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

Наталья Водянова Наталья Водянова

Правила жизни Натальи Водяновой

Esquire
Очень сердечный жест Очень сердечный жест

Определить, что причиной боли в груди является сердце, можно с помощью… жестов

Здоровье
Малоизвестные, очень личные и великие факты о великом вратаре Льве Яшине Малоизвестные, очень личные и великие факты о великом вратаре Льве Яшине

Выдающиеся и малоизвестные факты о Льве Яшине

Maxim
Артем Ларин: «Игнорирование ESG может обернуться потерей рынка» Артем Ларин: «Игнорирование ESG может обернуться потерей рынка»

Что такое ESG-повестка, и как бизнесу внедрить ее в свои процессы?

РБК
5 признаков того, что вы все еще страдаете от детской травмы 5 признаков того, что вы все еще страдаете от детской травмы

Нанесенная в детстве травма неизбежно оставляет следы

Psychologies
Цифровая смерть: о чем стоит подумать пользователям соцсетей после сбоя Facebook Цифровая смерть: о чем стоит подумать пользователям соцсетей после сбоя Facebook

Привычные нам сервисы могут исчезнуть в любой момент

Forbes
5 необычных и жутких обрядов африканских племен 5 необычных и жутких обрядов африканских племен

Это вам не свадебные конкурсы

Playboy
Выкуп без рисков Выкуп без рисков

На что стоит обратить внимание, приобретая сельхозземлю

Агроинвестор
Zoom-усталость: как главная платформа удаленки стала угрозой для сотрудников Zoom-усталость: как главная платформа удаленки стала угрозой для сотрудников

Что такое Zoom-усталость и кого она касается в первую очередь?

Популярная механика
В Баварии нашли останки раннесредневековой модницы и мужчины-воина В Баварии нашли останки раннесредневековой модницы и мужчины-воина

Немецкие археологи раскопали раннесредневековый некрополь

N+1
Превращение энергии движения в тепловую оказалось не самым важным источником трения Превращение энергии движения в тепловую оказалось не самым важным источником трения

Физики построили микроскопическую модель трения

N+1
Диджитал-этикет для взрослых: журналисты WSJ составили ряд рекомендаций о цифровой этике и гигиене Диджитал-этикет для взрослых: журналисты WSJ составили ряд рекомендаций о цифровой этике и гигиене

Как выглядит цифровой этикет в современном мире?

Inc.
Мужчина женился на девушке после констатации смерти мозга, чтобы стать вдовцом Мужчина женился на девушке после констатации смерти мозга, чтобы стать вдовцом

Грег Питерс решил провести свадебную церемонию, несмотря на смерть невесты

Cosmopolitan
Всё нипочем: 5 главных оптимистов по гороскопу Всё нипочем: 5 главных оптимистов по гороскопу

Их стакан всегда наполовину полон, всё, что ни делается, у них к лучшему

Cosmopolitan
Анастасия Вертинская: Анастасия Вертинская:

Анастасия Вертинская вспоминает свое детство и рассказывает о родителях

Караван историй
10 актеров одной роли, чья дальнейшая карьера не сложилась, — где они сегодня? 10 актеров одной роли, чья дальнейшая карьера не сложилась, — где они сегодня?

Актеры одной роли, которым так и не удалось прыгнуть выше головы

Cosmopolitan
Тимур и его команда Тимур и его команда

Все стены в квартире Тимати отданы под огромную коллекцию современного искусства

AD
Стоит ли переплачивать за дорогой корпус для компьютера Стоит ли переплачивать за дорогой корпус для компьютера

В чем преимущества дорогого компьютерного корпуса и стоит ли экономить на нем?

CHIP
Дина Рубина: В благодетельных дебрях психиатрии. Отрывок из романа «Маньяк Гуревич» Дина Рубина: В благодетельных дебрях психиатрии. Отрывок из романа «Маньяк Гуревич»

История страны и время, от которого можно спастись только в безумии

СНОБ
Апгрейд мозга: как развить интеллект и обмануть старость Апгрейд мозга: как развить интеллект и обмануть старость

Как «прокачать» свой мозг и одновременно замедлить процесс старения организма

Inc.
Мужчина выгнал сына из дома. Когда тот разбогател, отец потребовал денег Мужчина выгнал сына из дома. Когда тот разбогател, отец потребовал денег

Воспитательные методы отцов граничат с жестокостью — в этом убедился наш герой

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

Великобритания: вечный сплин, загадочная готика и байронические герои

Культура.РФ
Прародиной современных домашних лошадей назвали степи Причерноморья Прародиной современных домашних лошадей назвали степи Причерноморья

Прародина современных домашних лошадей находится в Причерноморских степях

N+1
«Я попросил девушку есть меньше, и она перестала со мной разговаривать» «Я попросил девушку есть меньше, и она перестала со мной разговаривать»

У автора истории оказались веские причины для ограничения. Кто же из них прав?

Psychologies
Как менялась Светлана Светличная: актриса, красоту которой не признавали в СССР Как менялась Светлана Светличная: актриса, красоту которой не признавали в СССР

Как выглядела кинодива Светлана Светличная в разные годы своей долгой карьеры

Cosmopolitan
РПП: как лечить расстройства пищевого поведения РПП: как лечить расстройства пищевого поведения

Что такое РПП, какие они бывают и можно ли их вылечить

РБК
Перестройку доменов в сегнетоэлектрике увидели в реальном времени Перестройку доменов в сегнетоэлектрике увидели в реальном времени

Физики выделили механизмы, происходящие при перестройке доменной структуры

N+1
10 культовых парочек из фильмов, чьи образы стоит воплотить на Хеллоуин 10 культовых парочек из фильмов, чьи образы стоит воплотить на Хеллоуин

Культовые и незаезженные парочки, чьи образы запомнятся на любой вечеринке

Cosmopolitan
«ГИБДД может задержать на 48 часов». Что будет, если не оплатить штраф «ГИБДД может задержать на 48 часов». Что будет, если не оплатить штраф

Как долго можно не оплачивать штрафы

РБК
«Иван Грозный» Сергея Эйзенштейна: фильм о Сталине или автопортрет режиссера? «Иван Грозный» Сергея Эйзенштейна: фильм о Сталине или автопортрет режиссера?

О наследии картины «Иван Грозный» Эйзенштейна, о том, как она смотрится сегодня

Esquire
Открыть в приложении