Suchergebnisse für „stabile Elemente“. Moskowy aus Centauri
Wissenschaftler der University of New South Wales (Australien) und der Universität Mainz (Deutschland) vermuteten, dass einer der ungewöhnlichsten Sterne (unter Astronomen bekannt) enthält chemische Elemente von der Insel der Stabilität. Dies sind die Elemente ganz am Ende des Periodensystems; sie unterscheiden sich von ihren Nachbarn auf der linken Seite durch ihre längere Lebensdauer. Die Studie wurde in der Bibliothek elektronischer Preprints arXiv.org veröffentlicht; ihre Ergebnisse und stabile superschwere chemische Elemente werden beschrieben.
Der Stern HD 101065 wurde 1961 vom polnisch-australischen Astronomen Antonin Przybylski entdeckt. Er befindet sich etwa 400 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Zentaur. Höchstwahrscheinlich ist HD 101065 leichter als die Sonne und ein Hauptreihenstern, ein Unterriese. Eine Besonderheit des Przybylski-Sterns ist der äußerst geringe Gehalt an Eisen und Nickel in der Atmosphäre. Gleichzeitig ist der Stern reich an schweren Elementen, darunter Strontium, Cäsium, Thorium, Ytterbium und Uran.
Przybylskis Stern ist der einzige, in dem kurzlebige radioaktive Elemente, Aktiniden, mit einer Ordnungszahl (Anzahl der Protonen im Kern) von 89 bis 103 entdeckt wurden: Actinium, Plutonium, Americium und Einsteinium. HD 101065 ähnelt HD 25354, das Vorhandensein von Americium und Curium ist jedoch fraglich.
Der Entstehungsmechanismus superschwerer Elemente auf Przybylskis Stern ist noch nicht ganz geklärt. Es wurde angenommen, dass HD 101065 zusammen mit einem Neutronenstern ein binäres System bildet – Teilchen aus dem zweiten fallen auf das erste und provozieren Fusionsreaktionen schwerer Elemente. Diese Hypothese wurde noch nicht bestätigt, obwohl es möglich ist, dass sich ein schwacher Satellit in einer Entfernung von etwa tausend Astronomischen Einheiten von HD 101065 befindet.
Foto: N. Dautel / Globallookpress.com
HD 101065 ist den Ap-Sternen am ähnlichsten, besonderen Sternen der Spektralklasse A, in deren Spektrum die Linien der Seltenerdmetalle verstärkt sind. Sie haben ein starkes Magnetfeld, schwere Elemente dringen aus der Tiefe in ihre Atmosphäre ein. HD 101065 unterscheidet sich von anderen Ap-Sternen durch kurzfristige Änderungen der Lichtkurve, die seine Einbeziehung ermöglichten separate Gruppe RoAp-Sterne (schnell oszillierende Ap-Sterne).
Es ist wahrscheinlich, dass die Versuche der Wissenschaftler, HD 101065 in die bestehende Sternklassifikation einzuordnen, eines Tages von Erfolg gekrönt sein werden. Obwohl Przybylskis Stern als einer der ungewöhnlichsten gilt, gibt dies Anlass zu der Annahme, dass er über eine Reihe ungewöhnlicher Eigenschaften verfügt. Insbesondere in letzter Job Australische und deutsche Forscher, die HD 101065 gewidmet waren, gingen davon aus, dass chemische Elemente, die zur Insel der Stabilität gehören, in Przybylskis Stern geboren werden.
Die Wissenschaftler gingen vom Schalenmodell des Kerns und seiner Erweiterungen aus. Das Modell bezieht die Stabilität des Atomkerns auf die Füllung der Energieniveaus der Schalen, die in Analogie zu den Elektronenhüllen des Atoms den Kern bilden. Jedes Neutron und jedes Proton befinden sich in einer bestimmten Hülle (Abstand vom Atomzentrum oder Energieniveau) und bewegen sich unabhängig voneinander in einem bestimmten in sich konsistenten Feld.
Es wird angenommen, dass das Isotop umso stabiler ist, je gefüllter die Energieniveaus des Kerns sind. Das Modell erklärt gut die Stabilität von Atomkernen, Spins und magnetischen Momenten, ist jedoch nur auf nicht angeregte oder leichte und mittelgroße Kerne anwendbar.
Nach dem Schalenmodell zeichnen sich Kerne mit vollständig gefüllten Energieschalen durch eine hohe Stabilität aus. Solche Elemente bilden die „Insel der Stabilität“. Es beginnt mit Isotopen mit den Seriennummern 114 und 126, die den magischen und doppelten magischen Zahlen entsprechen.
Kerne mit der magischen Zahl an Nukleonen (Protonen und Neutronen) haben die stärkste Bindungsenergie. In der Tabelle der Nuklide sind sie wie folgt angeordnet: Horizontal von links nach rechts ist in aufsteigender Reihenfolge die Anzahl der Protonen angegeben, vertikal von oben nach unten die Anzahl der Neutronen. Ein doppelt magischer Kern hat eine Anzahl von Protonen und Neutronen, die einer magischen Zahl entspricht.
Die Halbwertszeit der in Dubna gewonnenen Flerovium-Isotope (das 114. Element) beträgt bis zu 2,7 Sekunden. Der Theorie zufolge soll es ein Isotop von Flerovium-298 mit der magischen Neutronenzahl N = 184 und einer Lebensdauer von etwa zehn Millionen Jahren geben. Es ist bisher nicht gelungen, einen solchen Kern zu synthetisieren. Zum Vergleich: Die Halbwertszeit benachbarter Elemente mit einer Protonenzahl im Kern von 113 und 115 beträgt bis zu 19,6 Sekunden (für Nihonium-286) bzw. 0,156 Sekunden (für Moscovium-289).
Die Autoren der Veröffentlichung auf arXiv.org glauben, dass das Vorhandensein von Aktiniden in der Atmosphäre von HD 101065 darauf hindeutet, dass dort auch chemische Elemente von der Insel der Stabilität vorhanden sind. Aktiniden sind in diesem Fall ein Produkt des Zerfalls stabiler superschwerer Elemente. Die Wissenschaftler schlagen vor, die Spektren von HD 101065 nach Spuren von Nobelium, Lawrencium, Nihonium und Flerovium zu durchsuchen und spezifische Spektren zu beschreiben, die möglicherweise stabile Isotope erzeugen.
Derzeit werden in Russland, den USA, Japan und Deutschland neue Elemente des Periodensystems synthetisiert. Transurane-Elemente wurden in der natürlichen Umwelt der Erde nicht gefunden. Der Stern HD 101065 könnte neue Möglichkeiten bieten, die Theorien der Kernphysiker zu testen, die die Existenz einer Insel der Stabilität nahelegen.
Superschwere Elemente auf der Stabilitätsinsel
Die theoretische und experimentelle Untersuchung der Stabilität des Kerns gab den sowjetischen Physikern Anlass, die bisher verwendeten zu überarbeiten Verfahren zur Herstellung schwerer Transurane. In Dubna beschlossen sie, neue Wege und Ziele einzuschlagen führen Und Wismut.
Der Kern hat, wie das Atom als Ganzes Schalenstruktur. Besonders stabil sind Atomkerne mit 2-8-20-28-50-82-114-126-164 Protonen (also Atomkerne mit gleicher Ordnungszahl) und 2-8-20-28-50-82-126 - 184-196-228-272-318 Neutronen, aufgrund der vollständigen Struktur ihrer Hüllen. Erst kürzlich konnten diese Ansichten durch Computerberechnungen bestätigt werden.
Diese ungewöhnliche Stabilität fiel mir zunächst auf, als ich die Verbreitung bestimmter Elemente im Weltraum untersuchte. Isotope Der Besitz dieser Kernzahlen wird als Magie bezeichnet. Das Wismut-Isotop 209Bi mit 126 Neutronen ist ein solches magisches Nuklid. Hierzu zählen auch Isotope Sauerstoff, Kalzium, Zinn. Doppelt magisch sind: für Helium – das Isotop 4 He (2 Protonen, 2 Neutronen), für Calcium – 48 Ca (20 Protonen, 28 Neutronen), für Blei – 208 Pb (82 Protonen, 126 Neutronen). Sie zeichnen sich durch eine ganz besondere Kernfestigkeit aus.
Die Gruppe von G. N. Flerov und Yu. Ts. Oganesyan nutzte Ionenquellen eines neuen Typs und leistungsstärkere Schwerionenbeschleuniger – U-200- und U-300-Einheiten, die in Dubna gepaart wurden Fluss schwerer Ionen mit außergewöhnlicher Energie. Um eine Kernfusion zu erreichen, feuerten sowjetische Physiker Chromionen mit einer Energie von 280 MeV auf Ziele aus Blei und Wismut. Was könnte passiert sein? Zu Beginn des Jahres 1974 registrierten Nuklearwissenschaftler in Dubna 50 Fälle solcher Bombenanschläge, was darauf hindeutet Bildung von Element 106, der jedoch nach 10 -2 s abklingt. Diese 50 Atomkerne wurden nach dem Schema gebildet:
208 Pb + 51 Cr = 259 X
Wenig später berichteten Ghiorso und Seaborg vom Lawrence Berkeley Laboratory, dass sie ein neues Isotop synthetisiert hätten 106 -th, Element mit der Massenzahl 263 durch Beschuss von Kalifornien-249 mit Sauerstoffionen im Super-HILAC-Apparat.
Welchen Namen wird das neue Element haben? Abgesehen von früheren Differenzen kamen beide Gruppen in Berkeley und Dubna, die in einem wissenschaftlichen Wettbewerb gegeneinander antraten, dieses Mal zu einem Ergebnis einhellige Meinung. Es sei zu früh, über Namen zu sprechen, sagte Oganesyan. Und Ghiorso fügte hinzu, dass beschlossen wurde, von Vorschlägen zum Namen des 106. Elements Abstand zu nehmen, bis die Situation geklärt sei.Bis Ende 1976 schloss das Kernreaktionslabor Dubna eine Reihe von Experimenten zur Synthese von Element 107 ab; diente als Ausgangssubstanz für die „Alchemisten“ von Dubna magisch„Wismut-209. Beim Beschuss mit Chromionen mit einer Energie von 290 MeV verwandelte es sich in ein Isotop 107 -tes Element:
209 Bi + 54 Cr = 261 X + 2 N
Element 107 zerfällt spontan mit einer Halbwertszeit von 0,002 s und emittiert auch Alphateilchen.
Die für das 106. und 107. Element gefundenen Halbwertszeiten von 0,01 und 0,002 s machten uns vorsichtig. Schließlich fielen sie um mehrere Größenordnungen größer aus als durch Computerberechnungen vorhergesagt. Vielleicht wurde das 107. Element bereits durch die Nähe der darauffolgenden magischen Zahl von Protonen und Neutronen – 114 – spürbar beeinflusst und die Stabilität erhöht?
Wenn dem so ist, dann bestand die Hoffnung, beispielsweise durch Beschuss langlebige Isotope des Elements 107 zu gewinnen Berkeley Neonionen. Berechnungen ergaben, dass das bei dieser Reaktion gebildete neutronenreiche Isotop eine Halbwertszeit von mehr als 1 s haben würde. Dies würde es ermöglichen, die chemischen Eigenschaften des Elements 107 zu untersuchen - Ecarenie.
Das langlebigste Isotop des ersten Transurans, Element 93, Neptunium-237, hat eine Halbwertszeit von 2.100.000 Jahren; Das stabilste Isotop des Elements 100, Fermium-257, hält nur 97 Tage. Ab Element 104 Halbwertszeiten sind nur Bruchteile einer Sekunde. Daher schien es absolut keine Hoffnung zu geben, diese Elemente zu entdecken. Warum ist weitere Forschung erforderlich?
Albert Ghiorso, ein führender US-Spezialist für Transurane, äußerte sich einmal zu diesem Thema: „ Der Grund für die weitere Suche nach weiteren Elementen besteht einfach darin, die menschliche Neugier zu befriedigen – was passiert hinter der nächsten Straßenecke?„Das ist aber natürlich nicht nur wissenschaftliche Neugier. Ghiorso machte dennoch deutlich, wie wichtig es ist, solche Grundlagenforschung fortzusetzen.“
In den 60er Jahren erlangte die Theorie der magischen Kernzahlen zunehmende Bedeutung. Im „Meer der Instabilität“ versuchten Wissenschaftler verzweifelt, eine lebensrettende Lösung zu finden. Insel der relativen Stabilität", auf dem der Fuß eines Atomforschers fest ruhen könnte. Obwohl diese Insel noch nicht entdeckt wurde, sind ihre „Koordinaten“ bekannt: Element 114, ekas führen gilt als Zentrum einer großen Stabilitätsregion. Das Isotop 298 des Elements 114 ist seit langem Gegenstand wissenschaftlicher Debatten, da es mit 114 Protonen und 184 Neutronen zu den doppelt magischen Atomkernen gehört, denen eine lange Lebensdauer vorhergesagt wurde. Doch was bedeutet langfristiges Bestehen?
Vorläufige Berechnungen zeigen: Die Halbwertszeit bei der Freisetzung von Alphateilchen liegt zwischen 1 und 1000 Jahren und in Bezug auf die spontane Spaltung zwischen 10 8 und 10 16 Jahren. Solche Schwankungen werden, wie Physiker betonen, durch die Annäherung an die „Computerchemie“ erklärt. Für die nächste Insel der Stabilität – Element 164 – werden sehr ermutigende Halbwertszeiten vorhergesagt. dvislead. Auch das Isotop des Elements 164 mit der Massenzahl 482 ist doppelt magisch: Sein Kern besteht aus 164 Protonen und 318 Neutronen.
Wissenschaft ist interessant und einfach magische superschwere Elemente, wie Isotop-294 von Element 110 oder Isotop-310 von Element 126, das 184 Neutronen enthält. Es ist erstaunlich, wie Forscher diese imaginären Elemente ernsthaft jonglieren, als ob sie bereits existieren würden. Immer mehr neue Daten werden aus dem Computer extrahiert und es ist jetzt definitiv bekannt, was Eigenschaften – nuklear, kristallographisch und chemisch – müssen diese superschweren Elemente haben. Die Fachliteratur sammelt präzise Daten über Elemente, die die Menschen vielleicht in 50 Jahren entdecken werden.
Atomwissenschaftler navigieren derzeit durch das Meer der Instabilität und warten auf Entdeckungen. Dahinter befand sich fester Boden: eine Halbinsel mit natürlichen radioaktiven Elementen, markiert durch Hügel aus Thorium und Uran, und ein weitläufiger fester Boden mit allen anderen Elementen und Gipfeln Blei, Zinn Und Kalzium.
Mutige Segler sind schon lange auf hoher See unterwegs. An einer unerwarteten Stelle fanden sie eine Sandbank: Die offenen Elemente 106 und 107 waren stabiler als erwartet.
„In den letzten Jahren segelten wir lange Zeit auf einem Meer der Instabilität“, argumentiert G. N. Flerov, und plötzlich, im letzten Moment, spürten wir den Boden unter unseren Füßen. Zufälliger Unterwasserfelsen? Oder eine Sandbank einer lang ersehnten Insel der Stabilität? Wenn das Zweite richtig ist, dann haben wir eine echte Chance zu schaffen ein neues periodisches System stabiler superschwerer Elemente mit erstaunlichen Eigenschaften.
Nachdem die Hypothese über stabile Elemente in der Nähe der Seriennummern 114, 126, 164 bekannt wurde, stürzten sich Forscher auf der ganzen Welt auf diese „ sehr schwer" Atome. Einige von ihnen mit vermutlich langer Halbwertszeit hoffte man, zumindest in Spuren auf der Erde oder im Weltraum zu finden. Immerhin mit der Entstehung unserer Sonnensystem diese Elemente existierten genau wie alle anderen.
Spuren superschwerer Elemente- was ist darunter zu verstehen? Aufgrund ihrer Fähigkeit, spontan in zwei Kernfragmente mit großer Masse und Energie zu spalten, müssten diese Transurane deutliche Spuren der Zerstörung in der umgebenden Materie hinterlassen.
Ähnliche Spuren sind bei Mineralien unter dem Mikroskop zu erkennen, nachdem sie geätzt wurden. Mit dieser Methode der Zerstörungsspuren ist es nun möglich, die Existenz längst toter Elemente nachzuvollziehen. Aus der Breite der hinterlassenen Spuren kann man auch die Ordnungszahl des Elements abschätzen – die Breite der Spur ist proportional zum Quadrat der Kernladung.
Sie hoffen auch, „lebende“ superschwere Elemente anhand der Tatsache zu identifizieren, dass sie immer wieder Neutronen aussenden. Bei der spontanen Spaltung emittieren diese Elemente bis zu 10 Neutronen.
In Manganknollen aus den Tiefen des Ozeans sowie in Gewässern nach dem Abschmelzen der Gletscher in den Polarmeeren wurde nach Spuren superschwerer Elemente gesucht. Immer noch keine Ergebnisse. G. N. Flerov und seine Kollegen untersuchten das Bleiglas einer antiken Vitrine aus dem 14. Jahrhundert, einen Leidener Krug aus dem 19. Jahrhundert und eine Bleikristallvase aus dem 18. Jahrhundert.
Zunächst deuteten mehrere Spuren einer spontanen Spaltung darauf hin ekas führen- 114. Element. Als die Dubna-Wissenschaftler ihre Messungen mit einem hochempfindlichen Neutronendetektor im tiefsten Salzbergwerk der Sowjetunion wiederholten, kamen sie jedoch nicht zu einem positiven Ergebnis. Die kosmische Strahlung, die offenbar den beobachteten Effekt verursachte, konnte nicht in eine solche Tiefe eindringen.
1977 schlug Professor Flerov vor, dass er endlich entdeckt hatte: Signale von neuem Transuran" während er das tiefe Thermalwasser der Tscheleken-Halbinsel im Kaspischen Meer untersuchte.
Für eine eindeutige Einordnung war die Zahl der gemeldeten Fälle jedoch zu gering. Ein Jahr später registrierte Flerovs Gruppe 150 spontane Teilungen pro Monat. Diese Daten wurden bei der Arbeit mit einem Ionenaustauscher gewonnen, der mit unbekanntem Transuran aus Thermalwasser gefüllt war. Flerov schätzte die Halbwertszeit des vorhandenen Elements, das er noch nicht isolieren konnte, auf Milliarden von Jahren.
Andere Forscher gingen andere Wege. Professor Fowler und seine Kollegen von der Universität Bristol führten Experimente mit Ballons in großer Höhe durch. Mithilfe von Detektoren für kleine Kernmengen wurden zahlreiche Gebiete mit Kernladungen über 92 identifiziert. Englische Forscher glaubten, dass eine der Spuren sogar auf die Elemente 102...108 hinwies. Später nahmen sie eine Änderung vor: Das unbekannte Element hat die Seriennummer 96 ( Curium).
Wie gelangen diese superschweren Teilchen in die Stratosphäre des Globus? Bisher wurden mehrere Theorien aufgestellt. Demnach sollen schwere Atome bei Supernova-Explosionen oder anderen astrophysikalischen Prozessen auftauchen und in Form von kosmischer Strahlung oder Staub die Erde erreichen – allerdings erst nach 1000 – 1.000.000 Jahren. Diese kosmischen Vorkommen werden derzeit sowohl in der Atmosphäre als auch in tiefen Meeressedimenten gesucht.
Superschwere Elemente sind also in der kosmischen Strahlung zu finden? Laut den amerikanischen Wissenschaftlern, die 1975 das Skylab-Experiment durchführten, wurde diese Hypothese zwar nicht bestätigt. In einem Weltraumlabor, das die Erde umkreiste, wurden Detektoren installiert, die schwere Partikel aus dem Weltraum absorbieren; wurden erst entdeckt Spuren bekannter Elemente.
Mondstaub, der nach der ersten Mondlandung 1969 auf die Erde gebracht wurde, wurde nicht minder sorgfältig auf das Vorhandensein superschwerer Elemente untersucht. Als Spuren von „langlebigen“ Partikeln bis zu 0,025 mm gefunden wurden, glaubten einige Forscher, dass sie den Elementen 110 – 119 zugeordnet werden könnten.
Ähnliche Ergebnisse wurden aus Untersuchungen der anomalen Isotopenzusammensetzung des Edelgases Xenon erhalten, das in verschiedenen Meteoritenproben enthalten war. Physiker sind der Meinung, dass dieser Effekt nur durch die Existenz superschwerer Elemente erklärt werden kann.
Sowjetische Wissenschaftler in Dubna, die 20 kg des Allende-Meteoriten analysierten, der im Herbst 1969 in Mexiko einschlug, konnten nach dreimonatiger Beobachtung mehrere spontane Spaltungen feststellen.
Nachdem jedoch festgestellt wurde, dass „natürliche“ Plutonium-244, der einmal war Bestandteil Da unser Sonnensystem völlig ähnliche Spuren hinterlässt, wurde die Interpretation sorgfältiger durchgeführt.
Basierend auf verschiedenen theoretischen Modellen wurden die Zerfallseigenschaften superschwerer Kerne berechnet. Die Ergebnisse einer solchen Berechnung sind in Abb. dargestellt. 4. Die Halbwertszeiten gerade-gerade superschwerer Kerne sind relativ zur spontanen Spaltung (a), zum α-Zerfall (b), zum β-Zerfall (c) und für alle möglichen Zerfallsprozesse (d) angegeben. Der stabilste Kern in Bezug auf spontane Spaltung (Abb. 4a) ist der Kern mit Z = 114 und N = 184. Die Halbwertszeit in Bezug auf spontane Spaltung beträgt für ihn ~10 16 Jahre. Bei Isotopen des Elements 114, die sich um 6–8 Neutronen vom stabilsten unterscheiden, verringern sich die Halbwertszeiten um 10–15 Größenordnungen. Die Halbwertszeiten im Verhältnis zum α-Zerfall sind in Abb. dargestellt. 4b. Der stabilste Kern befindet sich in der Z-Region< 114 и N = 184 (T 1/2 = 10 15 лет). Для изотопа 298 114 период полураспада составляет около 10 лет.
In Bezug auf den β-Zerfall stabile Kerne sind in Abb. dargestellt. 4c mit dunklen Punkten. In Abb. 4d zeigt die kompletten Halbwertszeiten. Für gerade-gerade Kerne, die sich innerhalb der zentralen Kontur befinden, betragen sie etwa 10 5 Jahre. Unter Berücksichtigung aller Zerfallsarten stellt sich also heraus, dass Kerne in der Nähe von Z = 110 und N = 184 eine „Insel der Stabilität“ bilden. Der Kern 294 110 hat eine Halbwertszeit von etwa 10 9 Jahren. Der Unterschied zwischen dem Z-Wert und der vom Schalenmodell vorhergesagten magischen Zahl 114 ist auf die Konkurrenz zwischen Spaltung (relativ dazu ist der Kern mit Z = 114 am stabilsten) und α-Zerfall (relativ dazu sind Kerne mit niedrigerem Z stabil) zurückzuführen ). Für ungerade-gerade und gerade-ungerade Kerne nehmen die Halbwertszeiten in Bezug auf den α-Zerfall und die spontane Spaltung zu und in Bezug auf den β-Zerfall ab. Es ist zu beachten, dass die obigen Schätzungen stark von den in den Berechnungen verwendeten Parametern abhängen und nur als Hinweis auf die Möglichkeit der Existenz superschwerer Kerne mit ausreichend langer Lebensdauer für ihren experimentellen Nachweis angesehen werden können.
Die Ergebnisse einer weiteren Berechnung der Gleichgewichtsform superschwerer Kerne und ihrer Halbwertszeiten sind in Abb. dargestellt. 5, 11.11. In Abb. Abbildung 11.10 zeigt die Abhängigkeit der Gvon der Anzahl der Neutronen und Protonen für Kerne mit Z = 104-120. Die Verformungsenergie ist definiert als die Differenz zwischen den Energien von Kernen im Gleichgewicht und in Kugelform. Aus diesen Daten geht hervor, dass es in der Region Z = 114 und N = 184 Kerne geben sollte, die im Grundzustand eine Kugelform haben. Alle bisher entdeckten superschweren Kerne (sie sind in Abb. 5 als dunkle Rauten dargestellt) sind deformiert. Helle Diamanten zeigen Kerne, die gegenüber dem β-Zerfall stabil sind. Diese Kerne müssen durch α-Zerfall oder Spaltung zerfallen. Der Hauptzerfallskanal sollte der α-Zerfall sein.
Die Halbwertszeiten für gerade-gerade β-stabile Isotope sind in Abb. dargestellt. 6. Nach diesen Vorhersagen werden für die meisten Kerne viel längere Halbwertszeiten erwartet als für bereits entdeckte superschwere Kerne (0,1–1 ms). Für den Kern 292110 wird beispielsweise eine Lebensdauer von ~51 Jahren vorhergesagt.
So nimmt nach modernen mikroskopischen Berechnungen die Stabilität superschwerer Kerne stark zu, wenn sie sich der magischen Neutronenzahl N = 184 nähern. Bis vor Kurzem war das einzige Isotop eines Elements mit Z = 112 das Isotop 277 112, das eine Halbzahl von Lebensdauer von 0,24 ms. Das schwerere Isotop 283112 wurde in der Kaltfusionsreaktion 48 Ca + 238 U synthetisiert. Bestrahlungszeit 25 Tage. Die Gesamtzahl der 48 Ca-Ionen auf dem Target beträgt 3,5·10 18. Es wurden zwei Fälle registriert, die als spontane Spaltung des resultierenden Isotops 283 112 interpretiert wurden. Die Halbwertszeit dieses neuen Isotops wurde auf T 1/2 = 81 s geschätzt. Somit ist klar, dass eine Erhöhung der Neutronenzahl im Isotop 283112 im Vergleich zum Isotop 277112 um 6 Einheiten die Lebensdauer um 5 Größenordnungen erhöht.
In Abb. Abbildung 7 zeigt die gemessene Lebensdauer der Seaborgium-Isotope Sg (Z = 106) im Vergleich mit den Vorhersagen verschiedener theoretischer Modelle. Bemerkenswert ist die Verringerung der Lebensdauer des Isotops mit N = 164 um fast eine Größenordnung im Vergleich zur Lebensdauer des Isotops mit N = 162.
Die größte Annäherung an die Stabilitätsinsel kann bei der Reaktion 76 Ge + 208 Pb erreicht werden. Bei einer Fusionsreaktion kann ein superschwerer, fast kugelförmiger Kern entstehen, gefolgt von der Emission von γ-Quanten oder einem einzelnen Neutron. Schätzungen zufolge sollte der resultierende 284 114-Kern unter Emission von α-Teilchen mit einer Halbwertszeit von ~ 1 ms zerfallen. Zusätzliche Informationen über die Besetzung der Schale im Bereich N = 162 können durch die Untersuchung der α-Zerfälle der Kerne 271 108 und 267 106 gewonnen werden. Für diese Kerne werden Halbwertszeiten von 1 Minute vorhergesagt. und 1 Stunde. Für die Kerne 263 106, 262 107, 205 108, 271,273 110 wird Isomerie erwartet, deren Ursache in der Füllung von Unterschalen mit j = 1/2 und j = 13/2 im Bereich N = 162 für im Boden verformte Kerne liegt Zustand.
In Abb. Abbildung 8 zeigt die experimentell gemessenen Anregungsfunktionen für die Bildungsreaktion der Elemente Rf (Z = 104) und Hs (Z = 108) für die Fusionsreaktionen der einfallenden Ionen 50 Ti und 56 Fe mit einem Zielkern 208 Pb.
Der resultierende Verbundkern wird durch die Emission von einem oder zwei Neutronen abgekühlt. Informationen über die Anregungsfunktionen von Schwerionenfusionsreaktionen sind besonders wichtig für die Gewinnung superschwerer Kerne. Bei der Fusionsreaktion schwerer Ionen ist es notwendig, die Wirkung von Coulomb-Kräften und Oberflächenspannungskräften genau auszugleichen. Wenn die Energie des einfallenden Ions nicht hoch genug ist, reicht die minimale Annäherungsentfernung nicht aus, um das binäre Kernsystem zu verschmelzen. Wenn die Energie des einfallenden Teilchens zu hoch ist, wird das resultierende System eine hohe Anregungsenergie haben und höchstwahrscheinlich in Fragmente zerfallen. Eine effektive Fusion findet in einem relativ engen Energiebereich kollidierender Teilchen statt.
Von besonderem Interesse sind Fusionsreaktionen mit der Emission einer minimalen Anzahl von Neutronen (1-2), weil Bei synthetisierten superschweren Kernen ist ein möglichst großes N/Z-Verhältnis wünschenswert. In Abb. Abbildung 9 zeigt das Fusionspotential für Kerne in der Reaktion
64 Ni + 208 Pb 272 110. Die einfachsten Schätzungen zeigen, dass die Wahrscheinlichkeit des Tunneleffekts bei der Kernfusion ~ 10 -21 beträgt, was deutlich niedriger ist als der beobachtete Wert des Wirkungsquerschnitts. Dies lässt sich wie folgt erklären. Bei einem Abstand von 14 fm zwischen den Kernzentren wird die anfängliche kinetische Energie von 236,2 MeV vollständig durch das Coulomb-Potential kompensiert. In diesem Abstand stehen nur Nukleonen in Kontakt, die sich auf der Oberfläche des Kerns befinden. Die Energie dieser Nukleonen ist gering. Daher besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass Nukleonen oder Nukleonenpaare die Orbitale in einem Kern verlassen und in die freien Zustände des Partnerkerns wechseln. Die Übertragung von Nukleonen von einem einfallenden Kern auf einen Zielkern ist besonders attraktiv, wenn das doppelt magische Isotop Blei 208 Pb als Ziel verwendet wird. In 208 Pb sind die Protonenunterschale h 11/2 und die Neutronenunterschalen h 9/2 und i 13/2 gefüllt. Der Protonentransfer wird zunächst durch Proton-Proton-Anziehungskräfte und nach dem Füllen der h 9/2-Unterschale durch Proton-Neutron-Anziehungskräfte stimuliert. Ebenso bewegen sich Neutronen in die freie Unterschale i 11/2, angezogen von Neutronen aus der bereits gefüllten Unterschale i 13/2. Aufgrund der Paarungsenergie und der großen Bahnwinkelmomente ist die Übertragung eines Nukleonenpaars wahrscheinlicher als die Übertragung eines einzelnen Nukleons. Nach der Übertragung von zwei Protonen von 64 Ni 208 Pb sinkt die Coulomb-Barriere um 14 MeV, was einen engeren Kontakt wechselwirkender Ionen und die Fortsetzung des Nukleonenübertragungsprozesses fördert.
In den Werken von [V.V. Wolkow. Kernreaktionen tiefinelastischer Übertragungen. M. Energoizdat, 1982; V.V. Wolkow. Izv. Akademie der Wissenschaften der UdSSR, physikalische Reihe, 1986, Bd. 50 S. 1879] wurde der Mechanismus der Fusionsreaktion im Detail untersucht. Es wird gezeigt, dass bereits im Einfangstadium nach der vollständigen Dissipation der kinetischen Energie des einfallenden Teilchens ein Doppelkernsystem entsteht und die Nukleonen eines der Kerne nach und nach Schale für Schale auf den anderen Kern übertragen werden. Das heißt, die Schalenstruktur der Kerne spielt eine Rolle bedeutende Rolle bei der Bildung eines Verbundkerns. Basierend auf diesem Modell war es möglich, die Anregungsenergie zusammengesetzter Kerne und den Wirkungsquerschnitt für die Bildung von 102-112-Elementen bei Kaltfusionsreaktionen recht gut zu beschreiben.
Im nach ihm benannten Labor für Kernreaktionen. G.N. Flerov (Dubna) synthetisierte ein Element mit Z = 114. Die Reaktion wurde verwendet
Die Identifizierung des Kerns 289 114 erfolgte mithilfe einer Kette von α-Zerfällen. Experimentelle Bewertung der Halbwertszeit des Isotops 289 114 ~30 s. Das erhaltene Ergebnis stimmt gut mit zuvor durchgeführten Berechnungen überein.
Bei der Synthese des Elements 114 in der Reaktion 48 Cu + 244 Pu wird die maximale Ausbeute durch den Kanal mit der Verdampfung von drei Neutronen erzielt. In diesem Fall betrug die Anregungsenergie des Verbindungskerns 289 114 35 MeV.
Die theoretisch vorhergesagte Abfolge der Zerfälle, die mit dem bei der Reaktion gebildeten 296 116-Kern auftreten, ist in Abb. 10 dargestellt.
 Reis. 10. Schema des nuklearen Zerfalls 296 116 |
Der Kern 296 116 wird durch die Emission von vier Neutronen abgekühlt und verwandelt sich in das Isotop 292 116, das sich dann mit einer Wahrscheinlichkeit von 5 % infolge zweier aufeinanderfolgender E-Einfänge in das Isotop 292 114 verwandelt. Als Ergebnis von α -Zerfall (T 1/2 = 85 Tage) wandelt sich das Isotop 292 114 in das Isotop 288 112 um. Die Bildung des Isotops 288 112 erfolgt auch durch den Kanal
Der aus beiden Ketten resultierende Endkern 288 112 hat eine Halbwertszeit von etwa einer Stunde und zerfällt durch spontane Spaltung. Mit einer Wahrscheinlichkeit von etwa 10 % entsteht durch den α-Zerfall des Isotops 288 114 das Isotop 284 112. Die oben genannten Zeiträume und Zerfallskanäle wurden durch Berechnung ermittelt.
Bei der Analyse der verschiedenen Möglichkeiten der Bildung superschwerer Elemente bei Reaktionen mit Schwerionen müssen folgende Umstände berücksichtigt werden.
- Es ist notwendig, einen Kern mit einem ausreichend großen Verhältnis der Neutronenzahl zur Protonenzahl zu erzeugen. Daher müssen schwere Ionen mit einem großen N/Z als einfallendes Teilchen gewählt werden.
- Es ist notwendig, dass der resultierende zusammengesetzte Kern eine niedrige Anregungsenergie und einen kleinen Drehimpuls aufweist, da sonst die effektive Höhe der Spaltbarriere abnimmt.
- Es ist notwendig, dass der resultierende Kern eine nahezu kugelförmige Form hat, da bereits eine geringfügige Verformung zu einer schnellen Spaltung des superschweren Kerns führt.
Eine vielversprechende Methode zur Herstellung superschwerer Kerne sind Reaktionen wie 238 U + 238 U, 238 U + 248 Cm, 238 U + 249 Cf, 238 U + 254 Es. In Abb. Abbildung 11 zeigt die geschätzten Wirkungsquerschnitte für die Bildung von Transuranelementen bei Bestrahlung von Targets bestehend aus 248 Cm, 249 Cf und 254 Es mit beschleunigten 238 U-Ionen. Bei diesen Reaktionen liegen bereits erste Ergebnisse zu Wirkungsquerschnitten für die Bildung von Elementen mit Z > 100 vor. Um die Ausbeuten der untersuchten Reaktionen zu erhöhen, wurden die Zieldicken so gewählt, dass die Reaktionsprodukte darin verbleiben das Ziel. Nach der Bestrahlung wurden einzelne chemische Elemente vom Target getrennt. In den über mehrere Monate gewonnenen Proben wurden α-Zerfallsprodukte und Spaltfragmente nachgewiesen. Mit beschleunigten Uranionen gewonnene Daten zeigen eindeutig eine Steigerung der Ausbeute an schweren Transuranelementen im Vergleich zu leichteren Bombardierungsionen. Diese Tatsache ist äußerst wichtig für die Lösung des Problems der Fusion superschwerer Kerne. Trotz der Schwierigkeiten, mit angemessenen Zielen zu arbeiten, erscheinen die Prognosen für Fortschritte in Richtung eines hohen Z recht optimistisch.
Die Fortschritte auf dem Gebiet der superschweren Kerne waren in den letzten Jahren erstaunlich beeindruckend. Bisher waren jedoch alle Versuche, die Insel der Stabilität zu entdecken, erfolglos. Die Suche nach ihm geht intensiv weiter.
Am Ende des zweiten Jahrtausends stellte der Akademiker Vitaly Lazarevich Ginzburg eine Liste von dreißig Problemen der Physik und Astrophysik zusammen, die er für die wichtigsten und interessantesten hielt (siehe „Wissenschaft und Leben“ Nr. 11, 1999). In dieser Liste bezeichnet Nummer 13 die Aufgabe, superschwere Elemente zu finden. Dann, vor 12 Jahren, stellte der Akademiker enttäuscht fest, dass „die Existenz langlebiger (wir sprechen von Millionen von Jahren) Transurankernen in der kosmischen Strahlung noch nicht bestätigt wurde.“ Heute wurden Spuren solcher Kerne entdeckt. Dies gibt Hoffnung, endlich die Insel der Stabilität superschwerer Kerne zu entdecken, deren Existenz einst vom Kernphysiker Georgy Nikolaevich Flerov vorhergesagt wurde.
Die Frage ist, ob es Elemente gibt, die schwerer sind als Uran-92 (238 U ist sein stabiles Isotop). lange Zeit blieben offen, da sie in der Natur nicht beobachtet wurden. Man glaubte, dass es keine stabilen Elemente mit einer Ordnungszahl größer als 180 gäbe: mächtig positive Ladung Kerne zerstören die inneren Elektronenniveaus eines schweren Atoms. Es wurde jedoch schnell klar, dass die Stabilität eines Elements durch die Stabilität seines Kerns und nicht durch die Hülle bestimmt wird. Kerne mit einer geraden Anzahl von Protonen Z und Neutronen N sind stabil, unter denen Kerne mit der sogenannten magischen Anzahl von Protonen oder Neutronen – 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 – besonders hervorstechen – zum Beispiel Zinn, Blei. Und am stabilsten sind „doppelt magische Kerne“, bei denen die Anzahl sowohl der Neutronen als auch der Protonen magisch ist, beispielsweise Helium und Kalzium. Dies ist das Bleiisotop 208 Pb: Es hat Z = 82, N = 126. Die Stabilität des Elements hängt stark vom Verhältnis der Anzahl der Protonen und Neutronen in seinem Kern ab. Beispielsweise ist Blei mit 126 Neutronen stabil, aber sein anderes Isotop, das ein Neutron mehr im Kern hat, zerfällt in mehr als drei Stunden. Aber, bemerkte V.L. Ginzburg, die Theorie sagt voraus, dass ein bestimmtes Element .
Heutzutage wurden viele Elemente bis einschließlich des 118. – 254 Uuo künstlich gewonnen. Es ist das schwerste Nichtmetall, vermutlich ein Edelgas; Seine herkömmlichen Namen sind Ununoctium (es wird aus den Wurzeln der lateinischen Ziffern 1, 1, 8 gebildet), Eka-Radon und Moscovian Mw. Alle vom Menschen geschaffenen Elemente existierten einst auf der Erde, sind aber im Laufe der Zeit verfallen. Beispielsweise hat Plutonium-94 16 Isotope und nur 244 Pu hat eine Halbwertszeit T ½ = 7,6 · 10 7 Jahre; Neptunium-93 hat 12 Isotope und 237 Np T ½ = 2,14 10 6 Jahre. Diese längsten Halbwertszeiten aller Isotope dieser Elemente sind viel kürzer als das Alter der Erde – (4,5–5,5) 10 9. Unbedeutende Spuren von Neptunium, die in Uranerzen vorkommen, sind Produkte von Kernreaktionen unter dem Einfluss von Neutronen aus kosmischer Strahlung und der spontanen Spaltung von Uran, und Plutonium ist eine Folge des Beta-Zerfalls von Neptunium-239.
Elemente, die während der Existenz der Erde verschwunden sind, werden auf zwei Arten gewonnen. Erstens kann ein zusätzliches Neutron in den Kern eines schweren Elements getrieben werden. Dort unterliegt es dem Beta-Zerfall und bildet ein Proton, ein Elektron und ein Elektron-Antineutrino: n 0 → p + e – + v e. Die Kernladung wird um eins erhöht – ein neues Element erscheint. Auf diese Weise wurden künstliche Elemente bis zu Fermium-100 gewonnen (sein Isotop 257 Fm hat eine Halbwertszeit von 100 Jahren).
Noch schwerere Elemente entstehen in Beschleunigern, die Kerne beschleunigen und kollidieren lassen, zum Beispiel Gold (siehe „Wissenschaft und Leben“ Nr. 6, 1997). Genau auf diese Weise wurden das 117. und 118. Element im Labor für Kernreaktionen des Gemeinsamen Instituts für Kernforschung (JINR, Dubna) gewonnen. Darüber hinaus sagt die Theorie voraus, dass stabile superschwere Kerne weit über die derzeit bekannten schweren radioaktiven Elemente hinaus existieren sollten. Der russische Physiker G. N. Flerov stellte das System der Elemente als symbolischen Archipel dar, in dem stabile Elemente von einem Meer kurzlebiger Isotope umgeben sind, die möglicherweise nie entdeckt werden. Auf der Hauptinsel des Archipels gibt es Gipfel der stabilsten Elemente – Kalzium, Zinn und Blei; jenseits der Straße der Radioaktivität liegt die Insel der schweren Kerne mit Gipfeln von Uran, Neptunium und Plutonium. Und noch weiter entfernt sollte es eine mysteriöse Insel der Stabilität superschwerer Elemente geben, ähnlich der bereits erwähnten – X-298.
Trotz aller Erfolge experimenteller und theoretische Physik bleibt die Frage offen: Gibt es superschwere Elemente in der Natur oder handelt es sich um rein künstliche, vom Menschen hergestellte Stoffe, ähnlich den synthetischen Materialien – Nylon, Nylon, Lavsan – die nie von der Natur geschaffen wurden?
In der Natur gibt es Bedingungen für die Bildung solcher Elemente. Sie entstehen in den Tiefen von Pulsaren und bei Supernova-Explosionen. Die Neutronenflüsse in ihnen erreichen eine enorme Dichte – 10 38 n 0 / m 2 und sind in der Lage, superschwere Kerne zu erzeugen. Sie zerstreuen sich in einem Strom intergalaktischer kosmischer Strahlung durch den Weltraum, ihr Anteil ist jedoch äußerst gering – nur wenige Teilchen pro Quadratmeter und Jahr. Daher entstand die Idee, einen natürlichen Detektor-Speicher für kosmische Strahlung zu nutzen, in dem superschwere Kerne eine spezifische, leicht erkennbare Spur hinterlassen sollten. Als solche Detektoren haben Meteoriten erfolgreich gedient.
Ein Meteorit – ein Stück Gestein, das durch eine kosmische Katastrophe von seinem Mutterplaneten gerissen wurde – reist Hunderte Millionen Jahre lang durch den Weltraum. Es wird kontinuierlich durch kosmische Strahlung „befeuert“, die zu 90 % aus Wasserstoffkernen (Protonen), 7 % Heliumkernen (zwei Protonen) und 1 % Elektronen besteht. Die restlichen 2 % bestehen aus anderen Teilchen, zu denen auch superschwere Kerne gehören können.
Forscher des nach ihm benannten Physikalischen Instituts. P. N. Lebedev (FIAN) und das nach ihm benannte Institut für Geochemie und Analytische Chemie. V. I. Vernadsky (GEOKHI RAS) untersucht zwei Pallasiten – mit Olivin durchsetzte Eisen-Nickel-Meteoriten (eine Gruppe durchscheinender Mineralien, in denen Mg 2, (Mg, Fe) 2 und (Mn, Fe) 2 zu Siliziumdioxid SiO 4 hinzugefügt werden unterschiedliche Anteile; transparenter Olivin wird Chrysolith genannt). Das Alter dieser Meteoriten beträgt 185 und 300 Millionen Jahre.
Schwere Kerne, die durch einen Olivinkristall fliegen, beschädigen dessen Gitter und hinterlassen darin ihre Spuren – Spuren. Sie werden nach einer chemischen Behandlung des Kristalls – Ätzen – sichtbar. Und da Olivin durchscheinend ist, können diese Spuren unter einem Mikroskop beobachtet und untersucht werden. Anhand der Dicke der Spur, ihrer Länge und Form kann man die Ladung und Atommasse des Kerns beurteilen. Die Forschung wird dadurch erheblich erschwert, dass Olivinkristalle Abmessungen in der Größenordnung von mehreren Millimetern haben und die Bahn eines schweren Teilchens viel länger ist. Daher muss die Größe seiner Ladung anhand indirekter Daten beurteilt werden – der Ätzrate, einer Verringerung der Spurdicke usw.
Die Arbeit, Spuren superschwerer Teilchen von der Insel der Stabilität zu finden, wurde „Projekt Olympia“ genannt. Im Rahmen dieses Projekts wurden Informationen über etwa sechstausend Kerne mit einer Ladung von mehr als 55 und drei ultraschwere Kerne gewonnen, deren Ladungen im Bereich von 105 bis 130 liegen. Alle Eigenschaften der Spuren dieser Kerne wurden ermittelt gemessen mit einem Komplex hochpräziser Geräte, die am Lebedev Physical Institute entwickelt wurden. Der Komplex erkennt automatisch Spuren, bestimmt ihre geometrischen Parameter und ermittelt durch Extrapolation der Messdaten die geschätzte Länge der Spur, bevor sie im Olivinmassiv stoppt (denken Sie daran, dass die tatsächliche Größe seines Kristalls mehrere Millimeter beträgt).
Die erhaltenen experimentellen Ergebnisse bestätigen die Realität der Existenz stabiler superschwerer Elemente in der Natur.
A. Levin
Auf dem Weg zur Insel der Stabilität
Wissenschaftler beschäftigen sich seit sieben Jahrzehnten mit der neuesten Version des alchemistischen Handwerks und haben dabei viel erreicht: die Liste der offiziell anerkannten künstlichen Elemente, deren Namen von der Internationalen Union für reine und angewandte Chemie (IUPAC) offiziell genehmigt wurden, umfasst 19 Positionen.
Es beginnt mit dem 93. Element des Periodensystems, das seit 1940 bekannt ist, Neptunium, und endet mit dem 111. Element, Röntgen, das erstmals 1994 hergestellt wurde. In den Jahren 1996 und 1998 wurden Elemente mit den Nummern 112 und 114 erhalten. Sie haben noch keine endgültigen Namen erhalten, und die ihnen bis zur Entscheidung des IUPAC-Büros zugewiesenen vorläufigen Namen klingen schrecklich – Ununbium und Ununquadium. Im Jahr 2004 erschienen Berichte über die Synthese des 113. und 115. Elements, bisher mit ebenfalls unaussprechlichen Namen versehen. Sie haben jedoch ihre eigene Logik; es handelt sich lediglich um fortlaufende Nummern von Elementen, die mit den lateinischen Namen einstelliger Zahlen codiert werden. Ununbium steht beispielsweise für „eins-eins-zwei“.
Im vergangenen Herbst kursierten in der Weltpresse Berichte über den absolut zuverlässigen Erhalt eines weiteren superschweres Element, 118. Es war kein Zufall, dass die Zuverlässigkeit dieser Ergebnisse hervorgehoben wurde. Tatsache ist, dass solche Ankündigungen zum ersten Mal viel früher erschienen sind – im Juni 1999. Später mussten Mitarbeiter des amerikanischen Lawrence Livermore Laboratory, die diese Entdeckung beantragt hatten, sie jedoch aufgeben. Es stellte sich heraus, dass die Daten, auf denen es basierte, von einem der Experimentatoren, dem Bulgaren Viktor Ninov, gefälscht wurden. Im Jahr 2002 löste dies einen ziemlichen Skandal aus. Im selben Jahr nahmen Livermore-Wissenschaftler unter der Leitung von Kenton Moody zusammen mit russischen Kollegen am Joint Institute for Nuclear Research in Dubna unter der Leitung von Yuri Oganesyan diese Bemühungen mit einer anderen Kette von Kernreaktionen wieder auf. Die Experimente wurden nur drei Jahre später abgeschlossen und führten nun zur garantierten Synthese des 118. Elements – allerdings in der Menge von nur drei Kernen. Diese Ergebnisse werden in einem Papier mit zwanzig russischen und zehn amerikanischen Unterschriften präsentiert, das am 9. Oktober 2006 in der Zeitschrift Physical Review erschien.
Wir werden später über Methoden zur Herstellung superschwerer künstlicher Elemente und die gemeinsame Arbeit der Gruppen Oganesyan und Moody sprechen. Versuchen wir in der Zwischenzeit, eine gar nicht so naive Frage zu beantworten: Warum synthetisieren Kernphysiker und Chemiker so beharrlich immer mehr Elemente mit dreistelligen Zahlen? Periodensystem? Diese Arbeiten erfordern komplexe und teure Geräte und viele Jahre intensiver Forschung – aber was ist das Endergebnis? Völlig nutzlose instabile exotische Kerne, die man auch an einer Hand abzählen kann. Natürlich ist es für Spezialisten interessant, jeden dieser Kerne allein wegen seiner Einzigartigkeit und Neuheit für die Wissenschaft zu untersuchen – zum Beispiel, um seine radioaktiven Zerfälle, Energieniveaus und geometrischen Formen zu untersuchen. Für solche Entdeckungen geben sie manchmal nach Nobelpreise, aber trotzdem – ist das Spiel die Kerze wert? Was versprechen diese Studien, wenn nicht die Technologie, dann zumindest die Grundlagenwissenschaft?
EIN WENIG ELEMENTARPHYSIK
Erinnern wir uns zunächst daran, dass die Kerne aller Elemente, ausnahmslos außer Wasserstoff, aus zwei Arten von Teilchen bestehen – positiv geladenen Protonen und Neutronen, die keine elektrische Ladung tragen (der Wasserstoffkern ist ein einzelnes Proton). Alle Kerne sind also positiv geladen und die Ladung eines Kerns wird durch die Anzahl seiner Protonen bestimmt. Die gleiche Zahl bestimmt auch die Nummer des Elements im Periodensystem. Auf den ersten Blick mag dieser Umstand seltsam erscheinen. Der Schöpfer dieses Systems, D. I. Mendeleev, ordnete die Elemente anhand ihrer Atomgewichte und chemische Eigenschaften, und die Wissenschaft hatte zu dieser Zeit keine Ahnung von Atomkernen (übrigens waren im Jahr 1869, als er sein Periodengesetz entdeckte, nur 63 Elemente bekannt). Jetzt wissen wir (aber Dmitri Iwanowitsch hatte keine Zeit, es herauszufinden), dass die chemischen Eigenschaften von der Struktur der Elektronenwolke abhängen, die den Atomkern umgibt. Bekanntlich sind die Ladungen eines Protons und eines Elektrons im Absolutwert gleich und im Vorzeichen entgegengesetzt. Da das Atom als Ganzes elektrisch neutral ist, ist die Anzahl der Elektronen genau gleich der Anzahl der Protonen – hier wurde die gewünschte Bindung entdeckt. Die Periodizität der chemischen Eigenschaften erklärt sich aus der Tatsache, dass die Elektronenwolke aus separaten „Schichten“ – Schalen – besteht. Chemische Wechselwirkungen zwischen Atomen werden hauptsächlich durch Elektronen in den äußeren Schalen bereitgestellt. Wenn jede neue Schale gefüllt wird, bilden die chemischen Eigenschaften der resultierenden Elemente eine glatte Reihe, und dann endet die Kapazität der Schale und die nächste beginnt sich zu füllen – daher die Periodizität. Aber hier betreten wir den Dschungel der Atomphysik, und das interessiert uns heute nicht; wir sollten Zeit haben, über Kerne zu sprechen.
Atomkerne werden üblicherweise „Nuklide“ genannt, vom lateinischen nucleus – Kern. Daher der gebräuchliche Name für Protonen und Neutronen – „Nukleonen“. Kerne mit der gleichen Anzahl an Protonen, aber unterschiedlicher Anzahl an Neutronen unterscheiden sich in der Masse, aber ihre elektronische „Kleidung“ ist genau gleich, Marie Curie. Das bedeutet, dass Atome, die sich nur in der Anzahl der Neutronen voneinander unterscheiden, chemisch nicht unterscheidbar sind und als Varianten desselben Elements betrachtet werden müssen. Solche Elemente werden Isotope genannt (dieser Name wurde 1910 vom englischen Radiochemiker Frederick Soddy vorgeschlagen, der ihn von den griechischen Wörtern isos – gleich, identisch und topos – Ort ableitete). Isotope werden normalerweise durch den Namen oder das chemische Symbol des Elements bezeichnet, zusammen mit der Angabe der Gesamtzahl der Kernnukleonen (dieser Indikator wird als „Massenzahl“ bezeichnet).
Alle natürlich vorkommenden Elemente haben mehrere Isotope. Beispielsweise gibt es von Wasserstoff neben der Hauptversion mit einem Proton eine schwere Version – Deuterium – und eine superschwere Version – Tritium (historisch gesehen haben Wasserstoffisotope ihre eigenen Namen). Der Deuteriumkern besteht aus einem Proton und einem Neutron, der Tritiumkern aus einem Proton und zwei Neutronen. Das zweite Element des Periodensystems, Helium, hat zwei natürliche Isotope: das sehr seltene Helium-3 (zwei Protonen, ein Neutron) und das viel häufiger vorkommende Helium-4 (zwei Protonen und zwei Neutronen). Auch Elemente reinen Laborursprungs werden in der Regel in unterschiedlichen Isotopenvarianten synthetisiert.
Nicht alle Atomkerne sind stabil. Einige von ihnen können spontan Partikel ausstoßen und sich in andere Nuklide umwandeln. Dieses Phänomen wurde 1896 vom französischen Physiker Antoine Henri Becquerel entdeckt, der entdeckte, dass Uran eine der Wissenschaft unbekannte durchdringende Strahlung aussendet. Zwei Jahre später entdeckten Frederic Curie und seine Frau Marie eine ähnliche Strahlung von Thorium und entdeckten dann zwei instabile Elemente, die noch nicht im Periodensystem enthalten waren – Radium und Polonium. Marie Curie nannte das aus Sicht der damaligen Wissenschaft mysteriöse Phänomen Radioaktivität. Im Jahr 1899 entdeckte der Engländer Ernest Rutherford, dass Uran zwei Arten von Strahlung aussendet, die er Alpha- und Betastrahlen nannte. Ein Jahr später bemerkte der Franzose Paul Villard Strahlung der dritten Art in Uran, die derselbe Rutherford mit dem dritten Buchstaben des griechischen Alphabets bezeichnete – Gamma. Später entdeckten Wissenschaftler andere Arten von Radioaktivität.
Sowohl Alpha- als auch Gammastrahlung entstehen durch innere Umlagerungen des Kerns. Alphastrahlen sind einfach Kernströme des Hauptisotops von Helium, Helium-4. Wenn ein radioaktives Nuklid ein Alphateilchen aussendet, verringert sich seine Massenzahl um vier und seine Ladung um zwei. Dadurch verschiebt sich das Element im Periodensystem um zwei Zellen nach links. Der Alpha-Zerfall ist eigentlich ein Sonderfall einer ganzen Familie von Zerfällen, bei denen sich der Kern neu ordnet und Nukleonen oder Nukleonengruppen verliert. Es gibt Zerfälle, bei denen ein Kern ein einzelnes Proton oder ein einzelnes Neutron oder sogar eine Gruppe von Nukleonen emittiert, die massereicher ist als ein Alphateilchen (solche Gruppen werden „schwere Cluster“ genannt). Aber Gammastrahlen sind unerheblich – es handelt sich um elektromagnetische Quanten sehr hoher Energie. Reiner Gammazerfall ist also streng genommen überhaupt keine Radioaktivität, da nach ihm ein Kern mit der gleichen Anzahl an Protonen und Neutronen verbleibt, nur in einem Zustand mit reduzierter Energie.
Beta-Radioaktivität wird durch Kernumwandlungen ganz anderer Art verursacht. Die Teilchen, die Rutherford Betastrahlen nannte, waren einfach Elektronen, was sehr schnell klar wurde. Dieser Umstand gab Wissenschaftlern lange Zeit Rätsel auf, da alle Versuche, Elektronen im Inneren von Kernen zu finden, zu nichts führten. Erst 1934 erkannte Enrico Fermi, dass Betaelektronen nicht das Ergebnis intranuklearer Umlagerungen, sondern gegenseitiger Transformationen von Nukleonen sind. Die Beta-Radioaktivität des Urankerns erklärt sich aus der Tatsache, dass eines seiner Neutronen in ein Proton und ein Elektron umgewandelt wird. Es gibt Betaradioaktivität der anderen Art: Ein Proton wandelt sich in ein Positron und ein Neutron um (der Leser wird bemerken, dass bei beiden Transformationen die Summe entsteht). elektrische Ladung ist gespeichert). Beim Beta-Zerfall werden auch ultraleichte und superdurchdringende neutrale Teilchen – Neutrinos – emittiert (genauer gesagt führt der Beta-Zerfall von Positronen zur Entstehung des Neutrinos selbst und des Elektrons – eines Antineutrinos). Beim elektronischen Betazerfall erhöht sich die Ladung des Kerns um eins, beim Positronenzerfall nimmt sie natürlich um den gleichen Betrag ab.
Um den Beta-Zerfall besser zu verstehen, müssen wir noch tiefer graben. Protonen und Neutronen galten nur bis Mitte der 60er Jahre des letzten Jahrhunderts als echte Elementarteilchen. Jetzt wissen wir mit Sicherheit, dass beide aus Quark-Tripletts bestehen – geschweige denn aus massiven Teilchen, die positive oder negative Ladungen tragen. Die Ladung eines negativen Quarks entspricht einem Drittel der Ladung eines Elektrons und die eines positiven Quarks entspricht zwei Dritteln der Ladung eines Protons. Quarks sind durch den Austausch spezieller masseloser Teilchen – Gluonen – eng miteinander verbunden und existieren einfach nicht in freiem Zustand. Betazerfälle sind also eigentlich Umwandlungen von Quarks.
Die Nukleonen im Inneren des Kerns sind wiederum durch Austauschkräfte verbunden, deren Träger andere Teilchen, Pionen (früher wurden sie Pi-Mesonen genannt), sind. Diese Bindungen sind bei weitem nicht so stark wie die Gluonenbindung von Quarks, weshalb Kerne zerfallen können. Intranukleare Kräfte hängen nicht von der Anwesenheit oder Abwesenheit von Ladung ab (daher reagieren alle Nukleonen auf die gleiche Weise miteinander) und haben eine sehr kurze Wirkungsreichweite, etwa 1,4 x 10-15 Meter. Die Größe der Atomkerne hängt von der Anzahl der Nukleonen ab, im Allgemeinen liegen sie jedoch in der gleichen Größenordnung. Nehmen wir an, der Radius des schwersten natürlich vorkommenden Nuklids, Uran-238, beträgt 7,4 x 10-15 Meter; bei leichteren Kernen ist er kleiner.
PHYSIK ERNSTHAFT
Wir sind mit der nuklearen Ausbildung fertig, lasst uns zu mehr übergehen interessante Dinge. Zunächst einige Fakten, deren Erläuterung den Weg zum Verständnis der verschiedenen Mechanismen der Nuklidsynthese ebnet.
Fakt 1.
Die ersten 92 Elemente des Periodensystems wurden auf der Erde entdeckt – von Wasserstoff bis Uran (obwohl Helium zuerst durch Spektrallinien in der Sonne entdeckt wurde und Technetium, Astat, Promethium und Francium künstlich gewonnen wurden, wurden sie später alle auf der Erde entdeckt Gegenstand). Alle Elemente mit hoher Anzahl wurden künstlich gewonnen. Sie werden üblicherweise als transuranische Elemente bezeichnet und stehen im Periodensystem rechts von Uran.
Fakt 3.
Das Verhältnis zwischen der Anzahl intranuklearer Protonen und Neutronen ist keineswegs willkürlich. In stabilen leichten Kernen sind ihre Zahlen gleich oder fast gleich – beispielsweise für Lithium 3:3, für Kohlenstoff 6:6, für Kalzium 20:20. Doch mit zunehmender Ordnungszahl wächst die Zahl der Neutronen schneller und übersteigt in den schwersten Kernen die Zahl der Protonen um etwa das 1,5-fache. Beispielsweise besteht der Kern des stabilen Wismutisotops aus 83 Protonen und 126 Neutronen (es gibt 13 instabilere, bei denen die Anzahl der Neutronen zwischen 119 und 132 variiert). Für Uran und Transuran nähert sich das Verhältnis zwischen Neutronen und Protonen dem Wert von 1,6.
Fakt 2.
Alle Elemente haben instabile Isotope, entweder natürlich vorkommende oder vom Menschen erzeugte. Deuterium ist beispielsweise stabil, Tritium unterliegt jedoch dem Betazerfall. (Mittlerweile sind übrigens etwa zweitausend radioaktive Nuklide bekannt, von denen viele in verschiedenen Technologien eingesetzt und daher im industriellen Maßstab hergestellt werden.) Aber nur die ersten 83 Elemente haben stabile Isotope im Periodensystem – von Wasserstoff bis Wismut. Die neun schwersten natürlichen Elemente: Polonium, Astat, Radon, Francium, Radium, Actinium, Thorium, Protactinium und Uran sind in all ihren Isotopenvarianten radioaktiv. Außerdem sind ausnahmslos alle Transurane instabil.
Wie lässt sich dieses Muster erklären? Warum gibt es keine Kohlenstoffkerne mit beispielsweise 16 Neutronen (dieses Element hat 13 Isotope mit einer Neutronenzahl von 2 bis 14, außer dem Hauptisotop Kohlenstoff-12 ist jedoch nur Kohlenstoff-13 stabil)? Warum sind alle Nuklide mit mehr als 83 Protonen instabil?
Karte der nuklearen Stabilität
Die Atommasse nimmt vom oberen Rand der Karte nach unten zu. Die Anzahl der Protonen nimmt zur unteren rechten Ecke hin zu, die Anzahl der Neutronen - zur unteren linken Ecke hin. Der unterste rote Block ist das 112. Element.
In Lehrbüchern zur Kernphysik findet man ein sehr anschauliches Diagramm, das als Isotopenkarte oder Tal der Kernstabilität bezeichnet wird. Auf der horizontalen Achse ist die Anzahl der Neutronen aufgetragen, auf der vertikalen Achse die Anzahl der Protonen. Jedes Isotop entspricht einem bestimmten Punkt, beispielsweise dem Hauptisotop von Helium – einem Punkt mit den Koordinaten (2,2). Dieses Diagramm zeigt deutlich, dass alle tatsächlich vorhandenen Isotope in einem eher schmalen Band konzentriert sind. Seine Neigung zur x-Achse beträgt zunächst etwa 45 Grad, dann nimmt sie etwas ab. Stabile Isotope sind in der Mitte des Streifens konzentriert, und diejenigen, die zu bestimmten Zerfällen neigen, sind an den Seiten konzentriert.
Hier entsteht die Verwirrung. Es ist klar, dass Kerne nicht nur aus Protonen bestehen können – sie würden durch elektrische Abstoßungskräfte auseinandergerissen. Doch Neutronen scheinen die Abstände zwischen den Protonen zu vergrößern und dadurch diese Abstoßung abzuschwächen. Und die Kernkräfte, die Nukleonen im Kern vereinen, wirken, wie bereits erwähnt, gleichermaßen auf Protonen und Neutronen. Es scheint, dass der Kern umso stabiler ist, je mehr Neutronen sich darin befinden. Und wenn das nicht der Fall ist, warum dann?
Hier finden Sie eine Erklärung „an Ihren Fingerspitzen“. Kernmaterie gehorcht den Gesetzen der Quantenmechanik. Nukleonen beider Arten haben einen halbzahligen Spin und unterliegen daher wie alle anderen derartigen Teilchen (Fermionen) dem Pauli-Prinzip, das verbietet, dass dieselben Fermionen denselben Quantenzustand einnehmen. Das bedeutet, dass die Anzahl der Fermionen eines bestimmten Typs in einem bestimmten Zustand nur durch zwei Zahlen ausgedrückt werden kann – 0 (Zustand nicht besetzt) und 1 (Zustand gefüllt).
In der Quantenmechanik sind im Gegensatz zur klassischen Mechanik alle Zustände diskret. Der Kern zerfällt nicht, weil die darin enthaltenen Nukleonen durch Kernkräfte zusammengezogen werden. Mit diesem Bild lässt sich das veranschaulichen – die Partikel sitzen in einer Mulde und können dort nicht einfach herausspringen. Auch Physiker verwenden dieses Modell und nennen einen Brunnen einen potenziellen Brunnen. Protonen und Neutronen sind nicht dasselbe, daher sitzen sie in zwei Gruben und nicht in einer. Sowohl im Protonen- als auch im Neutronentopf gibt es eine Reihe von Energieniveaus, die von hineinfallenden Teilchen besetzt werden können. Die Tiefe jedes Lochs hängt von der durchschnittlichen Kraftwirkung zwischen seinen Gefangenen ab.
Bedenken Sie nun, dass sich Protonen gegenseitig abstoßen, Neutronen jedoch nicht. Folglich sind Protonen weniger fest verschweißt als Neutronen, sodass ihr Potentialtopf nicht so tief ist. Bei leichten Kernen ist dieser Unterschied gering, nimmt aber mit zunehmender Kernladung zu. Aber die Energien der höchsten nicht leeren Ebenen in beiden Brunnen müssen übereinstimmen. Wenn das obere Niveau der gefüllten Neutronen höher wäre als das obere Niveau der Protonen, könnte der Kern seine Gesamtenergie reduzieren und das Neutron, das ihn besetzt, „zwingen“, einen Beta-Zerfall zu durchlaufen und sich in ein Proton umzuwandeln. Und wenn eine solche Umwandlung energetisch günstig wäre, würde sie mit der Zeit stattfinden und der Kern würde sich als instabil erweisen. Das gleiche Ende würde eintreten, wenn ein Proton es wagen würde, seine Energieskala zu überschreiten.
Also haben wir eine Erklärung gefunden. Wenn die Protonen- und Neutronentöpfe nahezu gleich tief sind, was typisch für leichte Kerne ist, dann sind auch die Zahlen der Protonen und Neutronen ungefähr gleich. Während wir uns entlang des Periodensystems bewegen, nimmt die Anzahl der Protonen zu und die Tiefe ihres Potentialtopfs fällt immer weiter hinter die Tiefe des Neutronentopfs zurück. Daher müssen schwere Kerne mehr Neutronen als Protonen enthalten. Wenn Sie diesen Unterschied jedoch künstlich zu groß machen (z. B. indem Sie den Kern mit langsamen Neutronen bombardieren, die ihn nicht in Fragmente zerlegen, sondern einfach „kleben bleiben“), steigt der Neutronenpegel deutlich über den Protonenpegel, und der Kern wird dies tun zerfallen. Dieses Schema ist natürlich extrem vereinfacht, aber im Prinzip richtig.
Gehen wir weiter. Da es mit zunehmender Ordnungszahl zu einem zunehmenden Überschuss der Neutronen gegenüber Protonen kommt, was die Stabilität der Kerne verringert, müssen alle schweren Nuklide radioaktiv sein. Das ist in der Tat wahr, wir werden unsere Tatsache 2 nicht wiederholen. Darüber hinaus scheinen wir berechtigt zu sein, anzunehmen, dass schwerere Nuklide immer weniger stabil werden, mit anderen Worten, ihre Lebenserwartung wird ständig sinken. Diese Schlussfolgerung erscheint absolut logisch, ist aber falsch.
GESCHÄTZTE INSEL
Beginnen wir mit der Tatsache, dass das oben beschriebene Schema nicht viel berücksichtigt. Es gibt zum Beispiel den sogenannten Nukleonenpaarungseffekt. Es besteht darin, dass zwei Protonen oder zwei Neutronen eine enge Verbindung eingehen können und so im Inneren des Kerns einen halbautotomen Zustand ohne Drehimpuls bilden. Mitglieder solcher Paare fühlen sich stärker zueinander hingezogen, was die Stabilität des gesamten Kerns erhöht. Deshalb weisen Kerne mit gerader Protonen- und Neutronenzahl unter sonst gleichen Bedingungen die größte Stabilität auf, Kerne mit ungerader Zahl die geringste Stabilität. Die Stabilität von Kernen hängt auch von einer Reihe anderer Umstände ab, die zu speziell sind, um hier erörtert zu werden.
Aber das ist noch nicht einmal die Hauptsache. Ein Kern ist nicht nur eine homogene Ansammlung von Nukleonen, auch wenn diese paarweise vorliegen. Zahlreiche Experimente haben Physiker längst davon überzeugt, dass der Kern höchstwahrscheinlich eine Schichtstruktur aufweist. Nach diesem Modell gibt es im Inneren von Kernen Protonen- und Neutronenhüllen, die den Elektronenhüllen von Atomen etwas ähneln. Kerne mit vollständig gefüllten Schalen sind besonders resistent gegen spontane Umwandlungen. Die Anzahl der Neutronen und Protonen, die vollständig gefüllten Schalen entsprechen, nennt man Magie. Einige dieser Zahlen werden in Experimenten zuverlässig ermittelt – zum Beispiel 2, 8 und 20.
Und hier beginnt der Spaß. Schalenmodelle ermöglichen die Berechnung der magischen Zahlen superschwerer Kerne – allerdings ohne vollständige Garantie. Auf jeden Fall gibt es allen Grund zu der Annahme, dass sich die Neutronenzahl 184 als magisch erweisen wird. Es kann den Protonennummern 114, 120 und 126 entsprechen, und letztere müssen wiederum magisch sein. Folglich können wir davon ausgehen, dass die Isotope der Elemente 114, 120 und 126, die jeweils 184 Neutronen enthalten, viel länger leben werden als ihre Nachbarn. Besondere Hoffnungen werden auf das letzte Isotop gesetzt, da es sich als doppelt magisch erweist. Gemäß der im ersten Abschnitt besprochenen Namenskonvention sollte es Unbihexium-310 heißen.
Wir können also hoffen, dass es immer noch unentdeckte superschwere Nuklide gibt, die, zumindest gemessen an den Maßstäben ihrer unmittelbaren Umgebung, sehr lange leben. Physiker nennen diese hypothetische Familie die „Insel der Stabilität“. Die Hypothese über seine Existenz wurde erstmals von dem bemerkenswerten amerikanischen Kernphysiker (oder, wenn Sie so wollen, Kernchemiker) Glenn Seaborg geäußert. Nobelpreisträger 1951. Er war ein Anführer oder Schlüsselmitglied der Teams, die alle neun Elemente von 94 (Plutonium) bis 102 (Nobelium) sowie Element 106, das ihm zu Ehren Seaborgium genannt wurde, erschufen.
Jetzt können wir die Frage beantworten, die den ersten Abschnitt beendet. Unter anderem die Synthese superschwerer Elemente bringt Kernphysiker Schritt für Schritt ihrem Heiligen Gral näher – einer Insel der nuklearen Stabilität. Niemand kann mit Sicherheit sagen, ob dieses Ziel erreichbar ist, aber die Entdeckung der Schatzinsel wäre ein großer Erfolg für die Wissenschaft.
Element 114 wurde bereits erstellt – das ist Ununquadium. Jetzt wurde es in fünf Isotopenversionen mit einer Neutronenzahl von 171 bis 175 synthetisiert. Wie Sie sehen, ist 184 Neutronen noch in weiter Ferne. Allerdings haben die stabilsten Isotope von Ununquadium eine Halbwertszeit von knapp 3 Sekunden. Für das 113. Element beträgt dieser Wert etwa eine halbe Sekunde, für das 115. weniger als ein Zehntel. Das ist ermutigend.
U-400-Beschleuniger am Joint Institute for Nuclear Research (Dubna),
auf dem das 118. Element erhalten wurde
SYNTHESE DES 118
Alle künstlichen Elemente vom 93. bis 100. waren | zuerst erhalten [durch Bestrahlung von Kernen | Neutronen oder Deuteriumkerne (Deuteronen). Dies geschah im Labor nicht immer. Die Elemente 99 und 100 – Einsteinium und Fermium – wurden erstmals bei der radiochemischen Analyse von Proben der Substanz identifiziert, die im Gebiet des pazifischen Atolls Enewetak gesammelt wurden, wo die Amerikaner am 1. November 1952 einen zehn Megatonnen schweren thermonuklearen Sprengsatz zur Explosion brachten Laden Sie „Mike“ auf. Seine Hülle bestand aus Uran-238. Während der Explosion gelang es den Urankernen, bis zu fünfzehn Neutronen zu absorbieren und anschließend Ketten von Betazerfällen zu durchlaufen, die letztendlich zur Bildung von Isotopen dieser beiden Elemente führten. Einige von ihnen leben übrigens recht lange – die Halbwertszeit von Einsteinium-254 beträgt beispielsweise 480 Tage.
Transfermiumelemente mit Zahlen über 100 werden durch Beschuss massiver, aber nicht zu schnell zerfallender Nuklide mit schweren Ionen synthetisiert, die in speziellen Beschleunigern beschleunigt werden. Zu den besten Maschinen dieser Art weltweit zählen die Zyklotrone U-400 und U-400M, die zum G. M. Flerov-Labor für Kernreaktionen des Gemeinsamen Instituts für Kernforschung gehören. Das 118. Element, Ununoctium, wurde am U-400-Beschleuniger synthetisiert. Im Periodensystem liegt es genau unterhalb von Radon und muss daher ein Edelgas sein.
Allerdings ist es noch zu früh, über die Untersuchung der chemischen Eigenschaften von Ununoctium zu sprechen. Im Jahr 2002 wurde nur ein Kern seines Isotops mit einem Atomgewicht von 294 (118 Protonen, 176 Neutronen) erhalten, im Jahr 2005 zwei weitere. Sie lebten nicht lange – etwa eine Millisekunde. Sie wurden durch Beschuss eines California-249-Targets mit beschleunigten Calcium-48-Ionen hergestellt. Die Gesamtzahl der Kalzium-„Kugeln“ betrug 2x1019! Daher ist die Produktivität des Ununoctium-Generators äußerst gering. Dies ist jedoch eine typische Situation. Die angekündigten Ergebnisse gelten jedoch als recht zuverlässig, die Fehlerwahrscheinlichkeit übersteigt nicht ein Tausendstel Prozent.
Ununoctium-Kerne durchliefen eine Reihe von Alpha-Zerfällen und wandelten sich nacheinander in Isotope des 116., 114. und 112. Elements um. Letzteres, bereits erwähntes Ununbium, lebt sehr kurz und ist in schwere Fragmente von etwa gleicher Masse zerlegt.
Das ist jetzt die ganze Geschichte. Im Jahr 2007 hoffen dieselben Experimentatoren, Kerne des Elements 120 zu erzeugen, indem sie ein Plutoniumziel mit Eisenionen beschießen. Der Angriff auf die Insel der Stabilität geht weiter.
Was gibt es Neues in Wissenschaft und Technik, Nr. 1, 2007
