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

Он серьезно не пьет? 15 звезд, которые навсегда отказались от алкоголя Он серьезно не пьет? 15 звезд, которые навсегда отказались от алкоголя

Он серьезно не пьет? 15 звезд, которые навсегда отказались от алкоголя

Playboy
9 способов снять эмоциональное напряжение 9 способов снять эмоциональное напряжение

Подавленные эмоции бьют по здоровью и отношениям с близкими

Cosmopolitan
Почему мы так скучаем по Италии: напоминаем с помощью фильмов Почему мы так скучаем по Италии: напоминаем с помощью фильмов

Фильмы, которые заставят вас полюбить Италию

GQ
Я бы в блогеры пошел… Я бы в блогеры пошел…

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

Psychologies
4 странные попытки великих людей написать книги и что из этого вышло 4 странные попытки великих людей написать книги и что из этого вышло

Как исторические личности пробовали себя в писательском ремесле

Maxim
Торнадо многозадачности: как использовать «соковыжималку» для борьбы с тревогой Торнадо многозадачности: как использовать «соковыжималку» для борьбы с тревогой

Отрывок из книги «Разберись с тревогой» Риса Уильямс

Forbes
Графен помог увидеть вигнеровский кристалл напрямую Графен помог увидеть вигнеровский кристалл напрямую

Способ визуализации вигнеровского кристалла с помощью графенового слоя

N+1
В приподнятом настроении В приподнятом настроении

Как подтянуть овал лица без пластики?

Лиза
Культовые предметы советского дизайна. Кто придумал граненый стакан Культовые предметы советского дизайна. Кто придумал граненый стакан

Реальной история дизайна в СССР и новая жизнь советской посуды из стекла

СНОБ
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
Модернизация легенды Модернизация легенды

ВССМ «Винторез» и АСМ «Вал»

Популярная механика
Родители устроили собеседование невесте сына и отказались извиняться Родители устроили собеседование невесте сына и отказались извиняться

Знакомство с будущими свекром и свекровью — серьезное испытание

Psychologies
Секрет — в брокколи Секрет — в брокколи

Ани Тейлор-Джой о триллере «Прошлой ночью в Сохо»

OK!
Самые дурацкие афродизиаки в истории человечества Самые дурацкие афродизиаки в истории человечества

Дуриан, картошка, яд жабы и другие странные афродизиаки

Maxim
Стрекозы преодолели Индийский океан благодаря попутным ветрам Стрекозы преодолели Индийский океан благодаря попутным ветрам

Рыжие бродяжки мигрируют без остановок более чем на 2000 километров

N+1
Древнейшего хищного динозавра Великобритании назвали в честь отца короля Артура Древнейшего хищного динозавра Великобритании назвали в честь отца короля Артура

Палеонтологи описали новый род и вид теропод из верхнетриасовых отложений Уэльса

N+1
Им под стать? Как выглядят жены и подруги красавчиков из турецких сериалов Им под стать? Как выглядят жены и подруги красавчиков из турецких сериалов

Ради кого известные турки закрыли для себя мир других женщин и соблазнов

VOICE
Записки путешественника: Образ Великобритании в русском искусстве Записки путешественника: Образ Великобритании в русском искусстве

Великобритания: вечный сплин, загадочная готика и байронические герои

Культура.РФ
Что общего у нейронов с яичницей Что общего у нейронов с яичницей

Рак можно распознать в самый первый момент, когда опухоль только формируется

Наука
Место силы Место силы

Валерия Дзюба о своем новом офисе в легендарном доме Наркомфина

AD
Русский суперфуд: 6 научных фактов о пользе и вреде квашеной капусты Русский суперфуд: 6 научных фактов о пользе и вреде квашеной капусты

Квашеная капуста — простое, но очень полезное блюдо

РБК
Все в наших руках Все в наших руках

Здоровье наших подруг и жен в прямом смысле в наших руках

Men’s Health
15 мыслей Игоря Бутмана 15 мыслей Игоря Бутмана

Игорь Бутман — о возрасте, тишине, кино и Моргенштерне

GQ
Беата Маковская. Одесский дворик Беата Маковская. Одесский дворик

Беата Маковская: «Я не думала, что после «Ликвидации» проснусь знаменитой»

Коллекция. Караван историй
Частный детектив разоблачила 150 измен и учит распознавать признаки неверности Частный детектив разоблачила 150 измен и учит распознавать признаки неверности

Частный детектив рассказывает о своей работе и о признаках супружеской измены

Psychologies
Как начать кататься на сноуборде Как начать кататься на сноуборде

Как встать на сноуборд, если раньше ты об этом только мечтала

Cosmopolitan
Герои всегда идут в обход Герои всегда идут в обход

Истории из жизни «Большой Перемены»: как ребятам помогают педагоги и кураторы?

ПУСК
Для полного счастья Для полного счастья

Все ли тренинги и марафоны от инстаграм-гуру одинаково полезны

Glamour
Клён? Нет, ликвидамбар Клён? Нет, ликвидамбар

Осенью особенно интересно путешествовать по старинным усадебным паркам

Наука и жизнь
«Я чувствовала себя неполноценной»: история женщины, родившейся без матки «Я чувствовала себя неполноценной»: история женщины, родившейся без матки

История женщины, которая живет с синдромом Майера-Рокитанского-Кустера-Хаузера

Cosmopolitan
Открыть в приложении