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

Сама себе режиссер Сама себе режиссер

Актриса Ирина Горбачева рассказала о любви к абсурду и реакции на злые слова

Cosmopolitan
«Атаман», «Комбат», «Стрела» и другие: 7 крутых внедорожников из России «Атаман», «Комбат», «Стрела» и другие: 7 крутых внедорожников из России

Интересные и редкие российские внедорожники

РБК
Умная стрижка, с которой не нужно делать укладку: примеры для волос разной длины Умная стрижка, с которой не нужно делать укладку: примеры для волос разной длины

Умная стрижка — изобретение парикмахеров, которое всем нам просто необходимо

Cosmopolitan
10 прочнейших автомобилей, способных пересечь пустыню 10 прочнейших автомобилей, способных пересечь пустыню

Автомобили, способные пересечь пустыню не хуже тачек из «Безумного Макса»

Популярная механика
Состав косметики: на что обращать внимание при выборе Состав косметики: на что обращать внимание при выборе

Каждый потребитель косметических средств хотя бы раз ошибался при выборе

РБК
«Это смерть за мной приходила»: как самопрограммирование сводит нас в могилу «Это смерть за мной приходила»: как самопрограммирование сводит нас в могилу

Отрывок из книги «Фокус на жизнь» — глава о самореализующихся пропрочествах

Forbes
Космическое агентство ОАЭ объявило о разработке новой межпланетной миссии Космическое агентство ОАЭ объявило о разработке новой межпланетной миссии

Новая межпланетная миссия ОАЭ

Популярная механика
Почему попадание в рейтинги может ничего не говорить о репутации Почему попадание в рейтинги может ничего не говорить о репутации

Понимать всю ограниченность рейтингов, не становясь его заложником

Forbes
Непрофессионализм и ограничения: что мешает пивоварам работать с футбольными клубами в России Непрофессионализм и ограничения: что мешает пивоварам работать с футбольными клубами в России

Почему продажа пива на стадионах может помочь развитию российского футбола

Inc.
Опера — это весело? Какие постановки заставляли публику смеяться Опера — это весело? Какие постановки заставляли публику смеяться

Почему опера — это весело

РБК
Умные и глупые нации. Почему бедные страны так и остаются бедными Умные и глупые нации. Почему бедные страны так и остаются бедными

Почему бывшие колонии до сих пор относятся к самым бедным странам в мире?

СНОБ
Золотой запас Золотой запас

Продукты с самым долгим сроком хранения

Лиза
Россия 19-го века глазами образованной и свободной англичанки. Фрагмент книги Ольги Хорошиловой Россия 19-го века глазами образованной и свободной англичанки. Фрагмент книги Ольги Хорошиловой

Книга Ольги Хорошиловой "Джентльмен Джек в России"

Esquire
5 лайхаков, которые уберегут деньги на вашем счету от мошенников 5 лайхаков, которые уберегут деньги на вашем счету от мошенников

Утечки данных, в том числе и банковских карт, происходят регулярно

CHIP
Хэллоуин по-русски: 10+ самых странных мистических историй из реальной жизни Хэллоуин по-русски: 10+ самых странных мистических историй из реальной жизни

Пугающие и смешные мистические истории

Cosmopolitan
«Не стыдно!»: 7 звезд, которые встречались с женатыми и не жалеют «Не стыдно!»: 7 звезд, которые встречались с женатыми и не жалеют

Российские знаменитые девушки, которые честно признались, что были любовницами

Cosmopolitan
Телец - Сара Коннор, Рак - Баффи. Кем тебе нарядиться на хэллоуинскую вечеринку? Телец - Сара Коннор, Рак - Баффи. Кем тебе нарядиться на хэллоуинскую вечеринку?

Подборка идей для хэллоуинских нарядов

Cosmopolitan
Мы больше не хотим это видеть! 11 видов селфи, которые всех достали Мы больше не хотим это видеть! 11 видов селфи, которые всех достали

Все делают селфи, которые всех достали. Хватит!

Cosmopolitan
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
Дым как средство маскировки: как его применяют в армии Дым как средство маскировки: как его применяют в армии

Средства дымовой маскировки сберегли немало солдатских жизней

Популярная механика
«Сходите в церковь»: матери детей с расщелиной губы рассказали о своей жизни «Сходите в церковь»: матери детей с расщелиной губы рассказали о своей жизни

Как начать разговор о здоровье ребенка.

Cosmopolitan
Самые дурацкие афродизиаки в истории человечества Самые дурацкие афродизиаки в истории человечества

Дуриан, картошка, яд жабы и другие странные афродизиаки

Maxim
Просто прелесть Просто прелесть

Можно ли повысить свою привлекательность и прокачать харизму

Cosmopolitan
Используйте эти 5 способов, чтобы оценивать продуктивность сотрудников на удаленке Используйте эти 5 способов, чтобы оценивать продуктивность сотрудников на удаленке

5 способов повысить продуктивность и вовлеченность сотрудников на удаленке

Inc.
«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
Если френд оказался вдруг... Если френд оказался вдруг...

Как мы дружим в сетях?

Psychologies
Удалить шесть зубов и сразу поставить импланты: какие технологии будущего используют в стоматологии уже сейчас Удалить шесть зубов и сразу поставить импланты: какие технологии будущего используют в стоматологии уже сейчас

О будущем, которое уже наступило в современных стоматологических клиниках

Популярная механика
Кофемашины: какими бывают и какую лучше выбрать Кофемашины: какими бывают и какую лучше выбрать

Рассказываем, какими бывают кофеварки, и в чем преимущества каждого типа

CHIP
Чистая аномалия Чистая аномалия

Нам теперь точно необходима Новая физика

N+1
Топ-10: российские детективные сериалы, которые захватят тебя с первой минуты Топ-10: российские детективные сериалы, которые захватят тебя с первой минуты

Самка Богомола, Хрустальный, Немцы и другие детективные российские сериалы

Cosmopolitan
Открыть в приложении