Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Формирующиеся звезды в галактике Большое Магелланово облако
РИА Наука

Российские физики готовятся нарушить фундаментальный закон природы

МОСКВА, 27 мар — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Циклотрон ДЦ-280, который называют фабрикой сверхтяжелых элементов, официально запущен на днях в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне. Ученые планируют синтезировать на нем 119-й и 120-й элементы периодической таблицы Менделеева, исследовать химические свойства ранее открытых — последних — элементов седьмой группы.

Фабрика новой химии

Ускоритель ДЦ-280 запустили в Дубне 25 марта в присутствии представителей 18 государств — участников ОИЯИ, а также министра науки и высшего образования Михаила Котюкова. Название составлено из первых букв слов "Дубна" и "циклотрон". Установка предназначена для открытия совершенно новых химических элементов, не существующих в природе.
"Это новый ускоритель, фабрика сверхтяжелых элементов. По параметрам, по интенсивности она превосходит все, что сегодня есть в мире в этой области. Это открывает новые возможности и в синтезе новых элементов, и в изучении их свойств", — рассказал журналистам Сергей Дмитриев, директор лаборатории ядерных реакций ОИЯИ.
В этой лаборатории, считающейся мировым лидером по синтезу новых химических элементов, открыты все сверхтяжелые ядра, начиная со 114-го. В честь города физиков назван 105-й элемент — дубний, в честь основателя лаборатории Георгия Флерова — 114-й элемент, флеровий. Следующий получил имя московий, а 118-й элемент, оганесон, увековечил выдающийся вклад в его открытие академика Юрия Оганесяна.
© РИА Новости / Григорий Сысоев / Перейти в фотобанкНаучный руководитель лаборатории ядерных реакций ОИЯИ Юрий Оганесян рассказывает о научных задачах ускорителя ДЦ-280 и судьбе таблицы Менделеева. Дубна, 25 марта 2019 года
Научный руководитель ЛЯР ОИЯИ Юрий Оганесян после запуска циклотрона ДЦ-280
Научный руководитель лаборатории ядерных реакций ОИЯИ Юрий Оганесян рассказывает о научных задачах ускорителя ДЦ-280 и судьбе таблицы Менделеева. Дубна, 25 марта 2019 года
Оганесон на сегодня — самый тяжелый из выявленных экспериментально химических элементов, но на нем периодическая таблица не заканчивается. Ученые убеждены, что откроют еще два. Для этого и построили ускоритель, в котором будет рождаться на порядки больше сверхтяжелых элементов, чем на установке предыдущего поколения (У-400). Там атом 118-го элемента образуется в среднем раз в месяц. Это слишком мало, чтобы его изучить. На ДЦ-280 можно получить сотню. Образно говоря, от штучных экземпляров ученые переходят к фабричному производству.
Когда проект задумывался, физики изучили весь мировой опыт, в первую очередь линейные ускорители. Поняли, что можно сделать более компактную установку быстрее и дешевле. К работам приступили в 2011 году. Проект обошелся в шестьдесят миллионов долларов, что на порядок дешевле западных комплексов.
Ускоритель ДЦ-280 полностью спроектирован и рассчитан сотрудниками лаборатории ядерных реакций под руководством Георгия Гулбекьяна. Многие ключевые элементы изготовлены странами — участницами ОИЯИ: Болгарией, Украиной, Словакией, Чехией, Польшей, Румынией.
"Такие комплексы создаются минимум на двадцать лет. Это означает, что у наших молодых коллег по меньшей мере на двадцать лет вперед не только определена научная программа, но и создана экспериментальная база", — подчеркнул Дмитриев.
© РИА Новости / Александр ТелишевМакет циклотрона ДЦ-280, разработанного в ОИЯИ для синтеза новых сверхтяжелых элементов
Циклотрон ДЦ-280, созданный в ОИЯИ для синтеза новых сверхтяжелых элементов
Макет циклотрона ДЦ-280, разработанного в ОИЯИ для синтеза новых сверхтяжелых элементов

Какой атом синтезируют первым

"Частицы сначала нужно ионизовать. Это первая стадия. Затем их необходимо вывести из источника ионов по длинной магистрали в центр ускорителя и дальше до конечного радиуса — цикл завершен. Этот важный тест на правильность конструирования магнитного поля состоялся 26 декабря. Следующий шаг — частицы удалось с радиуса отправить наружу и подать в канал, который ведет пучок к экспериментальным установкам", — объяснил журналистам Андрей Попеко, заместитель директора лаборатории ядерных реакций.
По словам ученых, установка полностью собрана — за исключением детекторов — и готова к работе. Отладка и проверка займут несколько месяцев.
Первые эксперименты на ДЦ-280 планируются на конец года: на циклотроне ядрами титана будут обстреливать ядра берклия. Обе частицы представляют собой ионы с положительным зарядом — их предварительно лишили электронов. Они стремятся оттолкнуться друг от друга, и сила отталкивания — кулоновский барьер довольно велик.
Чтобы его преодолеть, ядра титана разгоняют сильными магнитными полями до одной десятой скорости света — но не больше, иначе энергия частиц просто разрушит мишени, и слияния не произойдет.
© Иллюстрация РИА НовостиСинтез 119-го химического элемента на ускорителе ДЦ-280 в Дубне
Синтез 119-го химического элемента на ускорителе ДЦ-280 в Дубне
Синтез 119-го химического элемента на ускорителе ДЦ-280 в Дубне
От столкновения титана (в его ядре 22 протона) с берклием (97 протонов) должен родиться 119-й элемент. Если взять в качестве мишени более тяжелый элемент — калифорний с номером 98, следует ожидать синтеза 120-го элемента. Именно этот элемент рассчитывают открыть первым, поскольку изотоп калифорния-251 уже подготовлен американскими коллегами из Национальной лаборатории в Ок-Ридже. Хотя на практике не все так просто, на поиск ядер и реакции, в которой образуется новый сверхтяжелый элемент, могут уйти годы.
Оба пока гипотетических элемента — 119-й и 120-й — проживут очень мало, поскольку находятся в стороне от "острова стабильности". Так называют группу сверхтяжелых элементов с необычно большим временем жизни.
© Иллюстрация РИА НовостиЧтобы химический элемент был стабилен, в его ядре должно быть "магическое" соотношение протонов и нейтронов. Последние открытые сверхтяжелые элементы, включая 118-й, и предполагаемые 119-й и 120-й, лежат вне острова Стабильности
Остров Стабильности
Чтобы химический элемент был стабилен, в его ядре должно быть "магическое" соотношение протонов и нейтронов. Последние открытые сверхтяжелые элементы, включая 118-й, и предполагаемые 119-й и 120-й, лежат вне острова Стабильности

Когда закончится таблица Менделеева

Академик Юрий Оганесян говорит, что сейчас ученых интересует не столько открытие новых сверхтяжелых элементов, сколько изучение свойств уже полученных, в частности 118-го.
Он замыкает 18-й ряд, заполненный благородными газами, и логично предположить у него такие же свойства, но есть указание на то, что, в отличие от соседей, оганесон будет все-таки как-то вступать в химические реакции.
Однако у 118-го элемента слишком малое время жизни. Чтобы его изучить, нужно придумать совершенно новую методику. На ДЦ-280 пока будут исследовать коперниций, флеровий, московий.
А что дальше? Сколько всего химических элементов? Начиная с какого атомного номера перестанет действовать периодический закон Менделеева? Учитывая, что 2019 год посвящен 150-летию открытия русского ученого, этими вопросами сейчас активно задаются многие.
Не исключено, что с увеличением атомного номера элемента граница между группами будет стираться и в конце концов исчезнет. Но это пока гипотеза, подтвердить или опровергнуть которую способен только эксперимент.
© Иллюстрация РИА Новости . CC0Прогноз новых элементов таблицы Менделеева
Прогноз новых элементов таблицы Менделеева
Прогноз новых элементов таблицы Менделеева
Популярные комментарии
Бессмысленная трата денег. Все страны давно бросили заниматься этой ерундой, но нам бюджетных денег девать некуда, вот и строим игрушки толпе бездельников, которых интересует только личная слава.
27 марта, 11:17
Одно только создание установки двигает технологии в России вперед.
27 марта, 11:28
Рекомендуем
и рейдовый буксир Яны Капу ВМС Украины, задержанные пограничной службой РФ за нарушение государственной границы России, в порту Керчи
На Украине обвинили Россию в пропаже унитазов с возвращенных кораблей
Таллин, столица Эстонии
В Таллине потребовали вернуть "отнятые" Россией эстонские территории
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала