Данные новые для науки изотопы стали побочными "продуктами реакции" столкновений.
Лаборатория ядерных реакций позволяет учёным работать без перерыва почти круглый год. В других научных центрах время работы на ускорителях делят между собой несколько исследовательских групп.
В погоне за 120-ым элементом таблицы Менделеева специалисты Объединенного института ядерных исследования (ОИЯИ) в Дубне провели большую серию опытов.
Закончив испытания на ускорителе, учёные проанализировали собранные данные и выяснили, что впервые в мире получили пять новых изотопов сверхтяжёлых элементов: лоуренсий-264, сиборгий-268, хассий-272, дармштадтий-276 и московий-286.
Для того чтобы получить самый тяжёлый элемент таблицы Менделеева (а главное, уверенно определить, что он появляется в ходе экспериментов) физики обстреливали "мишень" из тория-232 пучками ионов кальция-48. Это был самый большой эксперимент 2022 года, и данная реакция ещё не изучалась нигде в мире.
Основные задачи этих экспериментов − синтез новых, 119-го и 120-го, сверхтяжёлых элементов, а также исследование свойств элементов уже известных, отметили в пресс-службе ОИЯИ.
Число после названия химического элемента означает массовое число изотопа, то есть количество нейтронов и протонов в ядре полученного атома.
Так, торий имеет атомный номер 90 (в его ядре 90 протонов и меньше или больше протонов он иметь не в состоянии, иначе это будет уже другой химический элемент).
Атомный номер сиборгия – 106, хассия – 108, дармштадтия – 110, московия – 115.
Но в ходе столкновений ядра всех этих химических элементов могут заполучить большее или меньшее количество нейтронов.
Так рождаются новые изотопы, многие из которых неизвестны науке.
Лаборатория ядерных реакций позволяет учёным работать без перерыва почти круглый год. В других научных центрах время работы на ускорителях делят между собой несколько исследовательских групп. Иллюстрация ОИЯИ.
Учёными в Дубне были "рождены" сразу три неизвестных ранее изотопа: дармштадтий-276 (достоверно зарегистрировано шесть событий), хассий-272 и сиборгий-268 (по два события на каждый).
Меньше всего "прожил" дармштадтий-276. Физики выяснили, что он за доли миллисекунды распадается в хассий-272. Этот изотоп, в свою очередь, ещё через сто миллисекунд претерпевает альфа-распад в сиборгий-268. В течение следующих 10-15 секунд и он спонтанно делится на составляющие.
Как предполагают физики, изотопы будущего 120-го элемента, которые могут быть получены в одной из возможных реакций синтеза, пройдут по цепочке распада через дармштадтий-276, хассий-272 и сиборгий -268.
Именно из-за этого учёные хотели для начала получить эти ядра отдельно и изучить их свойства – то, как они проявляют себя в аппаратуре. Чтобы потом при наблюдении новых событий синтеза 120-го химического элемента, физики могли уверенно найти в "шуме" нужные им ядра нового химического элемента.
Весной 2023 года в Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ Фабрики сверхтяжелых элементов эксперименты будут продолжены. Сталкивать будут по-прежнему кальций и торий, однако физики поднимут энергию пучка. Условно говоря, удар по мишени будет происходить с большей силой.
Российские исследователи ожидают, что после этих столкновений им удастся уточнить свойства только что открытого дармштадтия-276 и синтезировать другие, пока ещё неизвестные изотопы этого элемента − дармштадтий-275 или дармштадтий-274.
Также ранее в ходе первых экспериментов на Фабрике сверхтяжёлых элементов был получен изотоп лоуренсий-264. Для этого физики сталкивали кальций-48 и америций-243.
Время жизни изотопа лоуренсия составило "бесконечные" пять часов.
В Тихом океане обнаружен внеземной химический элементчитайте также
Что интересно, проводимый учёными эксперимент был похож на те, что ставились ранее в других странах мира – Германии, Японии, США (на свет появлялись изотопы московия). Однако после проведения столкновений в результатах распадов учёные внезапно для себя обнаружили лоуренсий-264.
"В первом же эксперименте, в этих, казалось бы, известных и хорошо изученных реакциях, мы увидели новый изотоп лоуренсия-264, – рассказал учёный секретарь Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ Александр Карпов. – Для нас это было показателем того, что фабрика сверхтяжёлых элементов действительно работает так, как было задумано, и превосходит по своим возможностям установки предыдущего поколения".
Ранее физики полагали, что распад московия-288 приводит к нескольким альфа-распадам и примерно через 24 часа завершается спонтанным делением дубния-268.
Однако российские учёные установили следующее: в половине случаев дубний действительно делится, но во второй половине случаев испускается альфа-частица и образуется лоуренсий-264. Так было зафиксировано около 50 событий образования лоуренсия-264 из 110 событий появления московия-288.
Учёные продолжат эксперименты, поддержанные грантом Минобрнауки РФ. Добавим, что материал для мишеней и пучка (кальций-48) был наработан на предприятиях ГК "Росатом" (Россия).
Также добавим, что все эти работы российские физики ведут в сотрудничестве с учёными из Казахстана и Чехии, США и Китая.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Научпоп" на медиаплатформе "Смотрим".
