Два изотопа с "острова стабильности"

 

"Ученые из Объединенного института ядерных исследований в Дубне сообщили об уникальных результатах опытов, которые проведены на ускорителе тяжелых ионов в лаборатории ядерных реакций имени Флерова в период с 5 по 28 мая 2006 года. В опытах химическим путем подтверждено существование 112-го элемента Периодической таблицы Менделеева" - это сообщение было вынесено в анонс главных новостей информационных агентств и СМИ 30 мая. В его основе - пресс-релиз, подготовленный в ОИЯИ.

В Лаборатории ядерных реакций имени Г.Н.Флерова удалось синтезировать в ядерных реакциях изотопы, которые на основании характеристик механизма их образования и радиоактивного распада отнесены к "острову" сверхтяжелых атомных ядер, предсказанному теоретически несколько десятилетий назад. Этот остров отличается от области известных элементов не только числами протонов (порядковыми номерами) но и числами нейтронов в изотопах. До настоящего времени попытки проверить эти открытия в Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США) оказывались безуспешными.

Новые элементы образуются искусственно на ускорителях тяжелых ионов при облучении радиоактивных мишеней, таких как уран, плутоний, америций, кюрий или калифорний, пучками высокоэнергичных ионов кальция. Образуется не более нескольких новых ядер в неделю, что предъявляет исключительно высокие требования к технике проведения эксперимента. Поэтому лишь недавно наблюдения ученых Дубны удалось воспроизвести в институте Общества исследований с тяжелыми ионами в Дармштадте (Германия), где удалось наблюдать одно событие, интерпретированное как распад ядра элемента 112.

В совместных экспериментах Лаборатории имени Г.Н.Флерова, Института Пауля Шерера, Бернского университета (Швейцария) и Варшавского института электронных технологий (Польша) мишень из плутония с массовым числом 242 облучалась на дубненском циклотроне У400 высокоинтенсивным пучком ионов кальция с массовым числом 48. При этом в реакциях ядерного слияния должны были образовываться ядра элемента 114. Из предыдущих опытов следовало, что образовавшийся изотоп элемента 114 с массовым числом 287 должен был за времена менее одной секунды распадаться в изотоп элемента 112 с массовым числом 283, для которого было установлено время жизни около четырех секунд. Это время, достаточное для проведения химических исследований.

Целью проведенного эксперимента являлось независимое подтверждение образования элемента 112 в этой ядерной реакции, а также изучение его химических свойств. Теоретические оценки показывали, что по химическому поведению элемент 112 должен находиться между ртутью, как тяжелым летучим металлом, и радоном, как благородным газом. Поэтому в экспериментах параллельно также изучалось поведение этих двух элементов.

Распады двух ядер, полностью соответствующие по своим характеристикам свойствам распада изотопа элемента 112 с массовым числом 283, наблюдались 11 мая в 02:40:50 и 25 мая в 08:37:11 (время московское): ядра элемента 112 после испускания альфа-частицы с энергией 9,5 миллиона электронвольт превращались в ядра изотопа элемента 110 с массовым числом 279, которые спустя примерно 0,5 секунды спонтанно делились на два осколка. Зарегистрированные энергии осколков были существенно выше хорошо известных энергий осколков при делении урана с массой 235, которое происходит в ядерных реакторах.

Особого внимания заслуживает тот факт, что атомы элемента 112 вели себя как ртуть, а не как радон. Этот вывод основывается на следующем наблюдении: в эксперименте использовались 32 пары детекторов, покрытых слоем золота и находящихся при различных температурах. Распады ядер 112-го элемента наблюдались на тех детекторах, где осаждается именно ртуть, а не радон.

Результаты эксперимента не только впервые определяют химические свойства элемента 112, но являются независимым подтверждением синтеза новых сверхтяжелых элементов Периодической таблицы Д.И.Менделеева с атомными номерами 114 и 116.

 

Из городской прессы Дубны