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

До и после бокала вина: фотограф показал, как меняется настроение от алкоголя До и после бокала вина: фотограф показал, как меняется настроение от алкоголя

Фотограф из Бразилии Маркус Альберти придумал забавный проект

Playboy
Еще 10 фильмов, изображающих Россию в самом неприглядном свете Еще 10 фильмов, изображающих Россию в самом неприглядном свете

Кино про российскую действительность, от которой хочется схватиться за голову

Maxim
Ведьма с Уолл-стрит: самая богатая и самая скупая женщина в мире Ведьма с Уолл-стрит: самая богатая и самая скупая женщина в мире

Беттми Грин: история о том, как не нужно обращаться с деньгами

Cosmopolitan
Доминирование пассажиров. Тест-драйв Toyota Alphard Доминирование пассажиров. Тест-драйв Toyota Alphard

О главной особенности минивэна Toyota Alphard — в тест-драйве «Сноба»

СНОБ
Настройка экранного времени Настройка экранного времени

Интервью с телеведущим Азаматом Мусагалиевым

Glamour
5 способов сделать жизнь дома комфортнее 5 способов сделать жизнь дома комфортнее

Умный дом, светодизайн, VR и другие способы сделать дом лучше

Популярная механика
Как правильно носить черное: 9 способов не стать мрачной и безликой Как правильно носить черное: 9 способов не стать мрачной и безликой

Если в твоем гардеробе преобладает черная одежда, скорее читай инструкцию

Cosmopolitan
Состав косметики: на что обращать внимание при выборе Состав косметики: на что обращать внимание при выборе

Каждый потребитель косметических средств хотя бы раз ошибался при выборе

РБК
Жена поспорила с мужем и перестала убирать в доме – вот что из этого вышло Жена поспорила с мужем и перестала убирать в доме – вот что из этого вышло

Что делать, если кто-то уверен, что всё домашнее хозяйство держится на нем?

Cosmopolitan
Мамы на детской площадке набросились на женщину из-за слишком красивой внешности Мамы на детской площадке набросились на женщину из-за слишком красивой внешности

Зависть — страшная штука, способная превращать людей в монстров

Cosmopolitan
Как правильно бегать: 9 полезных советов Как правильно бегать: 9 полезных советов

Что нужно делать до, во время и после выхода на беговую тропинку

VOICE
Археологи раскопали в Верхней Нубии 142 погребения эпохи неолита Археологи раскопали в Верхней Нубии 142 погребения эпохи неолита

В Верхней Нубии обнаружили 142 человеческих погребения эпохи неолита

N+1
Андрей Калина Андрей Калина

Паралимпиада в Токио принесла Андрею Калине сразу три золотых медали

Собака.ru
Сезонные напасти Сезонные напасти

Как защитить себя и своих близких от обострения хронических заболеваний осенью?

Добрые советы
Не фитоняшки: как выглядят самые знаменитые женщины-бодибилдеры Не фитоняшки: как выглядят самые знаменитые женщины-бодибилдеры

Самые известные чемпионки по бодибилдингу

VOICE
Гуантанамо Гуантанамо

Гуантанамо — тюрьма США на Кубе для иностранцев, обвиняемых в терроризме

Дилетант
Мы не сидим сложа руки Мы не сидим сложа руки

Лучший декоратор вашего дома — это вы сами

Tatler
До «метавселенных» ещё далеко: три причины, почему До «метавселенных» ещё далеко: три причины, почему

Специалисты объясняют, почему «метавселенная» не так близко, как кажется

VC.RU
Отношения с абьюзером — путь к посттравматическому расстройству Отношения с абьюзером — путь к посттравматическому расстройству

Что такое посттравматическое расстройство и как с ним бороться

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
Археологи нашли погребение алеманнского всадника с вооружением и гребнем из слоновой кости Археологи нашли погребение алеманнского всадника с вооружением и гребнем из слоновой кости

Археологи обнаружили в Баварии два погребения алеманнов VI века нашей эры

N+1
Девушка встретила любовь всей своей жизни, когда сменила номер телефона Девушка встретила любовь всей своей жизни, когда сменила номер телефона

Джейд Скотт и Мэтью Ньюман поженились благодаря старой сим-карте девушки

Cosmopolitan
Как правильно хранить резину: с дисками и без (важная инструкция) Как правильно хранить резину: с дисками и без (важная инструкция)

Где нельзя складировать колеса и другие важные правила хранения резины

РБК
Археологи обнаружили в засыпанном здании столбы в виде фаллосов возрастом 11 тысяч лет Археологи обнаружили в засыпанном здании столбы в виде фаллосов возрастом 11 тысяч лет

Турецкий ученый представил результаты раскопок на памятнике Карахан-Тепе

N+1
«Сходите в церковь»: матери детей с расщелиной губы рассказали о своей жизни «Сходите в церковь»: матери детей с расщелиной губы рассказали о своей жизни

Как начать разговор о здоровье ребенка.

Cosmopolitan
Да, я молодец Да, я молодец

11 способов перестать постоянно ждать одобрения от окружающих

Лиза

Женщина, которая хочет в общей сложности родить 17 раз

Cosmopolitan
Диетолог из Гарварда назвала 5 продуктов, которые помогут улучшить работу мозга и замедлить старение Диетолог из Гарварда назвала 5 продуктов, которые помогут улучшить работу мозга и замедлить старение

Ума Найду рассказала, что она ест для улучшения памяти и концентрации внимания

Inc.
Ловушка ложной скромности: почему самореклама не ругательство, а залог успеха Ловушка ложной скромности: почему самореклама не ругательство, а залог успеха

Отрывок из книги Стефани Сворд-Уильямс «К черту скромность!»

Forbes
Проект The Ocean Cleanup успешно испытал новую систему сбора пластика в океане Проект The Ocean Cleanup успешно испытал новую систему сбора пластика в океане

Одна система The Ocean Cleanup может собирать 350 тонн пластика в год

N+1
Открыть в приложении