Российские ученые из Объединенного института ядерных реакций имени Флерова сделали сенсационное открытие: в лаборатории опытным путем отечественным химикам удалось подтвердить существование первого долгоживущего элемента с номером 114 и получить экспериментальное подтверждение существования «острова стабильности», которое ведущие лаборатории мира искали 35 лет. Как уверяют ученые, это открытие может существенно повлиять на знания всего мира о формировании Вселенной.
Как сообщает газета "Известия. Наука", открытие сверхтяжелых элементов на острове стабильности позволяет говорить о новых неизвестных формах материи. "Если существуют "магические" сочетания протонов и нейтронов, если островки стабильности уходят за пределы мыслимого, если в природе имеются элементы с атомным весом 300 или 500, то это революция в мироздании", считают авторы статьи.
Когда будут исчерпаны запасы не только нефти и газа, но и урана, энергия сверхтяжелых элементов сможет навсегда решить энергетические проблемы человечества, а само понятие "энергетический кризис", которого сегодня страшится человечество, может стать для потомков смешным, предполагают "Известия. Наука".
Начало большого пути
Когда Дмитрий Менделеев сформулировал свой периодический закон, ему было известно 63 химических элемента. Известно, что окружающий нас мир состоит из 83 химических элементов, самый легкий из них - водород (его атомный номер - Z=1), самый тяжелый - уран (Z=92).
В Солнечной системе и на нашей планете сохранились лишь те элементы, время жизни которых больше возраста Земли (4,5 млрд лет). Другие распались и не дожили до наших дней. Радиоактивный элемент уран, у которого период полураспада около 4,5x108 лет, еще распадается. Однако в середине прошлого века люди научились получать элементы, которых нет в природе, например, нарабатываемый в ядерных реакторах плутоний (Z=94). Плутоний производится сотнями тонн и служит одним из мощнейших источников энергии. Его время жизни ничтожно мало, но в масштабе микромира это огромная величина, сообщает издание "В мире науки".
К 1940 г. таблица Менделеева была практически полностью заполнена, до номера 92 - урана включительно. (Кроме элемента 61 - прометия, открытого в 1945 г.). Все последующие 18 трансурановых элементов в буквальном смысле - творение рук человеческих. В природе их нет, - сообщает "НГ-Наука".
В начале 70-х в Лаборатории ядерных реакций был разработан метод холодного слияния ядер. Собственно, именно этим занимались еще средневековые алхимики, пытаясь превратить железо в золото. Но у них не было молотка, двигающегося с релятивистскими скоростями (близкими к скорости света), а для холодного слияния элементов нужно, чтобы один из них имел скорость лишь в 10 раз меньшую, чем скорость света. В Лаборатории ядерных реакций (ЛЯР, как зовут ее сами сотрудники Объединенного института ядерных исследований) такой "релятивистский молоток" имеется - ускоритель тяжелых ионов - циклотрон У-400. Именно с его помощью в этом году был поставлен уникальный эксперимент, готовившийся три года.
Эксперименты ученых в этой области не всегда увенчивались успехом. Семь лет назад в американском городе Беркли лаборатория имени Лоуренса заявила об удачном синтезе 118-го элемента, который был назван "унуноктикум". По американским технологиям аналогичные опыты пытались повторить физики из Германии и Японии, однако успеха не добились, после чего унуноктикум прозвали "элементом-невидимкой". Однако три года спустя американские ученые аннулировали открытие, публично заявив о научном мошенничестве одного из членов группы, проводившей опыт, сообщает газета "Взгляд".
Через распад к стабильности
Впервые в мире выйти на остров стабильности химическим маршрутом удалось в Дубне, в лаборатории, которой руководит академик Юрий Оганесян. Мишень из плутония-242 облучалась ускоренными до 0,1 скорости света ионами кальция-48. В реакции образовывался изотоп элемента 114 и проникал в камеру со смесью гелия и аргона при атмосферном давлении. Через полсекунды изотоп после альфа-распада превращался в изотоп элемента 112 (химический аналог ртути), который газовой струей переносился в новую криогенную камеру с золотыми детекторами, на которых были зарегистрированы распады ядер элемента 112. Как разъяснил академик Оганесян, похожий эффект использовали мастера в старину, когда золотили купола: покрывали их ртутью, а затем наносили на нее листы золота, которые прилипали намертво, на века.
28 мая был завершен эксперимент по химической идентификации элементов 115 и 113 по конечному продукту распада – элементу, названному "Дубний-105" и теперь российские ученые смело могут заявить, что открыли элементы в таблице с атомарными номерами 112, 113, 114, 115 и 116.
Дубненский эксперимент по-своему уникален: чтобы наблюдать распад дочернего ядра - изотопа 114-го элемента - в отсутствие всякого искажающего фона, в ЛЯРе использовали систему мгновенной остановки циклотрона У-400 после регистрации нового атома №116.
Чрезвычайно дорогой изотоп кальция-48 (1 грамм стоит 250 тыс. долларов), по решению министра по атомной энергии РФ Евгения Адамова, для дубненских физиков наработали на комбинате "Электрохимприбор" города Лесной. Производительность комбината - 4,5 грамма кальция-48 в год. Учитывая это обстоятельство, в Лаборатории ядерных реакций разработали такую методику эксперимента, при которой кальция-48 расходуется 0,3 мг в час. "Мы считаем, одним из больших наших достижений, - подчеркивает Юрий Оганесян, - то, что это уникальное вещество нам удалось перевести в разряд рутинных. Это позволило нам вести эксперименты продолжительностью полгода. В США, например, попытались это сделать, но у них меньше 40 миллиграмм не получилось".
В настоящее время, как сообщает "НГ-Наука", физики-теоретики уже обсуждают свойства элемента с порядковым номером 400 и числом нейтронов в ядре – 900, так называемые bubble-nuclear (центр ядра пустой).
Материал подготовлен интернет-редакцией www.rian.ru на основе информации Агентства РИА Новости и других источников
