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

Перинатальные андрогены спасли самцов мышей от аллергии Перинатальные андрогены спасли самцов мышей от аллергии

Мужчины оказались устойчивее к анафилаксии

N+1
Неоклассика в жемчужных тонах Неоклассика в жемчужных тонах

Элегантный интерьер на все времена

SALON-Interior
Тебе уже 18, мне — всего 36! Особенности отношений с женщинами младшего возраста Тебе уже 18, мне — всего 36! Особенности отношений с женщинами младшего возраста

Как выстроить отношения с девушкой, которая сильно моложе тебя?

Maxim
Раны планеты: метеоритные кратеры на Земле Раны планеты: метеоритные кратеры на Земле

Земля постоянно подвергается «космическому обстрелу» космическими снарядами

Популярная механика
«Золотая жила» неслучившейся беды: почему в команде нужно обращать внимание на катастрофы, которых не было «Золотая жила» неслучившейся беды: почему в команде нужно обращать внимание на катастрофы, которых не было

Что, если бы компании могли учиться на своих ошибках, при этом их не совершая?

VC.RU
Когда драконы были большими: что мы знаем о приквеле «Игры престолов» Когда драконы были большими: что мы знаем о приквеле «Игры престолов»

Что мы знаем о о приквеле «Игры престолов» — «Дом дракона»

Cosmopolitan
Инструмент шантажа: зачем обвиняемых по экономическим делам отправляют в СИЗО Инструмент шантажа: зачем обвиняемых по экономическим делам отправляют в СИЗО

Обвиняемых отправляют под стражу, чтобы получить признание вины

Forbes
Разведка доложила точно Разведка доложила точно

Есть мнение, что агентурная сеть сыграла определяющую роль в Курской битве

Дилетант
В ГИБДД рассказали о «фенах». Как они работают и что умеют фиксировать В ГИБДД рассказали о «фенах». Как они работают и что умеют фиксировать

Водители обратили внимание на ручные радары у инспекторов ГИБДД

РБК
Древний добытчик соли в Австрии отведал пива и сыра с плесенью Древний добытчик соли в Австрии отведал пива и сыра с плесенью

Биологи исследовали палеофекалии, обнаруженные в соляных шахтах

N+1
Эмоциональный интеллект: почему он определяет нашу жизнь Эмоциональный интеллект: почему он определяет нашу жизнь

Как устроен эмоциональный интеллект, почему развивать его никогда не поздно

РБК
«Круто, когда я сам на свой урок бегу». Педагог Дима Зицер о том, какими должны быть учителя «Круто, когда я сам на свой урок бегу». Педагог Дима Зицер о том, какими должны быть учителя

Почему на уроке должно быть прикольно, как отличить хорошего учителя от плохого?

СНОБ
Водителям выдают квадратные номера: зачем нужны и как получить Водителям выдают квадратные номера: зачем нужны и как получить

Что за квадратные номера и кто может их получить

РБК
Не можем повторить! Не можем повторить!

Какие настроения царили в странах после завершения Первой мировой войны

Дилетант
Луи-Филипп: король баррикад и олигархов Луи-Филипп: король баррикад и олигархов

«Король-буржуа» оказался последним Бурбоном на троне Франции

Дилетант
Что помогло Юлии Пересильд стать первой в мире актрисой, полетевшей в космос Что помогло Юлии Пересильд стать первой в мире актрисой, полетевшей в космос

Актриса Юлия Пересильд и режиссер Клим Шипенко отправились в космос

Cosmopolitan
Наталия Мещанинова — о праве на «не хочу» и спасении в стендапе Наталия Мещанинова — о праве на «не хочу» и спасении в стендапе

Режиссер и сценарист сериала «Пингвины моей мамы» — Наталия Мещанинова

РБК
Чем загрязнен Байкал Чем загрязнен Байкал

Озеро Байкал уже очень сильно загрязнено микропластиковым мусором

Наука
«ЖЖ — всего лишь транспорт, который устарел». Медиаменеджер Демьян Кудрявцев — об интернете нулевых и его главных действующих лицах «ЖЖ — всего лишь транспорт, который устарел». Медиаменеджер Демьян Кудрявцев — об интернете нулевых и его главных действующих лицах

Демьян Кудрявцев о былом интернете, цензуре и о том, почему ЖЖ в России взлетел

Esquire
Вертикаль Вертикаль

Что и на какой высоте ждет вас при подъеме от Земли

N+1
Указка как символ: 12 фильмов о романах учителей и учеников Указка как символ: 12 фильмов о романах учителей и учеников

12 фильмов о запретной любви учителей и учеников

Cosmopolitan
Театр одного актера: Джейк Джилленхол устраивает драму в фильме «Виновный» Театр одного актера: Джейк Джилленхол устраивает драму в фильме «Виновный»

Почему «Виновный» — достойное кино о полицейском произволе

Forbes
Высвобождение ядерных отходов и новых вирусов - к чему может привести таяние ледников Высвобождение ядерных отходов и новых вирусов - к чему может привести таяние ледников

Уменьшение льдов Арктики может привести к распространению ядерных отходов

Популярная механика
Не верь глазам своим. Автомобили, которые прикидываются другими брендами Не верь глазам своим. Автомобили, которые прикидываются другими брендами

Иногда автомобили, как совы, оказываются вовсе не тем, чем кажутся

Maxim
Купе на двоих Купе на двоих

Сейди Хаарла, рассказала о любви к поездам, одиночестве и русском языке

Grazia
«Когда геоданные попадают на рынок, их можно перепродавать бесконечно»: как устроен рынок сведений о местоположении «Когда геоданные попадают на рынок, их можно перепродавать бесконечно»: как устроен рынок сведений о местоположении

Как информация попадает в сеть, где она продаётся и кто её покупает

VC.RU
Последняя гастроль империи Последняя гастроль империи

Анна Толстова о самой провальной выставке русского искусства в Америке

Weekend
Умеренный халифат Умеренный халифат

Как живут афганцы после возвращения талибов

GQ
Сбитый летчик: что делать, чтобы твой Сбитый летчик: что делать, чтобы твой

Главное помни, осечки случаются у всех, и в этом нет ничего страшного

Playboy
Коробка переключения передач: виды, чем отличаются и как работают Коробка переключения передач: виды, чем отличаются и как работают

Разбираемся в устройстве коробок переключения передач

РБК
Открыть в приложении