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

Они все страдают Они все страдают

Почему все так полюбили непонятные древние картинки со смешными подписями

Вокруг света
Убить прокрастинатора: 5 книг о привычках, которые изменят вашу жизнь Убить прокрастинатора: 5 книг о привычках, которые изменят вашу жизнь

Книги, которые помогут добиться желаемого благодаря полезным привычкам

Популярная механика
Древние сибиряки оказались предками таримских мумий Древние сибиряки оказались предками таримских мумий

Палеогенетики разобрались в происхождении населения Синьцзяна бронзового века

N+1
Я бы в блогеры пошел… Я бы в блогеры пошел…

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

Psychologies
Юрий Каспарян Юрий Каспарян

Солист группы «Кино» Юрий Каспарян — о прошлом и настоящем группы

Maxim
Почему важно следить за давлением в шинах: советы водителям Почему важно следить за давлением в шинах: советы водителям

Неправильное давление в шинах может обернуться серьезными проблемами

РБК
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
Древний добытчик соли в Австрии отведал пива и сыра с плесенью Древний добытчик соли в Австрии отведал пива и сыра с плесенью

Биологи исследовали палеофекалии, обнаруженные в соляных шахтах

N+1
Золотой запас Золотой запас

Продукты с самым долгим сроком хранения

Лиза
Луи-Филипп: король баррикад и олигархов Луи-Филипп: король баррикад и олигархов

«Король-буржуа» оказался последним Бурбоном на троне Франции

Дилетант
Умная стрижка, с которой не нужно делать укладку: примеры для волос разной длины Умная стрижка, с которой не нужно делать укладку: примеры для волос разной длины

Умная стрижка — изобретение парикмахеров, которое всем нам просто необходимо

Cosmopolitan
Абонент временно недоступен Абонент временно недоступен

Гаджеты тоже нужно «употреблять» дозированно

GQ
Закрученная история Закрученная история

Толма — символ армянского гостеприимства

Вокруг света
Аэродинамика скоростных поездов: почему ветер не мешает TGV Аэродинамика скоростных поездов: почему ветер не мешает TGV

Поезд TGV Париж – Нант отходит от парижского вокзала Монпарнас почти бесшумно

Популярная механика
Масштабируйся и не умри: как сохранить баланс между прибылью и издержками Масштабируйся и не умри: как сохранить баланс между прибылью и издержками

Масштабирование любого проекта — часть его жизненного цикла

Inc.
Лесные дали Лесные дали

Лучший шеф-повар России снимает шляпу перед грибами

Tatler
Евгения Крюкова: Евгения Крюкова:

Интервью со звездой сериала «Подражатель» Евгенией Крюковой

Караван историй
Блогер, комик, Гуф: кому пришлось извиняться за шутки по национальному признаку Блогер, комик, Гуф: кому пришлось извиняться за шутки по национальному признаку

С развитием соцсетей неаккуратно сказанное слово может обернуться против тебя

Cosmopolitan
Зеленый стартап: запустить производство полезной соли перед пандемией и не прогореть Зеленый стартап: запустить производство полезной соли перед пандемией и не прогореть

Предпринимательница из Астрахани Наталья Хазова выпускает альтернативу соли

Forbes
Низкоуглеродное государство:  как снизить издержки энергоперехода Низкоуглеродное государство:  как снизить издержки энергоперехода

Переход к зеленой экономике в ближайшие годы станет источником множества рисков

Forbes
Кнопки-плацебо и вкусный чизбургер: как появляются неожиданные идеи и вещи Кнопки-плацебо и вкусный чизбургер: как появляются неожиданные идеи и вещи

Как дизайнеры используют человеческую психологию — во благо и не очень

Forbes
За них точно не стыдно: лучшие российские сериалы последних лет За них точно не стыдно: лучшие российские сериалы последних лет

Удивительный мир русских сериалов

Cosmopolitan
41 шаг на пути к стройности 41 шаг на пути к стройности

Чтобы похудеть, нужно изменить образ жизни и пищевые привычки. С чего начать?

Здоровье
Мари Краймбрери Мари Краймбрери

Мари Краймбрери рассказала, что считает для себя лучшей психотерапией

ЖАРА Magazine
Вперед, к моногамии: как предотвратить измену Вперед, к моногамии: как предотвратить измену

Измена входит в топ-3 причин развода. Но можно ли ее избежать?

Cosmopolitan
Мамонтов и другую арктическую мегафауну погубил рост влажности Мамонтов и другую арктическую мегафауну погубил рост влажности

Мамонтов погубили не охотники, а потепление климата и рост влажности

N+1
«Там считают, если взял выходной — не любишь свою работу»: музыканты из Кирова зарабатывают в Китае $1500 в месяц «Там считают, если взял выходной — не любишь свою работу»: музыканты из Кирова зарабатывают в Китае $1500 в месяц

Как музыканту найти контракт в Китае и с каким трудностями можно столкнуться?

VC.RU
Можно не голодать: щадящая диета для похудения Можно не голодать: щадящая диета для похудения

Выбирайте постепенный и безопасный способ снижения веса

VOICE
Как поведение человека зависит от генетики Как поведение человека зависит от генетики

Что больше влияет на характер человека: генетика или среда, в которой он вырос?

РБК
Кого на Руси замуж не брали: 8 недостатков, которых не прощали женщинам Кого на Руси замуж не брали: 8 недостатков, которых не прощали женщинам

Кому же из девушек на Руси предстояло остаться в одиночестве?

Cosmopolitan
Открыть в приложении