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

Загадочные знаки посреди пустыни Гоби, найденные в 2011 году Загадочные знаки посреди пустыни Гоби, найденные в 2011 году

Знаки в пустыне Гоби — часть засекреченной космической программы Китая?

Maxim
Спасите ваши уши: как наушники- Спасите ваши уши: как наушники-

Ученые увидели угрозу для здоровья в беспроводных наушниках

Playboy
Хуже алкоголя: 5 вещей, которые разрушают твою печень Хуже алкоголя: 5 вещей, которые разрушают твою печень

Иногда мы, сами того не подозревая, даем печени дополнительную нагрузку

Cosmopolitan
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
5 фильмов с самыми очаровательными злодейками 5 фильмов с самыми очаровательными злодейками

Будьте аккуратнее с этими девушками

GQ
Ученые выяснили, что мужчины и женщины считают изменой разные вещи Ученые выяснили, что мужчины и женщины считают изменой разные вещи

У разных полов отличаются представления о том, что такое измена

Maxim
Беата Маковская. Одесский дворик Беата Маковская. Одесский дворик

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

Коллекция. Караван историй
Стань оратором: как научиться говорить и заставить окружающих тебя слушать Стань оратором: как научиться говорить и заставить окружающих тебя слушать

Наш эксперт объясняет, как стать харизматичным оратором

Cosmopolitan
10 пейзажей, которые неузнаваемо изменило время 10 пейзажей, которые неузнаваемо изменило время

Старые и современные фотографии мест, разница между которыми впечатляет

Maxim
Автомобили на дровах: как технологии СССР помогут пережить апокалипсис на колесах Автомобили на дровах: как технологии СССР помогут пережить апокалипсис на колесах

Каждый, кто слышит про машины на дровах, первым делом восклицает: «Бред!»

Maxim
Девушка с характером Девушка с характером

Стать актрисой Леа Сейду было предначертано с самого рождения

Grazia
Короткие импульсы продлили эффект глубокой стимуляции мозга при болезни Паркинсона Короткие импульсы продлили эффект глубокой стимуляции мозга при болезни Паркинсона

Короткие импульсы тока продлили эффект глубокой стимуляции при Паркинсоне

N+1
Мотивация, выбор, прогресс: как работать с лучшими сотрудниками Мотивация, выбор, прогресс: как работать с лучшими сотрудниками

Области, на которых нужно сосредоточиться при наставничестве хороших сотрудников

VC.RU
«Я думала, что плохо запоминаю людей, а оказалось, у меня «лицевая слепота» «Я думала, что плохо запоминаю людей, а оказалось, у меня «лицевая слепота»

Есть люди, лишенные способности узнавать лица в принципе

Psychologies
Применение инсектицида тиаклоприда оказалось опасным для популяций пресноводных насекомых Применение инсектицида тиаклоприда оказалось опасным для популяций пресноводных насекомых

Тиаклоприд оказался токсичным для пресноводных насекомых

N+1
Поднимите нам эко! Поднимите нам эко!

Петербургские бренды косметики наводят мосты с поставщиками натурпродуктов

Собака.ru
Михаил Баркиджиджа Михаил Баркиджиджа

Тимоти Шаламе Мариинского театра

Собака.ru
Фильмы о Джеймсе Бонде, которые нам не суждено увидеть Фильмы о Джеймсе Бонде, которые нам не суждено увидеть

Вспоминаем, какие части бондианы мир так и не увидел и почему

Esquire
Российская адаптация. Что это и для чего нужно? Российская адаптация. Что это и для чего нужно?

Сегодня мы поговорим о региональной адаптации. Что это и зачем нужно?

4x4 Club
7 самых необычных и таинственных мест на планете 7 самых необычных и таинственных мест на планете

Эти уголки планеты заставят вас удивиться

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

Достаточно ли вы… взрослый?

Psychologies
Почему не стоит покупать маленький SSD: и мы не о свободном месте Почему не стоит покупать маленький SSD: и мы не о свободном месте

Почему не стоит покупать SSD небольшого объема

CHIP
Чарли Чаплин и Соломон Михоэлс: встреча в верхах. О новом спектакле Дмитрия Крымова «Двое» в Музее Москвы Чарли Чаплин и Соломон Михоэлс: встреча в верхах. О новом спектакле Дмитрия Крымова «Двое» в Музее Москвы

Дмитрий Крымов не перестает удивлять своими спектаклями

СНОБ
Кавказ подо мною Кавказ подо мною

Отправляемся в Приэльбрусье!

Лиза
Амур и его команда Амур и его команда

Ты готова уважать всё, чем дорожит твой мужчина. Например, его друзей…

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
Корейская челка: трендовая стрижка из сериала на Netflix, которая покорила мир Корейская челка: трендовая стрижка из сериала на Netflix, которая покорила мир

Стрижка Чон Хо-Ён идеально вписывается в самые актуальные бьюти-тренды

Cosmopolitan
Одна вокруг света: преграды на пути в Колумбию и жизнь на яхте Одна вокруг света: преграды на пути в Колумбию и жизнь на яхте

142-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Я – шопоголик Я – шопоголик

Наши герои рассказывают, к чему их привели бесконтрольные покупки

Лиза
РПП: как лечить расстройства пищевого поведения РПП: как лечить расстройства пищевого поведения

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

РБК
Открыть в приложении