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

Четыре отличных сериала, незаслуженно обделенных популярностью Четыре отличных сериала, незаслуженно обделенных популярностью

Экранизация рассказов Дугласа Адамса, доктор Хаус-убийца, женщины-рестлеры и жертва религиозного поклонения концу света!

Maxim
Преждевременно побелевшие канадские зайцы не стали легкой добычей для хищников Преждевременно побелевшие канадские зайцы не стали легкой добычей для хищников

Американские беляки приобрели белую окраску до того, как выпал снег

N+1
В погоне за молодостью В погоне за молодостью

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

Лиза
Ударница Ударница

Кто эта хрупкая блондинка? Модель? Актриса? А вот и нет!

Maxim
5 вещей, которые эмоционально зрелые люди делают регулярно 5 вещей, которые эмоционально зрелые люди делают регулярно

Достаточно ли вы… взрослый?

Psychologies
Сварить петуха и убежать от Лешего: славянские традиции октября Сварить петуха и убежать от Лешего: славянские традиции октября

Что же делало октябрь таким особенным для наших предков?

Psychologies
Трезвые факты о фильме «Особенности национальной охоты» Трезвые факты о фильме «Особенности национальной охоты»

Фильм, который переменил всю российскую комедию

Maxim
Дно, Йолдыз и Ыгыатта: 5 необычных направления для путешествий России Дно, Йолдыз и Ыгыатта: 5 необычных направления для путешествий России

География России с непривычной точки зрения

Playboy
Не Настя, а Амина: Решетова и другие звезды, которые сменили имена Не Настя, а Амина: Решетова и другие звезды, которые сменили имена

10 примеров, когда знаменитости меняли имена

Cosmopolitan
Анастасия Вертинская: Анастасия Вертинская:

Анастасия Вертинская вспоминает свое детство и рассказывает о родителях

Караван историй
Казнить, нельзя помиловать! Неудачный макияж, который не простят визажистам Казнить, нельзя помиловать! Неудачный макияж, который не простят визажистам

15 примеров полного провала в макияже на обычных девушках

Cosmopolitan
«Я не продаю лапшу быстрого приготовления — я даю людям время» «Я не продаю лапшу быстрого приготовления — я даю людям время»

Момофоку Андо придумал наборы из высушённой вермишели и пакетиков специй

VC.RU
Антон Филипенко: «Адекватность должна быть во всем» Антон Филипенко: «Адекватность должна быть во всем»

Антон Филипенко о том, как стал актером и почему его однажды попросили уйти

Cosmopolitan
Как меняются отношения после рождения ребенка Как меняются отношения после рождения ребенка

Как победить кризис в отношениях после рождения ребенка?

Лиза
«У меня случился сердечный приступ во время лучшего в жизни секса» «У меня случился сердечный приступ во время лучшего в жизни секса»

Если половой акт оказывается таким страстным, что приводит к сердечному приступу

Psychologies
Странности перевода: необычные трудовые привычки жителей разных стран Странности перевода: необычные трудовые привычки жителей разных стран

Предлагаем отвлечься на особенности и странности работы в других странах

Esquire
Мать оставила дочери шрамы на всю жизнь, пытаясь вылечить педикулез керосином Мать оставила дочери шрамы на всю жизнь, пытаясь вылечить педикулез керосином

Чарити Саттер почти 20 лет страдает от последствий лечения керосином

Cosmopolitan
Ограбление на свадьбе: воры обчистили молодоженов прямо за стойкой регистрации Ограбление на свадьбе: воры обчистили молодоженов прямо за стойкой регистрации

Дерзкое ограбление, произошедшее прямо во время свадебной церемонии

Cosmopolitan
9 малоизвестных, но хороших советских фильмов (часть 2) 9 малоизвестных, но хороших советских фильмов (часть 2)

Самое время открыть для себя другую сторону советского кино

Maxim
Оцифровать себя: зачем всем скоро потребуется 3D-аватар и насколько сложно его сделать Оцифровать себя: зачем всем скоро потребуется 3D-аватар и насколько сложно его сделать

Настоящее и будущее технологий создания 3D-аватаров

Популярная механика
Ночная рыбалка: чем она лучше дневной Ночная рыбалка: чем она лучше дневной

Ночная рыбалка дарит непередаваемые ощущения

Популярная механика
Хочу сказать Хочу сказать

Татуировки – не просто красивые рисунки на теле

Домашний Очаг
Агентство, студия, фриланс: какого подрядчика выбрать и как ему платить Агентство, студия, фриланс: какого подрядчика выбрать и как ему платить

Агентство, микроагентство, фриланс — чем они отличаются

Inc.
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
Космические пришельцы Космические пришельцы

С далёких планет и комет к нам постоянно прилетают вестники их существования

Наука и жизнь
Лучшие хорроры 2021 года Лучшие хорроры 2021 года

Список самых любопытных хорроров года 2021 года

Esquire
Азиатский макияж: шокирующие фото девушек до и после перевоплощения Азиатский макияж: шокирующие фото девушек до и после перевоплощения

Невероятные трансформации азиатских девушек

Cosmopolitan
Заказывают тракторы «по приколу» и платья в нескольких размерах: что происходит с возвратами в онлайн-магазинах Заказывают тракторы «по приколу» и платья в нескольких размерах: что происходит с возвратами в онлайн-магазинах

Из-за кого политика «купи все, верни потом» стала услугой по умолчанию

VC.RU
ESG-принципы: что это такое и зачем компаниям их соблюдать ESG-принципы: что это такое и зачем компаниям их соблюдать

Тренд на ответственность и экологичность распространился и на сферу инвестиций

РБК
Если френд оказался вдруг... Если френд оказался вдруг...

Как мы дружим в сетях?

Psychologies
Открыть в приложении