Tupla "taikuus" erittäin raskas ydin

Radiokemistit syntetisoivat hassium-270: ta ensimmäistä kertaa

Uraani - radioaktiivinen alkuaine © www.hpwt.de
lukea ääneen

Kansainvälinen tieteellinen yhteistyö on onnistunut ensimmäistä kertaa syntetisoimaan ja havaitsemaan hassium-270-ytimen neljä atomia. Tämä kokeilu, joka on nyt julkaistu lehdessä "Hysical Review Letters", osoittaa, että tie superheavy-elementteihin on lähemmän alueen kautta, jota stabilisoivat ns. Kuori-efektit. Myös kemistit ovat avoimia tutkimaan kaikkia elementtejä, jotka on toistaiseksi havaittu vain fysikaalisin menetelmin jaksotaulukossa.

Luonnossa esiintyvä raskain runsain alkuaine on uraani, jonka atominumero on 92. Tutkijat kysyvät kuitenkin: Kuinka kovaksi ydin voi tulla jakamatta itsestään kahteen fragmenttiin? Eikö ole olemassa mitään vakavia tekijöitä, jotka edes voidaan havaita luonnossa? Viime vuosikymmeninä tutkijat ovat kyenneet syntetisoimaan muutama atomi alkion 118 kiihdyttimiin kevyesti sulauttamalla kevyemmät elementit.

"Maagiset numerot" tekevät elementeistä vakaita

Tällä tavalla tuotetut raskaimmat alkuaineet ovat kuitenkin kaikki radioaktiivisia ja esiintyvät vain lyhyen ajan. Heidän olemassaolonsa johtuu ns. Kuoren vaikutuksesta: protonien ja neutronien "maagiset" lukumäärät pystyvät stabiloimaan ytimen lisäksi. Ytimet, jotka sisältävät sekä maagisen määrän protoneja että maagisen määrän neutroneja, ovat "kaksi kertaa maagisia".

Raskain tunnettu kaksoismaaginen ydin on lyijyä, jonka massa on 208. Jo 1960-luvulla ytimen kuorimallin perusteella ennustettiin, että siellä on oltava superraskaiden elementtien saari. Tämän saaren keskuksen tulisi olla pallomainen, kaksinkertaisesti maaginen ydin, jonka atominumero on 114 ja neutroninumero 184. Venäjän Dubnassa, Flerov-laboratoriossa tehdyissä kokeissa, joissa elementtien 112-118 synteesi sanotaan onnistuneen, esitetään todisteita lisääntyneen stabiilisuuden tämän alueen olemassaolosta.

Uusi "vakauden saari" pintaan

Viimeaikaiset teoreettiset laskelmat ovat nyt osoittaneet, että jopa epämuodostuneet ytimet voivat muodostaa kaksinkertaisesti maagisen kuoren lopetuksen; seuraavan kuoren sulkemisen on siksi jo odotettavissa ytimelle Hassium-270, jonka atominumero on 108 ja neutroninumero 162. Toisen saaren esiintyminen "Epävakauden merestä" on merkittävästi muokannut kuvaa yhdestä erittäin raskaiden elementtien saaresta kaukana avoimessa tilassa. näyttö

Hassium-synteesi onnistui

Tutkijat TÜ Münchenin radiokemian instituutista Garchingissa ja Darmstadtin Heavy Ion Research Society -ryhmän onnistuivat syntetisoimaan hassium-270 käyttämällä ohutta curium-248-kohdetta magnesium-26-ionien säteen kanssa ajanjaksolla ampui intensiivisesti useita viikkoja. Kaksi atomia sulautui alkuainehassiumiin. Erittäin harvinaisten vetyatomien havaitsemiseksi tutkijat käyttivät jatkuvia kemiallisia erotusjärjestelmiä.

Koska hassium kuuluu jaksollisen taulukon 8 ryhmään, kuten osmium, se yhdistyy erittäin helposti neljään happiatomiin muodostaen hyvin haihtuvan kaasumaisen molekyylin. Jatkuvalla ja erittäin nopealla kaasukromatografisella erotuksella ja myöhemmällä kerrostuksella kryodetektoriin syntetisoidun H-atomin radioaktiivinen hajoaminen voitiin havaita erittäin tehokkaasti. Tutkijat havaitsivat, että Hassium-270 ei hajota spontaanisti kahteen fragmenttiin, vaan säteilee vain heliumin ytimen tietyn elinajan jälkeen.

Puoliintumisaika: puoli minuuttia

Mitatusta hajoamisenergiasta - joka sopi hyvin yhteen teoreettisesti ennustettujen arvojen kanssa - hassium-270: n puoliintumisaika voitiin johtaa vähintään puoli minuuttia. Emissioimalla heliumydintä, hassium-270 muuttuu vaaleammaksi nuklidiksi: Seaborgium-266. Tämä hajoaa spontaanisti kahteen fragmenttiin, joiden puoliintumisaika on noin puoli sekuntia - jälleen viittaus hassium-270: n poikkeukselliseen stabiilisuuteen.

(Münchenin tekninen yliopisto, 18.12.2006 - NPO)