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

47 м² 47 м²

Квартира-трансформер по проекту бюро ZE | Workroom Studio

AD
Как омолодить лицо при помощи бровей: маскируем усталость и морщины Как омолодить лицо при помощи бровей: маскируем усталость и морщины

Если хочется выглядеть моложе, лучше возьми на вооружение наши советы

Cosmopolitan
«Леша, ничего личного!» Дикие истории покупателей новых машин в России «Леша, ничего личного!» Дикие истории покупателей новых машин в России

От бешеных накруток до импульсивных покупок и попыток заработать на дефиците

РБК
Как заморозить будущее: отложенное материнство Как заморозить будущее: отложенное материнство

Репродуктивное старение - крайне важная социальная и медицинская проблема

Популярная механика
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

19 кадров тех трех страшных дней 26 октября 2002 года

Cosmopolitan
Астрономы нашли звезду Вольфа-Райе в центре планетарной туманности «Голубая вспышка» Астрономы нашли звезду Вольфа-Райе в центре планетарной туманности «Голубая вспышка»

Туманность «Голубая вспышка» обладает сложной и удивительно красивой структурой

N+1
Что стоит делать в 20 лет, чтобы избежать сожалений в 40 Что стоит делать в 20 лет, чтобы избежать сожалений в 40

Что делать, чтобы не стало «мучительно больно за бесцельно прожитые годы»

Psychologies
Одной жизни мало Одной жизни мало

Почему нам не жаль времени на игры?

Psychologies
Гаджеты из прошлого: топ-6 крутых устройств, вызывающих прилив ностальгии Гаджеты из прошлого: топ-6 крутых устройств, вызывающих прилив ностальгии

Гаджеты, которые оставались в тренде годами, если не десятилетиями

CHIP
Закон убывающей отдачи: как достигать успеха без лишних усилий и выгорания Закон убывающей отдачи: как достигать успеха без лишних усилий и выгорания

Как прикладывать меньше усилий и получать лучший результат

Forbes
Лингвистические задачи о вселенной Гарри Поттера. Отрывок из книги Лингвистические задачи о вселенной Гарри Поттера. Отрывок из книги

Фрагмент из книги лингвистических задач «Три склянки пополудни»

СНОБ
Откуда родом лягушка — подскажет её кожный секрет Откуда родом лягушка — подскажет её кожный секрет

Исследователи нашли новый способ различать виды и популяции лягушек

Наука и жизнь
Александр Снегирев: Человек будущего. Рассказ из сборника «Время вышло» Александр Снегирев: Человек будущего. Рассказ из сборника «Время вышло»

Рассказ Александра Снегирева из сборника «Время вышло»

СНОБ
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
«Вряд ли мы перестали любить»: как устроен аудиоспектакль по письмам великих людей к их возлюбленным «Вряд ли мы перестали любить»: как устроен аудиоспектакль по письмам великих людей к их возлюбленным

Аудиоспектакль-прогулка, декорациями проекта стал город Санкт-Петербург

Esquire
Между Танзанией и Казахстаном Между Танзанией и Казахстаном

Компания Reckitt впервые включила в свое гендерное исследование Россию

РБК
Что общего у нейронов с яичницей Что общего у нейронов с яичницей

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

Наука
Ударница Ударница

Кто эта хрупкая блондинка? Модель? Актриса? А вот и нет!

Maxim
«Сын королевы - насильник»: Викторию Дайнеко возмутил скандал с принцем Эндрю «Сын королевы - насильник»: Викторию Дайнеко возмутил скандал с принцем Эндрю

Полиция прекратила расследование дела о насилии в отношении сына Елизаветы II

Cosmopolitan
Ivan Is Back Ivan Is Back

Алексей Чадов — сценарист, режиссер и актер в фильме «Своя война»

OK!
Графен помог увидеть вигнеровский кристалл напрямую Графен помог увидеть вигнеровский кристалл напрямую

Способ визуализации вигнеровского кристалла с помощью графенового слоя

N+1
Отечественная жуть: 7 отличных российских хорроров Отечественная жуть: 7 отличных российских хорроров

Собрали семь российских ужастиков, которыми можно пугать не только детей

Cosmopolitan
Многолетнюю мерзлоту нарекли ненадежным местом захоронения опасных отходов Многолетнюю мерзлоту нарекли ненадежным местом захоронения опасных отходов

Таяние вечной мерзлоты может высвободить огромное количество токсичных веществ

N+1
Астрономы подтвердили столкновение двух экзопланет 200 тысяч лет назад Астрономы подтвердили столкновение двух экзопланет 200 тысяч лет назад

Во время катаклизма у одной из них могло сорвать атмосферу

N+1
На близком расстоянии На близком расстоянии

Актриса Ксения Раппопорт — о самокритике и «Кинотавре»

OK!
Детективная история из Финляндии. Элина Бакман: «Когда умирает король» Детективная история из Финляндии. Элина Бакман: «Когда умирает король»

Отрывок из захватывающего триллера «Когда умирает король»

СНОБ
Раскрыты характеристики российской многоразовой ракеты с поворотным крылом Раскрыты характеристики российской многоразовой ракеты с поворотным крылом

Российские специалисты рассказали о характеристиках ракеты-носителя «Иркут»

N+1
Анастасия Вертинская: Анастасия Вертинская:

Анастасия Вертинская вспоминает свое детство и рассказывает о родителях

Караван историй
Не верь слезам: как бороться с осенней хандрой — советуют киногерои Не верь слезам: как бороться с осенней хандрой — советуют киногерои

Реально работающие способы борьбы с осенней хандрой

Esquire
Открыть в приложении