http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=6019cf16-3d28-407f-ac0a-6447a0b2daeb&print=1© 2024 Российская академия наук
Сенсационное сообщение об уникальном эксперименте российских физиков, подтвердивших существование 112-го химического элемента, породило массу противоречивых публикаций, что даже вынудило ученых выступить с опровержениями. В чем же на самом деле суть данной работы?
Об этом корреспондент "РГ" беседует с научным руководителем лаборатории ядерных реакций им. Флерова Объединенного института ядерных исследований, академиком Юрием Оганесяном.
Российская газета: Ученые подчеркивают, что цель экспериментов не получение отдельных новых элементов, а доказательство существования загадочного "Острова стабильности". Звучит красиво, но что это такое?
Юрий Оганесян: Известно, что окружающий нас мир состоит из 83 химических элементов, самый легкий из них - водород (его атомный номер Z=1), самый тяжелый - уран (Z=92). Но когда-то в Солнечной системе в момент зарождения нашей планеты было значительно больше элементов. Многие из них распались, не дожив до наших дней. Сохранились лишь те элементы, время жизни которых больше возраста Земли (4,5 млрд. лет).
Причем распадались элементы-тяжеловесы, так как их ядра крайне нестабильны. Долгое время ученые считали, что все элементы с атомным номером больше ста должны быть нестабильны, распадаться за чудовищно малые времена, около 10-19 секунды. Однако затем теоретиками из разных стран была создана новая теория, которая предсказывала, что у сверхтяжелых элементов могут существовать так называемые "острова стабильности". Там элементы могут жить долго, вполне вероятно, сотни и тысячи лет. Их поиск стал для ученых заманчивой задачей.
РГ: Уже виден берег этих островов?
Оганесян: Можно сказать, что да. В физических экспериментах на мощных ускорителях были получены элементы от 112 до 116, в последнее время синтезирован также 118-й элемент. Как это делается? Ядра-мишени из плутония (94-й элемент), америция (95-й) или кюрия (96-й) бомбардируются ионами изотопа кальция-48 (элемент с атомным номером 20). И, скажем, при слиянии ядер плутония и кальция образуется элемент 114. Он распадается за 0,8 секунды и переходит в элемент 112, его период полураспада - около 4 секунд (по ядерным масштабам - огромное время!).
Но повторяю, синтез новых элементов впервые был осуществлен чисто физическими методами. Наука требует, чтобы эти результаты были подтверждены в другой лаборатории, на другой установке и т.д. Но идеальным вариантом, коль скоро речь идет о химических элементах, является прямой химический эксперимент. Надо показать, что "мистеру Икс" по его химическим свойствам в таблице Менделеева положена вполне определенная квартира. И такой эксперимент удалось провести для элемента 112 моим коллегам-химикам в сотрудничестве с химиками из Швейцарии и Польши.
РГ: Чем же он отличается от физического?
Оганесян: В начале процесса все происходит аналогично тому, о чем я уже рассказывал: мы на физической установке получаем элемент 112. А теперь его надо идентифицировать химическим методом. Логика здесь такая. Если это действительно 112-й элемент, то согласно периодическому закону Менделеева он по своим химическим свойствам должен быть близок к ртути. Иными словами, являться ее химическим гомологом. Но есть предсказания, что этот "мистер Икс" может быть похож не на ртуть, на благородный газ - химически нейтральный радон.
Идентификация "икса" проводилась с помощью детекторов, часть которых покрыта золотом. Зачем? Как известно, золото "растворяет" ртуть, образуя хорошо известное соединение - амальгаму ртути. 112-й элемент пошел тем же путем: он осел на золотой поверхности.
Что касается радона, то чтобы его посадить на поверхность детектора, нужна температура минус 180 градусов Цельсия. Мы создали такую зону, но 112-го элемента там не наблюдалось. Отсюда следует, что элемент 112 по своим химическим свойствам близок к ртути и может под ней занять свое место в периодической системе.
Но есть и более важный результат этого опыта. Дело в том, что 112-й элемент является членом радиоактивного семейства: он внук 116-го элемента, сын 114-го, отец 110-го, дед 108-го и т.д. до 104-го элемента. Поэтому достаточно идентифицировать атомный номер одного из этих поколений, как автоматически устанавливаются атомные номера всех элементов цепочки. В этом главная ценность эксперимента.
РГ: И этого достаточно, чтобы прописаться в таблице?
Оганесян: Материалы посланы в Международный Союз чистой и прикладной химии, который рассматривает работы на предмет открытия, а потом и наименований новых элементов.
РГ: Вы сказали, что 112-й элемент живет четыре секунды. Можно это считать островом стабильности?
Оганесян: Конечно. Если бы не было острова, то время жизни 112-го элемента оказалось на 18 - 19 порядков меньше секунды. Пока мы лишь приблизились к краю острова. Но сам факт его существования, кстати, возможно, не последнего, существенно расширяет границы материального мира. Но хочу при этом подчеркнуть, что появившиеся в связи с нашей работой публикации, будто бы элемент 112 сулит какие-то фантастические возможности, избавит человечество от энергетических проблем, позволит создать ядерную пулю и т.д., не имеют никаких оснований.