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

Из помазанников Божьих в святые мученики Из помазанников Божьих в святые мученики

Расстрел царской семьи — едва ли не самый хорошо исследованный сюжет

Дилетант
«В поисках памяти. Возникновение новой науки о человеческой психике» «В поисках памяти. Возникновение новой науки о человеческой психике»

Отрывкок из книги «Возникновение новой науки о человеческой психике»

N+1
10 простых способов звучать эффектно на совещании 10 простых способов звучать эффектно на совещании

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

Playboy
Гений места Гений места

Квартира, в которой интерьер связан с экстерьером дома

SALON-Interior
Красное ушко Красное ушко

Встреча с косулёнком

Наука и жизнь
Наталия Мещанинова — о сериале «Пингвины моей мамы», преследовании комиков, женском кино и приемных детях Наталия Мещанинова — о сериале «Пингвины моей мамы», преследовании комиков, женском кино и приемных детях

Режиссер Наталия Мещанинова — о юморе, школе и о непрофессиональных актерах

Esquire
Актер года: Иван Янковский Актер года: Иван Янковский

Иван Янковский прошел через «Огонь» и «Топи»

GQ
Без замены переменных. Секс + дружба = ? Без замены переменных. Секс + дружба = ?

Как уживаются секс и дружба и есть ли в этой паре место любви

СНОБ
Екатерина Попова о 10 вещах, которые не должна делать женщина после 30 лет Екатерина Попова о 10 вещах, которые не должна делать женщина после 30 лет

К 30 годам женщина должна перестать делать эти вещи

VOICE
Как поставить пароль на файлы, папки, диски: 3 проверенных способа Как поставить пароль на файлы, папки, диски: 3 проверенных способа

Можно запретить другим людям доступ к отдельным файлам, папкам или даже диску

CHIP
История о том, как мужчине пришлось жениться на журавлихе История о том, как мужчине пришлось жениться на журавлихе

Крисом Кроу нечаянно (и на всю жизнь) стал мужем редкой птицы!

Maxim
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
Молодо — зелено Молодо — зелено

Каково влияние ESG-трендов на жизнь людей сегодня и завтра

РБК
Эйджизм: явный и скрытый Эйджизм: явный и скрытый

Так ли все радужно с корректностью нашей речи в плане эйджизма?

Домашний Очаг
Здесь звезда не падала: что не так с гипотезой о «содомском метеорите» Здесь звезда не падала: что не так с гипотезой о «содомском метеорите»

Почему научное сообщество усомнилось в гипотезе о «содомском метеорите»

N+1
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
В тени Каспийского монстра: экранопланы США середины холодной войны В тени Каспийского монстра: экранопланы США середины холодной войны

История экранопланов в США

Популярная механика
Платформы говорят Платформы говорят

Cтриминговые сервисы множатся и производят огромное количество контента

GQ
Есть ли связь между усложнением общества и уменьшением размера мозга Есть ли связь между усложнением общества и уменьшением размера мозга

Почему человеческий мозг уменьшается?

СНОБ
Инженеры сами не знали, что умеет программа, а пользователи просили её упростить: так Microsoft создавала Office в 90-х Инженеры сами не знали, что умеет программа, а пользователи просили её упростить: так Microsoft создавала Office в 90-х

Как начинался путь Microsoft — рассказывает вице-президент Windows

VC.RU
Сто порций еды и рассказы о бывшей девушке: как парни портят первое свидание Сто порций еды и рассказы о бывшей девушке: как парни портят первое свидание

История ужасного свидания

Cosmopolitan
Когда драконы были большими: что мы знаем о приквеле «Игры престолов» Когда драконы были большими: что мы знаем о приквеле «Игры престолов»

Что мы знаем о о приквеле «Игры престолов» — «Дом дракона»

Cosmopolitan
Амур де труа: твой гид по сексу втроем Амур де труа: твой гид по сексу втроем

Как найти недостающее звено и подготовиться к сексу с третьим не лишним

Playboy
Хвостик на контроле. Скандалы из-за «внешнего вида» школьников напоминают взрослым о базовых свободах Хвостик на контроле. Скандалы из-за «внешнего вида» школьников напоминают взрослым о базовых свободах

Школьные скандалы из-за «внешнего вида учащихся» стали нормой для начала осени

СНОБ
Ботинки-пальцы и криосауна: на что тратит деньги Рената Литвинова Ботинки-пальцы и криосауна: на что тратит деньги Рената Литвинова

Кольца, платья, маски — выясняем, во что вкладывает деньги Рената Литвинова

РБК
Часы войны Часы войны

Именно войнам мы обязаны появлением наручных часов

Вокруг света
Мужчина влюбился в незнакомку из своего сна и нашел ее в реальности Мужчина влюбился в незнакомку из своего сна и нашел ее в реальности

Любовь с первого взгляда — вовсе не удача и счастливое стечение обстоятельств

Psychologies
Сибирские арктические собаки скрестились со степными и научились пасти оленей Сибирские арктические собаки скрестились со степными и научились пасти оленей

Генетики исследовали происхождение ненецких лаек

N+1
Бебель и «анти-Делон»: кем на самом деле был Жан-Поль Бельмондо Бебель и «анти-Делон»: кем на самом деле был Жан-Поль Бельмондо

Размышляем о Жане-Поле Бельмондо — одного из самых популярных артистов XX века

РБК
Татьяна Борзых: Татьяна Борзых:

Ваня Бортник — это был человек редкой породы и верности

Коллекция. Караван историй
Открыть в приложении