Три тяжести

 Российские ученые из Объединенного института ядерных исследований в Дубне сообщили о завершении серии экспериментов по синтезу новых элементов таблицы Менделеева. Это самые тяжелые из известных на сегодня атомов, состоящие из сотен элементарных частиц. Их порядковые номера и, соответственно, число протонов в ядрах – 114, 116 и 118. Все они радиоактивны и существуют недолго: период полураспада самого долгоживущего из полученных изотопов – около 11 минут. Тем не менее ученые говорят о том, что синтезированные элементы открывают так называемый островок стабильности в периодической системе, давно предсказанный теорией. То есть эти сверхтяжелые атомы более стабильны, чем предыдущие 10–15 элементов таблицы, также полученных искусственно, не обнаруженных в природе и распадающихся за доли секунды.

– Все элементы образуются в звездах, – объясняет Aндрей Георгиевич Попеко, ученый секретарь Лаборатории ядерных реакций им. Т. Н. Флерова, которая проводила эксперименты. – Звездные водород и гелий захватывают нейтроны, и получаются тяжелые изотопы. Потом в этих изотопах нейтроны превращаются в протоны, и в результате атомный номер увеличивается на единицу – образуется новый, более тяжелый элемент. Таким образом звезды выгорают до железа. Еще более тяжелые элементы образуются при взрывах сверхновых звезд. Тем не менее в природе долгое время не находили атомов тяжелее урана (порядковый номер – 92).

Трансурановые элементы начали получать в 60-е годы – по тому же принципу, по которому идут реакции в звездах: облучали тяжелые атомы потоком нейтронов. Делали это американцы и наши ученые, а в последнее время присоединились немцы и японцы. Так дошли до сотого номера – фермия. Потребовалось взорвать атомную бомбу, чтобы синтезировать его. Новые атомы распадались так быстро, что «звездный» способ синтеза уже не работал, поэтому пришлось изобретать другие методы. Одним из них и стал тот, который применяется в Дубне, – слияние очень редкого изотопа кальция (атомный вес – 48) и одного из изотопов урановой группы. Кальций-48 и плутоний дали 114-й элемент, кальций и кюрий – 116-й, а кальций и калифорний – 118-й.

– Такой синтез – чрезвычайно дорогое и трудоемкое занятие,– сообщил Aндрей Георгиевич. – Достаточно сказать, что мы регистрируем всего одно событие в неделю. Мы должны найти одну нужную частицу из 1019. Вы понимаете, какие серьезные технологии для этого нужны?

Оказалось, что можно не только обнаружить один атом среди невообразимого количества прочих, но и изучить его химические свойства, разобраться, чем определяются особенности групп элементов таблицы Менделеева и вообще лучше понять мироздание.

– Когда Бог творил элементы, он сотворил их все, – сказал мне напоследок ученый секретарь. – Но некоторых очень мало в природе, и мы не можем их найти, потому что не знаем, что именно искать. Тогда мы их создаем сами, изучаем, а потом находим. Так, например, в 70-е годы предсказали минерал, где обнаружили плутоний.