Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Унбиквадиум,  124 убк
Унбиквадиум
Произношение/ ˌ ¯u п б aɪ к ж ɒ д я ə м / ( OON матрица с размерностью KWOD -ие-əm )
Альтернативные названияэлемент 124, эка-уран
Унбиквадий в периодической таблице
ВодородГелий
ЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеон
НатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргон
КалийКальцийСкандийТитанаВанадийХромМарганецУтюгКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптон
РубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийБанкаСурьмаТеллурЙодКсенон
ЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоМеркурий (элемент)ТаллийВестиВисмутПолонийАстатинРадон
ФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклиумКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБориумКалийМейтнерийДармштадтиумРентгенийКопернициумНихонийФлеровийМосковиумЛиверморийTennessineОганессон
UnunenniumУнбинилиум
УнквадтриумUnquadquadiumУнквадпентиумУнквадгексийUnquadseptiumUnquadoctiumUnquadenniumUnpentniliumUnpentuniumУнпентбиумUnpenttriumUnpentquadiumUnpentpentiumУнпентексийUnpentseptiumНепентоктийUnpentenniumУнгекснилиумУнгексуниумУнгексбийUnhextriumUnhexquadiumНеэкспентиумУнгексгексийUnhexseptiumУнгексокцийUnhexenniumНесептнилиумUnseptuniumНесептбий
UnbiuniumУнбибиумУнбитриумУнбиквадиумУнбипентиумУнбигексиумUnbiseptiumUnbioctiumНе двухлетний периодУнтринилийУнтриунийУнтрибийUntritriumUntriquadiumUntripentiumУнтрихексийUntriseptiumUntrioctiumUntrienniumУнкваднилиумУнкуадуниумУнквадбиум
-
↑
Ubq
↓
-
унбитрий ← унбиквадий → унбипентий
Атомный номер ( Z )124
Группан / д
Периодпериод 8
Блокировать  g-блок
Электронная конфигурацияпрогнозы различаются, см. текст
Физические свойства
неизвестный
Атомные свойства
Состояния окисления( +6 ) (прогноз) [1]
Прочие свойства
Количество CAS54500-72-0
История
ИменованиеНазвание систематического элемента ИЮПАК
  • Посмотреть
  • разговаривать
  • редактировать
| Рекомендации

Унбиквадий , также известный как элемент 124 или эка-уран , представляет собой гипотетический химический элемент с атомным номером 124 и символом-заполнителем Ubq. Unbiquadium и Ubq являются временным именем и символом IUPAC , соответственно, до тех пор, пока элемент не будет обнаружен, подтвержден и не будет принято решение о постоянном названии. Ожидается, что в периодической таблице унбиквадий будет суперактинидом с g-блоком и шестым элементом в 8-м периоде . Унбиквадиум привлек внимание, поскольку он может находиться на острове стабильности , что приводит к более длительному периоду полураспада, особенно для 308UBQ , который, по прогнозам, имеет ряд магический из нейтронов (184).

Несмотря на несколько поисков, унбиквадий не был синтезирован, и не было обнаружено существования каких-либо изотопов природного происхождения . Считается, что синтез унбиквадия будет намного сложнее, чем синтез более легких неоткрытых элементов , а ядерная нестабильность может создать дополнительные трудности в идентификации унбиквадия, если остров стабильности не окажет более сильного стабилизирующего эффекта, чем предсказывалось в этой области.

Ожидается, что унбиквадий, входящий в группу суперактинидов, будет иметь некоторое сходство со своим возможным более легким родственным ему ураном . Ожидается, что валентные электроны унбиквадия довольно легко будут участвовать в химических реакциях, хотя релятивистские эффекты могут существенно влиять на некоторые из его свойств; например, электронная конфигурация, как было подсчитано, значительно отличается от той, которая предсказывается принципом Ауфбау .

Введение [ править ]

Этот раздел переведен из Введения в самые тяжелые элементы . ( править | история )
См. Также: Сверхтяжелый элемент § Введение
Графическое изображение реакции ядерного синтеза . Два ядра сливаются в одно, испуская нейтрон . Реакции, в результате которых к этому моменту были созданы новые элементы, были похожими, с той единственной возможной разницей, что иногда выделялось несколько единичных нейтронов или ни одного.
Внешнее видео
значок видео Визуализация неудачного ядерного синтеза, основанная на расчетах Австралийского национального университета [2]

Самые тяжелые атомные ядра [a] образуются в ядерных реакциях, которые объединяют два других ядра неравного размера [b] в одно; грубо говоря, чем более неравны два ядра по массе, тем больше вероятность того, что они вступят в реакцию. [8] Материал, состоящий из более тяжелых ядер, превращается в мишень, которая затем бомбардируется пучком более легких ядер. Два ядра могут сливаться в одно только в том случае, если они достаточно близко подходят друг к другу; Обычно ядра (все положительно заряженные) отталкиваются друг от друга из-за электростатического отталкивания . Сильное взаимодействие может преодолеть это отталкивание , но только в очень небольшом расстоянии от ядра; ядра пучка, таким образом, сильноускорен , чтобы сделать такое отталкивание незначительным по сравнению со скоростью ядра пучка. [9] сближаясь сама по себе не достаточно для двух ядер к предохранителя: когда два ядра приближаются друг к другу, они обычно остаются вместе в течение приблизительно 10 -20  секунд , а затем разделить пути (не обязательно в одной и той же композиции , как и до реакции) , а не образуют единое ядро. [9] [10] Если слияние действительно происходит, временное слияние, называемое составным ядром , является возбужденным состоянием . Чтобы потерять энергию возбуждения и перейти в более стабильное состояние, составное ядро ​​либо делится, либо выбрасывает один или несколько нейтронов ,[c] которые уносят энергию. Это происходит примерно через 10 -16  секунд после первоначального столкновения. [11] [d]

Луч проходит через цель и достигает следующей камеры - сепаратора; если новое ядро ​​произведено, оно переносится этим лучом. [14] В сепараторе вновь образованное ядро ​​отделяется от других нуклидов (от исходного пучка и любых других продуктов реакции) [e] и передается на детектор с поверхностным барьером , который останавливает ядро. Отмечается точное место предстоящего удара о детектор; также отмечена его энергия и время прибытия. [14] Передача занимает около 10 -6  секунд; Чтобы ядро ​​было обнаружено, оно должно выжить так долго. [17] Ядро записывается снова, когда регистрируется его распад, и местоположение, энергия, и время затухания. [14]

Устойчивость ядра обеспечивается сильным взаимодействием. Однако его диапазон очень мал; по мере того, как ядра становятся больше, его влияние на самые удаленные нуклоны ( протоны и нейтроны) ослабевает. В то же время ядро ​​разрывается электростатическим отталкиванием между протонами, так как оно имеет неограниченный радиус действия. [18] Ядра самых тяжелых элементов, таким образом, теоретически предсказаны [19] и до сих пор наблюдались [20], в основном распадаются через моды распада, которые вызваны таким отталкиванием: альфа-распад и спонтанное деление ; [f] эти моды преобладают для ядер сверхтяжелых элементов.. Альфа-распад регистрируется испускаемыми альфа-частицами , и продукты распада легко определить до фактического распада; если такой распад или серия последовательных распадов дает известное ядро, исходный продукт реакции можно определить арифметически. [g] Самопроизвольное деление, однако, приводит к образованию различных ядер в качестве продуктов, поэтому исходный нуклид не может быть определен по его дочерним элементам. [час]

Таким образом, информация, доступная физикам, стремящимся синтезировать один из самых тяжелых элементов, - это информация, собранная в детекторах: местоположение, энергия и время прибытия частицы к детектору, а также данные о ее распаде. Физики анализируют эти данные и пытаются сделать вывод, что это действительно было вызвано новым элементом и не могло быть вызвано другим нуклидом, чем заявленный. Часто предоставленных данных недостаточно для вывода о том, что новый элемент определенно был создан, и нет другого объяснения наблюдаемых эффектов; были допущены ошибки в интерпретации данных. [я]

История [ править ]

Попытки синтеза [ править ]

Поскольку полные ядерные оболочки (или, что эквивалентно, магическое число из протонов или нейтронов ) может придать дополнительную устойчивость на ядрах сверхтяжелых элементов, перемещаясь ближе к центру острова стабильности , считались , что синтез элемента 124 или поблизости элементы будут заселять более долгоживущие ядра на острове. Ученые из GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds) попытались измерить прямое и замедленное деление составных ядер элементов с Z = 114, 120 и 124, чтобы исследовать оболочку.эффекты в этой области и точно определить следующую сферическую оболочку протона. В 2006 году, когда полные результаты были опубликованы в 2008 году, команда предоставила результаты реакции, включающей бомбардировку мишени из природного германия ионами урана: [32]

238
92U
 + нац
32Ge
 → 308,310,311,312,314
Ubq
* → деление

Команда сообщила, что им удалось идентифицировать делящиеся составные ядра с периодом полураспада> 10 -18 с. Этот результат предполагает сильный стабилизирующий эффект при Z = 124 и указывает на следующую протонную оболочку при Z > 120, а не при Z = 114, как считалось ранее. Составное ядро ​​- это рыхлая комбинация нуклонов, которые еще не образовали ядерные оболочки. Он не имеет внутренней структуры и удерживается вместе только силами столкновения между ядрами мишени и снаряда. По оценкам,  нуклонам требуется около 10 -14 с, чтобы организовать себя в ядерные оболочки, после чего составное ядро ​​становится нуклидом., и это число используется ИЮПАК в качестве минимального периода полураспада заявленного изотопа, который должен быть потенциально признан обнаруженным. Таким образом, эксперименты GANIL не считаются открытием 124-го элемента [32].

Деление составного ядра 312124 также изучалось в 2006 году на тандемном ускорителе тяжелых ионов ALPI в Laboratori Nazionali di Legnaro (Национальные лаборатории Леньяро) в Италии: [33]

232
90Чт
 + 80
34Se
 → 312
Ubq
* → деление

Подобно предыдущим экспериментам, проведенным в ОИЯИ ( Объединенный институт ядерных исследований ), осколки деления сгруппировались вокруг дважды магических ядер, таких как 132 Sn ( Z = 50, N = 82), что выявило тенденцию сверхтяжелых ядер к изгнанию таких дважды магических ядер в деление. [34] Среднее число нейтронов на деление из 312 124 составного ядра (относительно легких систем) также было установлено , что увеличение, что подтверждает , что тенденция к более тяжелых ядер , испускающих больше нейтронов при делении продолжается в область сверхтяжелых масс. [33]

Возможное естественное возникновение [ править ]

В исследовании 1976 года, проведенном группой американских исследователей из нескольких университетов, было высказано предположение, что первичные сверхтяжелые элементы, в основном ливерморий , унбиквадий, унбигексий и небисептиум , могут быть причиной необъяснимого радиационного повреждения (особенно радиоореолов ) в минералах. [35] Затем было высказано предположение, что унбиквадий существует в природе вместе с возможным родственным ему ураном в обнаруживаемых количествах при относительном содержании 10 -11 . [36] Считалось, что такие ядра унбиквадия претерпевают альфа-распад с очень долгим периодом полураспада до флеровия , который затем будет существовать в природном свинце.при аналогичной концентрации (10 −11 ) и самопроизвольно делятся . [36] [37] Это побудило многих исследователей искать их в природе с 1976 по 1983 год. Группа во главе с Томом Кэхиллом, профессором Калифорнийского университета в Дэвисе , утверждала в 1976 году, что они обнаружили альфа-частицы и X- лучи с нужной энергией, чтобы вызвать наблюдаемые повреждения, подтверждающие присутствие этих элементов. Другие утверждали, что ничего не было обнаружено, и ставили под сомнение предложенные характеристики первичных сверхтяжелых ядер. [35] В частности, они указали, что магическое число N= 228, необходимая для повышенной стабильности, создаст в унбиквадия ядро ​​с избытком нейтронов, которое не будет бета-стабильным . Было высказано предположение, что эта активность может быть вызвана ядерными трансмутациями в природном церии , что вызывает дополнительную неоднозначность этого заявленного наблюдения сверхтяжелых элементов. [35]

Возможные масштабы первичных сверхтяжелых элементов на Земле сегодня неизвестны. Даже если будет подтверждено, что они давно уже причинили радиационное повреждение, теперь они могли превратиться в простые следы или даже полностью исчезнуть. [38] Также неясно, могут ли такие сверхтяжелые ядра вообще образовываться естественным путем, поскольку ожидается, что спонтанное деление завершит r-процесс, ответственный за образование тяжелых элементов между массовыми числами 270 и 290, задолго до того, как могут образоваться такие элементы, как унбиквадий. . [39]

Именование [ править ]

Согласно рекомендациям IUPAC 1979 г. , элемент следует временно называть unbiquadium (символ Ubq ) до тех пор, пока он не будет обнаружен, не будет подтверждено открытие и не будет выбрано постоянное имя. [40] Хотя эти рекомендации широко используются в химическом сообществе на всех уровнях, от кабинетов химии до сложных учебников, они в основном игнорируются учеными, которые работают теоретически или экспериментально над сверхтяжелыми элементами, которые называют его «элементом 124» с символом E124 , (124) или 124 . [41] Некоторые исследователи также называют унбиквадий эка-ураном , [37]имя, производное от системы, которую Дмитрий Менделеев использовал для предсказания неизвестных элементов, хотя такая экстраполяция может не работать для элементов g-блока без известных родственных соединений, а эка-уран вместо этого будет относиться к элементу 144 [42] или 146 [43], когда термин предназначен для обозначения элемента непосредственно под ураном.

Трудности синтеза [ править ]

Каждый элемент, начиная с менделевия и далее, образовывался в реакциях слияния-испарения, кульминацией которых стало открытие самого тяжелого известного элемента оганессон в 2002 году [44] [45] и совсем недавно теннессина в 2010 году. [46] Эти реакции приблизились к пределу современных технологий; Например, для синтеза теннессина потребовалось 22 миллиграмма 249 Bk и интенсивный пучок 48 Ca в течение шести месяцев. Интенсивность лучей в исследованиях сверхтяжелых элементов не может превышать 10 12 снарядов в секунду без повреждения цели и детектора и производства большего количества все более редких и нестабильных актинидов.цели непрактичны. [47] Следовательно, будущие эксперименты должны проводиться на таких объектах, как строящийся завод сверхтяжелых элементов (SHE-factory) в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) или RIKEN , что позволит проводить эксперименты в течение более длительных периодов времени. с расширенными возможностями обнаружения и включения недоступных в противном случае реакций. [48] Даже в этом случае ожидается, что будет большой проблемой продолжить прошлые элементы 120 или 121, учитывая короткие прогнозируемые периоды полураспада и низкие прогнозируемые поперечные сечения. [49]

Для производства новых сверхтяжелых элементов потребуются снаряды тяжелее 48 Ca, что было успешно использовано при открытии элементов 114-118, хотя это требует более симметричных реакций, которые менее благоприятны. [50] Следовательно, вполне вероятно, что реакции между 58 Fe и 249 Cf [49] или недавно доступной мишенью 251 Cf являются наиболее многообещающими. [51] Исследования деления различных сверхтяжелых составных ядер показали, что динамика реакций, индуцированных 48 Ca и 58 Fe, аналогична, что позволяет предположить, что 58Fe-снаряды могут быть жизнеспособными в производстве сверхтяжелых ядер до Z  = 124 или, возможно, 125. [47] [52] Также возможно, что реакция с 251 Cf приведет к образованию составного ядра 309 Ubq * с 185 нейтронами, непосредственно над N  = 184 закрытие корпуса. По этой причине составное ядро, по прогнозам, будет иметь относительно высокую вероятность выживания и низкую энергию разделения нейтронов, что приведет к каналам 1n – 3n и изотопам 306–308 Ubq с относительно высоким поперечным сечением. [51] Эта динамика носит весьма спекулятивный характер, поскольку сечение может быть намного ниже, если тенденции в производстве элементов 112–118 продолжатся илибарьеры деления будут ниже, чем ожидалось, независимо от оболочечных эффектов, что приведет к снижению устойчивости к самопроизвольному делению (что приобретает все большее значение). [49] Тем не менее, перспектива достижения  оболочки N = 184 на богатой протонами стороне диаграммы нуклидов за счет увеличения числа протонов рассматривалась давно; Еще в 1970 году советский физик-ядерщик Георгий Флеров предложил бомбардировать плутониевую мишень цинковыми снарядами для получения изотопов 124-го элемента на  оболочке N = 184. [53]

Прогнозируемые свойства [ править ]

Ядерная стабильность и изотопы [ править ]

Эта ядерная диаграмма, используемая Японским агентством по атомной энергии, предсказывает режимы распада ядер до Z  = 149 и N  = 256. Для унбиквадия ( Z  = 124) есть предсказанные области повышенной стабильности около N  = 184 и N  = 228, хотя многие промежуточные изотопы теоретически подвержены спонтанному делению с периодом полураспада менее 1 наносекунды . [54]

Унбиквадий представляет интерес для исследователей из-за его возможного расположения вблизи центра острова стабильности , теоретической области, состоящей из долгоживущих сверхтяжелых ядер. Такой островок стабильности впервые был предложен Калифорнийского университета профессор Гленн Сиборгом , [55] , специально предсказания область устойчивости с центром в элементе 126 ( unbihexium ) и охватывающая рядом элементов, в том числе unbiquadium, с периодом полураспада , возможно , до тех пор , как 10 9 годы. [36] В известных элементах стабильность ядер значительно снижается с увеличением атомного номера после урана , самого тяжелого первичного элемента., так что все наблюдаемые изотопы с атомным номером выше 101 радиоактивно распадаются с периодом полураспада менее суток, за исключением дубния- 268 с периодом полураспада 28 часов (1 день и 4 часа). Тем не менее, есть небольшое увеличение ядерной стабильности в нуклидах вокруг атомных номеров 110 - 114 , что свидетельствует о наличии островка стабильности. Это объясняется возможным закрытием ядерных оболочек в области сверхтяжелых масс со стабилизирующими эффектами, которые могут привести к периодам полураспада порядка нескольких лет или дольше для некоторых еще не открытых изотопов этих элементов. [36] [50]Хотя все еще не доказано, существование сверхтяжелых элементов, таких как оганессон, свидетельствует о таких стабилизирующих эффектах, поскольку элементы с атомным номером больше, чем приблизительно 104 , чрезвычайно нестабильны в моделях, игнорирующих магические числа. [56]

В этой области периодической таблицы N  = 184 и N  = 228 были предложены как замкнутые нейтронные оболочки [57], а различные атомные номера были предложены как замкнутые протонные оболочки, включая Z  = 124. [j] Остров стабильности. характеризуется более длительным периодом полураспада ядер, расположенных вблизи этих магических чисел, хотя степень стабилизирующих эффектов неясна из-за предсказаний ослабления замыканий протонной оболочки и возможной потери двойной магии . [57] Более поздние исследования предсказывают, что остров стабильности будет сосредоточен на бета-стабильных изотопах коперния 291 Cn и293 Cn, [50] [58], что поместило бы унбиквадий намного выше острова и привело бы к короткому периоду полураспада независимо от оболочечных эффектов. Исследование 2016 г. свойств распада изотопов унбиквадия 284–339 Ubq предсказывает, что 284–304 Ubq лежат за пределами линии капель протона и, таким образом, могут быть эмиттерами протонов , 305–323 Ubq могут подвергаться альфа-распаду , причем некоторые цепи заканчиваются вплоть до флеровия. , а более тяжелые изотопы будут распадаться спонтанным делением . [59]Эти результаты, а также результаты модели квантового туннелирования, предсказывают отсутствие периодов полураспада в течение миллисекунды для изотопов легче 319 Ubq [60], а также особенно короткие периоды полураспада для 309-314 Ubq за субмикросекунду. диапазон [59] из-за дестабилизирующих эффектов непосредственно над оболочкой при N  = 184. Это делает идентификацию многих изотопов унбиквадия практически невозможной с помощью современных технологий, поскольку детекторы не могут отличить быстрые последовательные сигналы от альфа-распадов за период времени короче микросекунд. [49] [k]

Все более короткие периоды полураспада сверхтяжелых ядер спонтанного деления и возможное преобладание деления над альфа-распадом, вероятно, также будут определять стабильность изотопов унбиквадия. [49] [58] Хотя некоторые периоды полураспада при делении, составляющие «море нестабильности», могут составлять порядка 10 -18  с из-за очень низких барьеров деления , особенно в четно-четных ядрах из-за эффектов спаривания, эффекты при N  = 184 и N  = 228 могут допускать существование относительно долгоживущих изотопов. [54] Для N = 184, период полураспада при делении может увеличиться, хотя ожидается, что период полураспада в альфа-диапазоне будет порядка микросекунд или меньше, несмотря на закрытие оболочки при 308 Ubq. Также возможно, что остров стабильности может сместиться в область N  = 198, где общие периоды полураспада могут быть порядка секунд [58], в отличие от соседних изотопов, которые будут делиться менее чем за микросекунду. В области, богатой нейтронами, около N  = 228, период полураспада альфа также будет увеличиваться с увеличением числа нейтронов , а это означает, что стабильность таких ядер будет в первую очередь зависеть от положения линии бета-стабильности.и сопротивление делению. Согласно одному раннему расчету П. Моллера, физика из Лос-Аламосской национальной лаборатории , общий период полураспада 352 Ubq (с N = 228) составляет около 67 секунд и, возможно, является самым длинным в области N  = 228. [36] [61]

Химическая [ править ]

Унбиквадий является четвертым членом ряда суперактинидов и должен быть похож на уран : оба элемента имеют шесть валентных электронов над сердцевиной из благородного газа. В суперактинидном ряду ожидается нарушение принципа Ауфбау из-за релятивистских эффектов и ожидается перекрытие орбиталей 5g, 6f, 7d и 8p. Таким образом, предполагается, что основная электронная конфигурация унбиквадия будет [ Og ] 6f 3 8s 2 8p 1 [62] или 6f 2 8s 2 8p 2 , [63] в отличие от [ Og ] 5g 4 8s 2происходит от Aufbau. Это предсказанное перекрытие орбиталей и неопределенность в порядке заполнения, особенно для f- и g-орбиталей, очень затрудняет предсказание химических и атомных свойств этих элементов. [64]

Одна из предсказанных степеней окисления унбиквадия составляет +6, которая будет существовать в галогенидах UbqX 6 (X = галоген), аналогично известной степени окисления +6 в уране. [1] Как и в случае с другими ранними суперактинидами, энергии связи валентных электронов унбиквадия должны быть достаточно малы, чтобы все шесть легко участвовали в химических реакциях. [42] Предполагаемая электронная конфигурация иона Ubq 5+ равна [Og] 6f 1 . [1]

Заметки [ править ]

  1. ^ В ядерной физике элемент называется тяжелым, если его атомный номер велик; свинец (элемент 82) является одним из примеров такого тяжелого элемента. Термин «сверхтяжелые элементы» обычно относится к элементам с атомным номером больше 103 (хотя есть и другие определения, такие как атомный номер больше 100 [3] или 112 ; [4] иногда этот термин представлен как эквивалент термина «трансактинид», который устанавливает верхний предел перед началом гипотетического суперактинидного ряда). [5] Термины «тяжелые изотопы» (данного элемента) и «тяжелые ядра» означают то, что можно понять на обычном языке - изотопы большой массы (для данного элемента) и ядра большой массы соответственно.
  2. ↑ В 2009 году команда ОИЯИ под руководством Оганесяна опубликовала результаты своей попытки создать хассий в симметричнойреакции 136 Xe +  136 Xe. Они не смогли наблюдать ни одного атома в такой реакции, установив верхний предел поперечного сечения, меру вероятности ядерной реакции, равным 2,5  пбн . [6] Для сравнения, реакция, которая привела к открытию хассия, 208 Pb + 58 Fe, имела поперечное сечение ~ 20 pb (точнее, 19+19
    −11     pb) по оценке первооткрывателей. [7]
  3. ^ Чем больше энергия возбуждения, тем больше нейтронов выбрасывается. Если энергия возбуждения ниже, чем энергия, связывающая каждый нейтрон с остальной частью ядра, нейтроны не испускаются; вместо этого составное ядро ​​снимает возбуждение, испуская гамма-лучи . [11]
  4. ^ Определение совместной рабочей группы IUPAC / IUPAP гласит, что химический элемент может быть признан обнаруженным только в том случае, если его ядро ​​не распалось в течение 10-14 секунд. Это значение было выбрано для оценки того, сколько времени требуется ядру, чтобы получить свои внешние электроны и, таким образом, проявить свои химические свойства. [12] Эта цифра также обозначает общепринятый верхний предел времени жизни составного ядра. [13]
  5. ^ Это разделение основано на том, что образовавшиеся ядра движутся мимо мишени медленнее, чем непрореагировавшие ядра пучка. Сепаратор содержит электрическое и магнитное поля, влияние которых на движущуюся частицу компенсируется при определенной скорости частицы. [15] Такому разделению также может способствовать измерение времени пролета и измерение энергии отдачи; комбинация двух может позволить оценить массу ядра. [16]
  6. ^ Не все моды распада вызваны электростатическим отталкиванием. Например, бета-распад вызван слабым взаимодействием . [21]
  7. ^ Поскольку масса ядра не измеряется напрямую, а скорее рассчитывается на основе массы другого ядра, такое измерение называется косвенным. Возможны и прямые измерения, но по большей части они остались недоступными для самых тяжелых ядер. [22] Первое прямое измерение массы сверхтяжелого ядра было сообщено в 2018 году на LBNL. [23] Масса была определена по местоположению ядра после переноса (местоположение помогает определить его траекторию, которая связана с отношением массы к заряду ядра, поскольку перенос был произведен в присутствии магнита). [24]
  8. ^ Спонтанное деление было открыто советским физиком Георгием Флерова , [25] ведущего ученого в ОИЯИ, итаким образомэто был «конек» для объекта. [26] Напротив, ученые LBL полагали, что информации о делении недостаточно для утверждения о синтезе элемента. Они считали, что спонтанное деление недостаточно изучено, чтобы использовать его для идентификации нового элемента, поскольку было трудно установить, что составное ядро ​​испускает только нейтроны, а не заряженные частицы, такие как протоны или альфа-частицы. [13] Таким образом, они предпочли связывать новые изотопы с уже известными последовательными альфа-распадами. [25]
  9. ^ Например, элемент 102 был ошибочно идентифицирован в 1957 году в Нобелевском институте физики в Стокгольме , графство Стокгольм , Швеция . [27] Ранее не было однозначных заявлений о создании этого элемента, и шведские, американские и британские первооткрыватели присвоили этому элементу название - нобелиум . Позже выяснилось, что идентификация была неправильной. [28] В следующем году LBNL не смогла воспроизвести шведские результаты и вместо этого объявила о своем синтезе элемента; это утверждение также было позже опровергнуто. [28] ОИЯИ настаивал на том, что они были первыми, кто создал элемент, и предложил собственное имя для нового элемента,йолиотий ; [29] советское название также не было принято (позже ОИЯИ назвал элемент 102 «поспешным»). [30] Название «нобелиум» осталось неизменным из-за его широкого использования. [31]
  10. ^ Атомные номера 114, 120, 122 и 126 также были предложены в качестве замкнутых протонных оболочек в различных моделях.
  11. ^ В то время как такие ядра могут быть синтезированы иможет быть зарегистрирована серия сигналов распада, распады быстрее, чем одна микросекунда, могут накапливаться с последующими сигналами и, таким образом, быть неотличимы, особенно когда могут образоваться несколько не охарактеризованных ядер и испускать серию одинаковых альфа-частиц. Таким образом, основная трудность заключается в том, чтобы приписать распады правильному родительскому ядру, поскольку сверхтяжелый атом, распадающийся до достижения детектора, вообще не будет зарегистрирован.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Pyykkö, Pekka (2011). «Предлагаемая таблица Менделеева до Z ≤ 172, основанная на расчетах Дирака – Фока для атомов и ионов». Физическая химия Химическая физика . 13 (1): 161–8. Bibcode : 2011PCCP ... 13..161P . DOI : 10.1039 / c0cp01575j . PMID  20967377 .
  2. ^ Wakhle, A .; Simenel, C .; Хайнде, диджей; и другие. (2015). Simenel, C .; Гомеш, сбн; Хайнде, диджей; и другие. (ред.). «Сравнение экспериментальных и теоретических распределений масс квазиделения по углам» . Европейский физический журнал. Сеть конференций . 86 : 00061. Bibcode : 2015EPJWC..8600061W . DOI : 10.1051 / epjconf / 20158600061 . ISSN 2100-014X . 
  3. ^ Кремер, К. (2016). «Объяснитель: сверхтяжелые элементы» . Мир химии . Проверено 15 марта 2020 .
  4. ^ «Открытие элементов 113 и 115» . Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса . Архивировано из оригинала на 2015-09-11 . Проверено 15 марта 2020 .
  5. ^ Eliav, E .; Kaldor, U .; Борщевский, А. (2018). «Электронная структура атомов трансактинидов». В Скотт, РА (ред.). Энциклопедия неорганической и биоинорганической химии . Джон Вили и сыновья . С. 1–16. DOI : 10.1002 / 9781119951438.eibc2632 . ISBN 978-1-119-95143-8.
  6. ^ Оганесян, Ю. Ц. ; Дмитриев С.Н.; Еремин, А.В.; и другие. (2009). «Попытка произвести изотопы элемента 108 в реакции синтеза 136 Xe + 136 Xe». Physical Review C . 79 (2): 024608. DOI : 10,1103 / PhysRevC.79.024608 . ISSN 0556-2813 . 
  7. ^ Мюнценберг, Г .; Армбрустер, П .; Folger, H .; и другие. (1984). «Идентификация элемента 108» (PDF) . Zeitschrift für Physik . 317 (2): 235–236. Bibcode : 1984ZPhyA.317..235M . DOI : 10.1007 / BF01421260 . Архивировано 7 июня 2015 года из оригинального (PDF) . Проверено 20 октября 2012 года .
  8. Перейти ↑ Subramanian, S. (2019). «Создание новых элементов не окупается. Просто спросите этого ученого из Беркли» . Bloomberg Businessweek . Проверено 18 января 2020 .
  9. ^ а б Иванов, Д. (2019). "Сверхтяжелые шаги в неизвестное" [Сверхтяжелые шаги в неизвестное]. N + 1 (на русском) . Проверено 2 февраля 2020 .
  10. ^ Хинд, D. (2014). «Что-то новое и сверхтяжелое в таблице Менделеева» . Разговор . Проверено 30 января 2020 .
  11. ^ а б Краса, А. (2010). «Источники нейтронов для ADS» (PDF) . Чешский технический университет в Праге . С. 4–8 . Проверено 20 октября 2019 года .
  12. ^ Wapstra, АХ (1991). «Критерии, которые должны быть выполнены для признания открытия нового химического элемента» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 63 (6): 883. DOI : 10,1351 / pac199163060879 . ISSN 1365-3075 . Проверено 28 августа 2020 .  
  13. ^ а б Хайд, EK; Хоффман, округ Колумбия ; Келлер, О.Л. (1987). «История и анализ открытия элементов 104 и 105» . Radiochimica Acta . 42 (2): 67–68. DOI : 10.1524 / ract.1987.42.2.57 . ISSN 2193-3405 . 
  14. ^ a b c Мир химии (2016). «Как сделать сверхтяжелые элементы и закончить периодическую таблицу [видео]» . Scientific American . Проверено 27 января 2020 .
  15. Перейти ↑ Hoffman 2000 , p. 334.
  16. Перейти ↑ Hoffman 2000 , p. 335.
  17. ^ Загребаев 2013 , с. 3.
  18. ^ Beiser 2003 , стр. 432.
  19. ^ Staszczak, A .; Баран, А .; Назаревич, В. (2013). «Спонтанные режимы деления и времена жизни сверхтяжелых элементов в теории функционала ядерной плотности». Physical Review C . 87 (2): 024320–1. arXiv : 1208.1215 . Bibcode : 2013PhRvC..87b4320S . DOI : 10.1103 / physrevc.87.024320 . ISSN 0556-2813 . 
  20. ^ Audi 2017 , стр. 030001-128-030001-138.
  21. ^ Beiser 2003 , стр. 439.
  22. ^ Оганесян, Ю. Ц .; Рыкачевский, КП (2015). «Плацдарм на острове стабильности» . Физика сегодня . 68 (8): 32–38. Bibcode : 2015PhT .... 68h..32O . DOI : 10.1063 / PT.3.2880 . ISSN 0031-9228 . ОСТИ 1337838 .  
  23. ^ Грант, А. (2018). «Взвешивание самых тяжелых элементов». Физика сегодня . DOI : 10.1063 / PT.6.1.20181113a .
  24. ^ Хауэс, Л. (2019). «Изучение сверхтяжелых элементов в конце периодической таблицы» . Новости химии и машиностроения . Проверено 27 января 2020 .
  25. ^ a b Робинсон, AE (2019). «Трансфермиевые войны: научная драка и обзывание во время холодной войны» . Дистилляции . Проверено 22 февраля 2020 .
  26. ^ "Популярная библиотека химических элементов. Сиборгий (экавольфрам)" [Популярная библиотека химических элементов. Сиборгий (эка-вольфрам)]. nt.ru (на русском языке) . Проверено 7 января 2020 .Перепечатано из "Экавольфрам" [Эка-вольфрам]. Популярная библиотека химических элементов. Серебро - Нильсборий и далее [ Популярная библиотека химических элементов. Серебро через нильсборий и не только ]. Наука . 1977 г.
  27. ^ «Nobelium - Информация об элементе, свойства и использование | Периодическая таблица» . Королевское химическое общество . Проверено 1 марта 2020 .
  28. ^ a b Kragh 2018 , стр. 38–39.
  29. ^ Краг 2018 , стр. 40.
  30. ^ Ghiorso, A .; Сиборг, GT ; Оганесян, Ю. Ц .; и другие. (1993). «Ответы на отчет« Открытие элементов Transfermium »с последующим ответом на ответы Рабочей группы Transfermium» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 65 (8): 1815–1824. DOI : 10,1351 / pac199365081815 . Архивировано (PDF) из оригинала 25 ноября 2013 года . Проверено 7 сентября 2016 года .
  31. ^ Комиссия по номенклатуре неорганической химии (1997). «Названия и символы трансфермиевых элементов (Рекомендации ИЮПАК 1997 г.)» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 69 (12): 2471–2474. DOI : 10,1351 / pac199769122471 .
  32. ^ a b Эмсли, Джон (2011). Строительные блоки природы: Путеводитель по элементам от А до Я (новая редакция). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 588. ISBN. 978-0-19-960563-7.
  33. ^ a b Thomas, RG; Saxena, A .; Саху, ПК; Чоудхури, РК; Говил, ИМ; Kailas, S .; Капур, СС; Barubi, M .; Cinausero, M .; Prete, G .; Рицци, В .; Fabris, D .; Lunardon, M .; Моретто, С .; Viesti, G .; Nebbia, G .; Pesente, S .; Dalena, B .; D'Erasmo, G .; Fiore, EM; Palomba, M .; Pantaleo, A .; Paticchio, V .; Simonetti, G .; Gelli, N .; Лукарелли, Ф. (2007). «Реакции деления и бинарной фрагментации в системах 80 Se + 208 Pb и 80 Se + 232 Th». Physical Review C . 75 : 024604–1–024604–9. DOI : 10.1103 / PhysRevC.75.024604 .
  34. ^ см. годовые отчеты лаборатории Флерова за 2000–2004 гг. включительно http://www1.jinr.ru/Reports/Reports_eng_arh.html
  35. ^ а б в Хоффман, округ Колумбия; Ghiorso, A .; Сиборг, GT (2000). Трансурановые люди: внутренняя история . Imperial College Press. ISBN 1-86094-087-0.
  36. ^ a b c d e Лодхи, Массачусетс, изд. (Март 1978 г.). Сверхтяжелые элементы: материалы международного симпозиума по сверхтяжелым элементам . Лаббок, Техас: Pergamon Press. ISBN 0-08-022946-8.
  37. ^ a b Maly, J .; Вальц, Д.Р. (1980). «Поиск сверхтяжелых элементов среди следов деления ископаемых в цирконе» (PDF) .
  38. ^ Эмсли, Джон (2011). Строительные блоки природы: Путеводитель по элементам от А до Я (новое изд.). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 592. ISBN. 978-0-19-960563-7.
  39. ^ Петерманн, я; Langanke, K .; Martínez-Pinedo, G .; Панов И.В. Рейнхард, П.Г .; Тилеманн, Ф.К. (2012). «Были ли в природе созданы сверхтяжелые элементы?» . Европейский физический журнал . 48 (122). arXiv : 1207.3432 . Bibcode : 2012EPJA ... 48..122P . DOI : 10.1140 / epja / i2012-12122-6 .
  40. ^ Chatt, J. (1979). «Рекомендации по присвоению имен элементам с атомными номерами больше 100». Чистая и прикладная химия . 51 (2): 381–384. DOI : 10,1351 / pac197951020381 .
  41. ^ Haire, Ричард Г. (2006). «Трансактиниды и элементы будущего». In Morss; Эдельштейн, Норман М .; Фугер, Жан (ред.). Химия элементов актинидов и трансактинидов (3-е изд.). Дордрехт, Нидерланды: Springer Science + Business Media . п. 1724. ISBN 1-4020-3555-1.
  42. ^ а б Фрике, В .; Greiner, W .; Вабер, JT (1971). «Продолжение таблицы Менделеева до Z = 172. Химия сверхтяжелых элементов». Теоретика Chimica Acta . 21 (3): 235–260. DOI : 10.1007 / BF01172015 .
  43. ^ Нефедов В.И.; Тржасковская, МБ; Яржемский В.Г. (2006). «Электронные конфигурации и периодическая таблица сверхтяжелых элементов» (PDF) . Доклады Физической химии . 408 (2): 149–151. DOI : 10.1134 / S0012501606060029 . ISSN 0012-5016 .  
  44. ^ Оганесян, YT ; и другие. (2002). "Элемент 118: результат первого249Cf + 48Caэксперимент» . Сообщение Объединенного института ядерных исследований. Архивировано из оригинала 22 июля 2011 года.
  45. ^ "Ливерморская команда ученых с Россией, чтобы открыть элемент 118" . Ливерморский пресс-релиз. 3 декабря 2006 . Проверено 18 января 2008 года .
  46. ^ Оганесян, YT; Абдуллин, Ф; Бейли, Полицейский; и другие. (Апрель 2010 г.). «Синтез нового элемента с атомным номером 117» (PDF) . Письма с физическим обзором . 104 (142502): 142502. Bibcode : 2010PhRvL.104n2502O . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.104.142502 . PMID 20481935 .  
  47. ^ a b Роберто, JB (2015). «Актинидные мишени для исследования сверхтяжелых элементов» (PDF) . cyclotron.tamu.edu . Техасский университет A&M . Проверено 30 октября 2018 года .
  48. ^ Хагино, Коити; Хофманн, Сигурд; Миятаке, Хироари; Накахара, Хиромичи (2012). «平 成 23 年度 研究 業績 レ ビ ュ ー （中間 レ ビ ュ ー） の 実 施 に つ い» (PDF) . www.riken.jp . РИКЕН . Дата обращения 5 мая 2017 .
  49. ^ а б в г д Карпов А; Загребаев, В; Грейнер, В. (2015). «Сверхтяжелые ядра: какие области ядерной карты доступны в ближайших исследованиях» (PDF) . cyclotron.tamu.edu . Техасский университет A&M . Проверено 30 октября 2018 года .
  50. ^ a b c Загребаев Валерий; Карпов Александр; Грейнер, Уолтер (2013). «Будущее исследований сверхтяжелых элементов: какие ядра могут быть синтезированы в ближайшие несколько лет?» (PDF) . Журнал физики . 420 : 012001. arXiv : 1207.5700 . Bibcode : 2013JPhCS.420a2001Z . DOI : 10.1088 / 1742-6596 / 420/1/012001 .
  51. ^ a b Рыкачевский, Кшиштоф П. (июль 2016 г.). «Сверхтяжелые элементы и ядра» (PDF) . people.nscl.msu.edu . МГУ . Проверено 30 апреля 2017 года .
  52. ^ ОИЯИ (1998–2014). "Издательский отдел ОИЯИ: Годовые отчеты (архив)" . jinr.ru . ОИЯИ . Проверено 23 сентября 2016 года .
  53. ^ Флеров, GN (1970). «Синтез и поиск тяжелых трансурановых элементов» (PDF) . jinr.ru . Проверено 23 ноября 2018 года .
  54. ^ а б Коура, Х. (2011). Режимы распада и предел существования ядер в области сверхтяжелых масс (PDF) . 4-я Международная конференция по химии и физике трансактинидных элементов . Проверено 18 ноября 2018 .
  55. ^ Considine, Glenn D .; Кулик, Питер Х. (2002). Научная энциклопедия Ван Ностранда (9 изд.). Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-33230-5. OCLC  223349096 .
  56. Перейти ↑ Möller, P. (2016). «Пределы ядерной карты, установленные делением и альфа-распадом» (PDF) . Сеть конференций EPJ . 131 : 03002: 1–8. Bibcode : 2016EPJWC.13103002M . DOI : 10.1051 / epjconf / 201613103002 .
  57. ^ a b Koura, H .; Чиба, С. (2013). «Одночастичные уровни сферических ядер в области сверхтяжелых и сверхтяжелых масс» . Журнал Физического общества Японии . 82 : 014201. Bibcode : 2013JPSJ ... 82a4201K . DOI : 10,7566 / JPSJ.82.014201 .
  58. ^ a b c Паленсуэла, YM; Руис, LF; Карпов, А .; Грейнер, В. (2012). «Систематическое изучение свойств распада самых тяжелых элементов» (PDF) . Вестник Российской академии наук: Физика . 76 (11): 1165–1171. DOI : 10.3103 / s1062873812110172 . ISSN 1062-8738 .  
  59. ^ a b Сантош, КП; Приянка, Б .; Нитья, К. (2016). «Возможность наблюдения цепочек α-распада изотопов SHN с Z = 128, Z = 126, Z = 124 и Z = 122». Ядерная физика . 955 (ноябрь 2016 г.): 156–180. arXiv : 1609.05498 . Bibcode : 2016NuPhA.955..156S . DOI : 10.1016 / j.nuclphysa.2016.06.010 .
  60. ^ Чоудхури, RP; Samanta, C .; Басу, Д.Н. (2008). «Ядерные периоды полураспада для α -радиоактивности элементов с 100 ≤ Z ≤ 130». Атомные данные и таблицы ядерных данных . 94 (6): 781–806. arXiv : 0802.4161 . Bibcode : 2008ADNDT..94..781C . DOI : 10.1016 / j.adt.2008.01.003 .
  61. ^ Бемис, CE; Никс, младший (1977). «Сверхтяжелые элементы - квест в перспективе» (PDF) . Комментарии о нотах Ядерная физика и физика элементарных частиц . 7 (3): 65–78. ISSN 0010-2709 .  
  62. ^ Хоффман, Дарлин С .; Ли, Диана М .; Першина, Валерия (2006). «Трансактиниды и элементы будущего». In Morss; Эдельштейн, Норман М .; Фугер, Жан (ред.). Химия элементов актинидов и трансактинидов (3-е изд.). Дордрехт, Нидерланды: Springer Science + Business Media . ISBN 1-4020-3555-1.
  63. ^ Умемото, Коитиро; Сайто, Сусуму (1996). «Электронные конфигурации сверхтяжелых элементов» . Журнал Физического общества Японии . 65 (10): 3175–9. DOI : 10,1143 / JPSJ.65.3175 . Проверено 31 января 2021 года .
  64. ^ Сиборг (ок. 2006). «трансурановый элемент (химический элемент)» . Британская энциклопедия . Проверено 16 марта 2010 .

Библиография [ править ]

  • Байзер, А. (2003). Концепции современной физики (6-е изд.). Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-244848-1. OCLC  48965418 .
  • Хоффман, округ Колумбия ; Гиорсо, А .; Сиборг, GT (2000). Трансурановые люди: внутренняя история . World Scientific . ISBN 978-1-78-326244-1.
  • Краг, Х. (2018). От трансурановых к сверхтяжелым элементам: история спора и создания . Springer . ISBN 978-3-319-75813-8.
  • Загребаев, В .; Карпов, А .; Грейнер, В. (2013). «Будущее исследований сверхтяжелых элементов: какие ядра могут быть синтезированы в ближайшие несколько лет?». Журнал физики: Серия конференций . 420 (1): 012001. arXiv : 1207.5700 . Bibcode : 2013JPhCS.420a2001Z . DOI : 10.1088 / 1742-6596 / 420/1/012001 . ISSN  1742-6588 .