает от мороза: почему ты должна сделать японский маникюр этой осенью Запечатывает от мороза: почему ты должна сделать японский маникюр этой осенью

Самый эффективный способ восстановить ногти — сделать японский маникюр

Cosmopolitan
10 простых способов звучать эффектно на совещании 10 простых способов звучать эффектно на совещании

Как улучшить речь перед выступлением в переговорке или "зуме"?

Playboy
Всё просто: как цифровизация делает международную торговлю понятной и доступной Всё просто: как цифровизация делает международную торговлю понятной и доступной

Как технологии помогают бизнесу сделать международную торговлю доступной

Inc.
Осенние цветники Осенние цветники

Кандидатов в позднецветущие композиции набирается немало

Наука и жизнь
Стас Круглицкий: «Я не политик, мне нечего волноваться» Стас Круглицкий: «Я не политик, мне нечего волноваться»

Блогер Стас Круглицкий рассказал о том, планирует ли он стать музыкантом

ЖАРА Magazine
«Слово, вызывающее беспокойство, неловкость и отвращение» «Слово, вызывающее беспокойство, неловкость и отвращение»

Как «Монологи вагины» завоевали слушателей

Weekend
Почему совершеннолетия достигают в 18 лет Почему совершеннолетия достигают в 18 лет

Почему именно 18 лет считается порогом совершеннолетия?

Популярная механика
Александра Морозова: «Мне нравится показывать свое тело – это красиво!» Александра Морозова: «Мне нравится показывать свое тело – это красиво!»

Певица Александра Морозова – больше не Мамина Дочь

Cosmopolitan
Реальные факты, стоящие за самыми известными мифами в истории Реальные факты, стоящие за самыми известными мифами в истории

Порой за легендами стоят реальные факты и явления

Maxim
5 небанальных фильмов на Хеллоуин 5 небанальных фильмов на Хеллоуин

Фильмы для тех, кто наизусть знает классику ужасов

GQ
«Мы же не можем круглыми сутками размышлять о мире во всём мире​»: как рок-звезда Боно из U2 стал венчурным инвестором «Мы же не можем круглыми сутками размышлять о мире во всём мире​»: как рок-звезда Боно из U2 стал венчурным инвестором

Боно из U2 пока что не накопил миллиард, но стремится к этому

VC.RU
Как распознать в будущем муже склонность к алкоголизму Как распознать в будущем муже склонность к алкоголизму

Как распознать в мужчине-романтике служителя «зеленого змия»

Psychologies
Правда ли, что Луна с каждым годом все дальше от Земли? Правда ли, что Луна с каждым годом все дальше от Земли?

Спутник Земли отдаляется от материнской планеты все дальше и дальше...

Популярная механика
Ребенок с ментальными проблемами как домашнее животное Ребенок с ментальными проблемами как домашнее животное

Что делать, если мать воспринимает сына-психотика как домашнее животное?

СНОБ
«Золотая жила» неслучившейся беды: почему в команде нужно обращать внимание на катастрофы, которых не было «Золотая жила» неслучившейся беды: почему в команде нужно обращать внимание на катастрофы, которых не было

Что, если бы компании могли учиться на своих ошибках, при этом их не совершая?

VC.RU
Да, я молодец Да, я молодец

11 способов перестать постоянно ждать одобрения от окружающих

Лиза
Анастасия Красовская Анастасия Красовская

Можно бесконечно смотреть на огонь, воду и актрису Анастасию Красовскую

Собака.ru
В погоне за молодостью В погоне за молодостью

Глядя на некоторых женщин, мы недоумеваем: как им в 50 удается выглядеть на 30?!

Лиза
«Давай сделаем селфи»: 15 признаков, что он в тебя влюбился «Давай сделаем селфи»: 15 признаков, что он в тебя влюбился

Как понять, что ты действительно очень много для него значишь!

Cosmopolitan
Отношения с абьюзером — путь к посттравматическому расстройству Отношения с абьюзером — путь к посттравматическому расстройству

Что такое посттравматическое расстройство и как с ним бороться

Psychologies
Вверх по течению Вверх по течению

Безмятежный интерьер квартиры в пентхаусе московской новостройки

AD
География кадров: выбираем город для нового офиса География кадров: выбираем город для нового офиса

Зачем бизнесу открывать полноценные офисы

Inc.
Материаловеды сделали древесину в двадцать три раза тверже и изготовили из нее нож Материаловеды сделали древесину в двадцать три раза тверже и изготовили из нее нож

Материаловеды увеличили твердость древесины в двадцать три раза

N+1
Наталья Петрова: «Пионеры Русской Америки» Наталья Петрова: «Пионеры Русской Америки»

Книга Натальи Петровой о тех, кто оставил значительный след в истории Аляски

СНОБ
Новинки интеллектуального детектива: что почитать на выходных Новинки интеллектуального детектива: что почитать на выходных

Если внезапно стало скучно значит, пришло время почитать детектив

Psychologies
Электрическое поле помогло исследовать высоколежащие ридберговские состояния атомов Электрическое поле помогло исследовать высоколежащие ридберговские состояния атомов

Китайские физики смогли измерить то, как распределяются главные квантовые числа

N+1
Самые опасные декольте: звезды с пышной грудью, которые выбирают вырезы поглубже Самые опасные декольте: звезды с пышной грудью, которые выбирают вырезы поглубже

Пышная грудь декольте не помеха, так считают героини нашей подборки

Cosmopolitan
Открыть в приложении