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

В Казань на выходные В Казань на выходные

Прогулочно-гастрономический маршрут по столице Татарстана и окрестностям

СНОБ
«Однажды в сказке»: читаем ребенку вместе с Людмилой Петрановской «Однажды в сказке»: читаем ребенку вместе с Людмилой Петрановской

Отрывок из книги «Читаем и развиваемся с психологом. Однажды в сказке»

Psychologies
«‎Наш новый сотрудник — искусственный интеллект». Как подготовиться к появлению цифрового коллеги «‎Наш новый сотрудник — искусственный интеллект». Как подготовиться к появлению цифрового коллеги

Как помочь коллективу принять в команду алгоритм?

СНОБ
Как криптовалютный стартап из Сан-Франциско обошел Coinbase по объему сделок Как криптовалютный стартап из Сан-Франциско обошел Coinbase по объему сделок

Dydx — стартап, который обошел крупнейшую криптовалютную биржу Америки

Forbes
Культовые предметы советского дизайна. Почему нам так дорог фотоаппарат «Зенит» Культовые предметы советского дизайна. Почему нам так дорог фотоаппарат «Зенит»

Рассказываем об истории фотоаппаратов «Зенит»

СНОБ
Боевые искусства Боевые искусства

Уровень красоты в Москве нулевых зашкаливал

Tatler
Викинги побывали в Канаде в 1021 году Викинги побывали в Канаде в 1021 году

Викинги присутствовали на острове Ньюфаундленд в 1021 году нашей эры

N+1
Кредит с сюрпризом Кредит с сюрпризом

Новые уловки финансовых мошенников

Лиза
Игра в ассоциации Игра в ассоциации

Красочный интерьер для ценителей современного искусства

SALON-Interior
Усложнение мемов с годами доказали математически Усложнение мемов с годами доказали математически

Ученые подвергли обработке более двух миллионов картинок с мемами

N+1
Археологи раскопали три средневековых поселения под Муромом и Владимиром Археологи раскопали три средневековых поселения под Муромом и Владимиром

Ученым удалось обнаружить некрополи под Муромом и Владимиром

N+1
Назло невестке: как жена Александра III сделала первую пластику на Руси Назло невестке: как жена Александра III сделала первую пластику на Руси

Мария Федоровна стала первой, кто сделал пластическую операцию в Империи

Cosmopolitan
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
Как визажист и бывшая госслужащая построили бизнес на 316 млн рублей на гречишном чае Как визажист и бывшая госслужащая построили бизнес на 316 млн рублей на гречишном чае

Как «обжарочный цех» на кухне превратился в целую гречишную империю?

Forbes
Установка прошла успешно Установка прошла успешно

15 главных вопросов о современных имплантах груди

Собака.ru
Что недоговаривают производители умных телевизоров: учимся читать между строк Что недоговаривают производители умных телевизоров: учимся читать между строк

Что нужно учесть при покупке Смарт-ТВ

CHIP
Дойти до точки Дойти до точки

Как избавиться от акне подручными средствами?

Лиза
Кто такая Дикая Женщина и как ее в себе найти Кто такая Дикая Женщина и как ее в себе найти

Почему нам настолько тяжело прислушиваться к себе?

Psychologies
Как кишечные бактерии влияют на мозг и развитие ментальных болезней Как кишечные бактерии влияют на мозг и развитие ментальных болезней

Настроение может меняться из-за бактерий, которые живут в кишечнике

РБК
Гора защитила превращение фтора в кислород от космической радиации Гора защитила превращение фтора в кислород от космической радиации

Перенос лаборатории под землю помог увеличить точность эксперимента

N+1
Культурные коды экономики: как холодная зима, язык и маскулинность влияют на страну Культурные коды экономики: как холодная зима, язык и маскулинность влияют на страну

Как формируются индивидуальные черты наций и при чем здесь холодные зимы

Forbes
19 безобразных архитектурных решений российских городов 19 безобразных архитектурных решений российских городов

Русская урбанистика, бессмысленная и беспощадная

Maxim
Александр Раппопорт о женщинах на кухне, консервативной Москве и гиде Michelin Александр Раппопорт о женщинах на кухне, консервативной Москве и гиде Michelin

Александр Раппопорт о том, почему сейчас женщины начали занимать должности шефов

Forbes
Примут ли одежду, залитую кровью, и еще 9 насущных вопросов работникам химчистки (с ответами) Примут ли одежду, залитую кровью, и еще 9 насущных вопросов работникам химчистки (с ответами)

Самые наболевшие вопросы о том, что происходит в химчистке

Maxim
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
Вопрос дня: сможет ли Илон Маск нарисовать свое лицо на поверхности Луны Вопрос дня: сможет ли Илон Маск нарисовать свое лицо на поверхности Луны

Портрет Илона Маска на Луне. Как вам такое?

Популярная механика
«Дома перестанут зависеть от внешних источников энергии» «Дома перестанут зависеть от внешних источников энергии»

Как ESG-технологии становятся фундаментом строек будущего

РБК
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
Похудела и пожалела: я отказалась от хлеба на неделю и не собираюсь повторять Похудела и пожалела: я отказалась от хлеба на неделю и не собираюсь повторять

Что может случиться, если отказаться от хлеба и булок

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
Открыть в приложении