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

Боги и герои Боги и герои

В Афинах все спокойно

Tatler
8 фильмов, которые стоит посмотреть начинающим любителям кино 8 фильмов, которые стоит посмотреть начинающим любителям кино

Как подступиться к невероятному миру кинематографа?

GQ
Как поведение человека зависит от генетики Как поведение человека зависит от генетики

Что больше влияет на характер человека: генетика или среда, в которой он вырос?

РБК
Выходи за толстого: 20 самых глупых советов наших мам и бабушек про отношения Выходи за толстого: 20 самых глупых советов наших мам и бабушек про отношения

Сеть переполнена «секретами наших бабушек», которые помогут сохранить брак

Cosmopolitan
«Роскошные сапфиры с защитой»: раскрыта тайна любимых украшений принцессы Дианы «Роскошные сапфиры с защитой»: раскрыта тайна любимых украшений принцессы Дианы

Коллекцию принцессы Дианы с сапфирами оценивают в 20 миллионов фунтов стерлингов

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
Эдвард Радзинский. Прощальная гастроль клуба «418» Эдвард Радзинский. Прощальная гастроль клуба «418»

Эдвард Радзинский остается блистательным рассказчиком

СНОБ
Возвращение «Землян» на большую сцену – не случайность, а закономерность Возвращение «Землян» на большую сцену – не случайность, а закономерность

Поговорим о таком явлении как «феномен возвращения»

Cosmopolitan
Оденься как королева! 9 осенних образов монарших особ, которые легко повторить Оденься как королева! 9 осенних образов монарших особ, которые легко повторить

Если хочешь одеться по-королевски в этом сезоне, бери на заметку

Cosmopolitan
«Убил возлюбленную»: что не так с тем, как СМИ говорят о насилии над женщинами «Убил возлюбленную»: что не так с тем, как СМИ говорят о насилии над женщинами

Сама виновата: почему СМИ поддерживает виктимблейдинг

Cosmopolitan
Американский маникюр: быстро делается, долго держится Американский маникюр: быстро делается, долго держится

Слышала ли ты хотя бы раз про американскую технику маникюра?

Cosmopolitan
Отношения с абьюзером — путь к посттравматическому расстройству Отношения с абьюзером — путь к посттравматическому расстройству

Что такое посттравматическое расстройство и как с ним бороться

Psychologies
Культурные коды экономики: как холодная зима, язык и маскулинность влияют на страну Культурные коды экономики: как холодная зима, язык и маскулинность влияют на страну

Как формируются индивидуальные черты наций и при чем здесь холодные зимы

Forbes
OLED-экран в смартфоне: почему это не всегда хорошо OLED-экран в смартфоне: почему это не всегда хорошо

OLED-дисплеи тоже имеют недостатки

CHIP
Взглянуть на миллиарды лет назад Взглянуть на миллиарды лет назад

Как построить телескоп площадью 100 квадратных километров

Наука
Победили в Победили в

Как выглядят те, кто разрешал своим парням пропадать часами в виртуальном мире

Cosmopolitan
Миссия невыполнима: что стало с лицом Тома Круза Миссия невыполнима: что стало с лицом Тома Круза

Том Круз — человек-загадка. Никто и никогда не понимал, сколько ему лет

Cosmopolitan
Драмы о стендапе «Пингвины моей мамы» и «Готовы на всё». Битва сериалов на «Снобе» Драмы о стендапе «Пингвины моей мамы» и «Готовы на всё». Битва сериалов на «Снобе»

Сериалы про стендам, снятые словно в двух разных вселенных

СНОБ
Вечное возвращение Вечное возвращение

Соцсети не просто владеют нашим настоящим, они распоряжаются нашим прошлым

GQ
«У них лилась кровь — но кровь-то черная была» «У них лилась кровь — но кровь-то черная была»

Юрий Норштейн, Рената Литвинова и другие о самых страшных фильмах в их жизни

Weekend
Кастрюли у чистюли Кастрюли у чистюли

Лайфхаки для тех, кто не хочет мыть посуду «химией»

Лиза
Фотосессия vs реальность: как на самом деле выглядят звезды вблизи — сравниваем Фотосессия vs реальность: как на самом деле выглядят звезды вблизи — сравниваем

Как сильно отличаются звезды на профессиональных снимках и фото в реальной жизни

VOICE
В роли жертвы В роли жертвы

Постоянно рвешься спасать партнера, считая, что без тебя он пропадет?

Лиза
Паразиты паразитов Паразиты паразитов

Неприятные существа в цепочке гиперпаразитизма

Популярная механика
«Благодаря аварии я нашла свое новое призвание» «Благодаря аварии я нашла свое новое призвание»

Внезапное несчастье развернуло судьбу Нины Никифоровой

Psychologies
По законам тундры По законам тундры

В северных регионах страны развивают традиционное оленеводство

Агроинвестор
Самые низкорослые спортсмены в истории: футболист, боксер, баскетболист и другие Самые низкорослые спортсмены в истории: футболист, боксер, баскетболист и другие

Большие спортивные карьеры небольших людей

Maxim
Анастасия Вертинская: Анастасия Вертинская:

Анастасия Вертинская вспоминает свое детство и рассказывает о родителях

Караван историй
Плохой ботокс: у девушки перекосилось лицо после неудачного укола в подбородок Плохой ботокс: у девушки перекосилось лицо после неудачного укола в подбородок

Тиктокерша поделилась историей о том, как неудачный укол ботокса изменил её лицо

Cosmopolitan
Странности перевода: необычные трудовые привычки жителей разных стран Странности перевода: необычные трудовые привычки жителей разных стран

Предлагаем отвлечься на особенности и странности работы в других странах

Esquire
Открыть в приложении