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

Подвиг маркетолога Подвиг маркетолога

Мы собрали успешные истории бизнес-хакеров, которые нашли обходные пути

Maxim
Чем предпринимателю полезен родительский опыт Чем предпринимателю полезен родительский опыт

Как опыт в воспитании детей помогает эффективнее управлять компанией

Inc.
Эдвард Радзинский. Прощальная гастроль клуба «418» Эдвард Радзинский. Прощальная гастроль клуба «418»

Эдвард Радзинский остается блистательным рассказчиком

СНОБ
Снимите это немедленно: Джоли и другие звезды с плохим наращиванием волос Снимите это немедленно: Джоли и другие звезды с плохим наращиванием волос

Наткнуться на неумелого мастера по наращиванию волос не такая уж редкая проблема

Cosmopolitan
24 часа с Лёлей Гущиной 24 часа с Лёлей Гущиной

Один день участницы шоу «Студия СОЮЗ» на ТНТ Лёлей Гущиной

Cosmopolitan
Что стоит делать в 20 лет, чтобы избежать сожалений в 40 Что стоит делать в 20 лет, чтобы избежать сожалений в 40

Что делать, чтобы не стало «мучительно больно за бесцельно прожитые годы»

Psychologies
Фактор риска: что нужно знать о тромбозе Фактор риска: что нужно знать о тромбозе

Что нужно знать о факторах риска образования тромбов и как себя защитить?

Домашний Очаг
В исламском некрополе на окраине Бахчисарая обнаружили погребения не по мусульманскому обряду В исламском некрополе на окраине Бахчисарая обнаружили погребения не по мусульманскому обряду

Погребения, совершенные не по мусульманскому обряду, наши в исламском некрополе

N+1
Поднимите нам эко! Поднимите нам эко!

Петербургские бренды косметики наводят мосты с поставщиками натурпродуктов

Собака.ru
Настройка экранного времени Настройка экранного времени

Интервью с телеведущим Азаматом Мусагалиевым

Glamour
Победителей не судят: почему все помешались на Победителей не судят: почему все помешались на

Из чего сложился успех "Игры в кальмара"

Esquire
Отеки, усталость, тяжесть: когда и зачем тебе нужен флеболог Отеки, усталость, тяжесть: когда и зачем тебе нужен флеболог

Ты тоже могла сталкиваться с тяжестью в ногах, характерным «гулом», отеками

Cosmopolitan
Как войти в IT: лучшие советы для новичков Как войти в IT: лучшие советы для новичков

IT-сфера — одна из самых динамично развивающихся. Рост сохраняются даже в кризис

Популярная механика
6 возможных причин психологических травм 6 возможных причин психологических травм

Не всякая психотравма громко заявляет о себе — мы можем и не подозревать

Psychologies
Как голос в наушниках помогает справиться с одиночеством Как голос в наушниках помогает справиться с одиночеством

Почему мы так полюбили слушать других

РБК
Зачем работодателям нанимать зумеров и как заставить их работать Зачем работодателям нанимать зумеров и как заставить их работать

Как работать с зумерами?

СНОБ
Что делать, чтобы не заболеть раком груди: 11 работающих советов Что делать, чтобы не заболеть раком груди: 11 работающих советов

На что нужно обратить внимание, чтобы снизить шансы на рак груди

Cosmopolitan
Язык перемен Язык перемен

Новый женский язык – о чем он?

Домашний Очаг
Одна вокруг света: тысяча неприятностей по дороге в Колумбию Одна вокруг света: тысяча неприятностей по дороге в Колумбию

144-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
«Трудно передать атмосферу, когда видишь Землю». Юлия Пересильд — о космическом полете «Трудно передать атмосферу, когда видишь Землю». Юлия Пересильд — о космическом полете

Актриса Юлия Пересильд — о подготовке к полету в космос и работе на МКС

Playboy
5 фильмов про ускользающую молодость 5 фильмов про ускользающую молодость

Преодолеваем возрастные рубежи с умом и фильмами

GQ
Вам осталось 300 книг. Начните читать прямо сейчас Вам осталось 300 книг. Начните читать прямо сейчас

Почему нужно променять сериалы и вечеринки на книги

Esquire
В США обнаружили обугленные семена табака возрастом более 12 тысяч лет В США обнаружили обугленные семена табака возрастом более 12 тысяч лет

Археологи обнаружили обугленные семена табака, возраст которых около 12300 лет

N+1
Переходим все границы Переходим все границы

Кризис наступает, если один человек хочет перемен, а второй тянет время

Cosmopolitan
Апгрейд мозга: как развить интеллект и обмануть старость Апгрейд мозга: как развить интеллект и обмануть старость

Как «прокачать» свой мозг и одновременно замедлить процесс старения организма

Inc.
Премьер-министр и шахтер: Кейт Миддлтон изучила свое генеалогическое дерево Премьер-министр и шахтер: Кейт Миддлтон изучила свое генеалогическое дерево

Кейт Миддлтон призналась, что изучила свое генеалогическое дерево

Cosmopolitan
План сопрано План сопрано

Аида Гарифуллина, оперная певица и друг бренда Armani Beauty

Cosmopolitan
Маргарита Митрофанова: «Я буду веселой старухой!» Маргарита Митрофанова: «Я буду веселой старухой!»

Маргарита Митрофанова о возрасте, эйджизме и позитивной старости

Psychologies
Хочу сказать Хочу сказать

Татуировки – не просто красивые рисунки на теле

Домашний Очаг
Краску для сиканской погребальной маски замешали на человеческой крови и птичьих яйцах Краску для сиканской погребальной маски замешали на человеческой крови и птичьих яйцах

Ученые исследовали артефакт возрастом около тысячи лет, обнаруженный в Перу

N+1
Открыть в приложении