عناصر ایجاد شده مصنوعی چرا باید عناصر شیمیایی جدید را سنتز کرد؟ در مورد پیچیده قابل دسترسی است

14.1 مراحل سنتز عنصر

به منظور توضیح شیوع عناصر شیمیایی مختلف در طبیعت و ایزوتوپ های آنها، در سال 1948 گامو مدلی از جهان داغ ارائه کرد. بر اساس این مدل، تمام عناصر شیمیایی در زمان انفجار بزرگ شکل گرفتند. با این حال، این ادعا پس از آن رد شد. ثابت شده است که در زمان انفجار بزرگ فقط عناصر سبک می توانند تشکیل شوند، در حالی که عناصر سنگین تر در فرآیندهای سنتز هسته به وجود آمدند. این موقعیت ها در مدل بیگ بنگ فرمول بندی شده اند (به مورد 15 مراجعه کنید).
بر اساس مدل بیگ بنگ، تشکیل عناصر شیمیایی با همجوشی هسته ای اولیه عناصر سبک (H, D, 3 He, 4 He, 7 Li) 100 ثانیه پس از انفجار بزرگ در دمای جهان 109 کلوین آغاز شد.
مبنای تجربی مدل، انبساط جهان است که بر اساس انتقال به سرخ، سنتز اولیه عناصر و تابش پس‌زمینه کیهانی مشاهده شده است.
مزیت بزرگ مدل بیگ بنگ، پیش بینی فراوانی D، He و Li است که در قدر زیادی با یکدیگر تفاوت دارند.
داده های تجربی در مورد فراوانی عناصر در کهکشان ما نشان داد که اتم های هیدروژن 92٪، هلیم - 8٪، و هسته های سنگین تر - 1 اتم در هر 1000 هستند، که با پیش بینی های مدل انفجار بزرگ مطابقت دارد.

14.2 همجوشی هسته ای - سنتز عناصر سبک (H, D, 3 He, 4 He, 7 Li) در کیهان اولیه.

• فراوانی 4 He یا کسر نسبی آن در جرم کیهان Y = 0.02 ± 0.23 است. حداقل نیمی از هلیوم تولید شده در انفجار بزرگ در فضای بین کهکشانی وجود دارد.
• دوتریوم اصلی فقط در داخل ستاره ها وجود دارد و به سرعت به 3 He تبدیل می شود.
  داده‌های مشاهده‌ای محدودیت‌های زیر را در مورد فراوانی دوتریوم و He نسبت به هیدروژن نشان می‌دهند:

10 -5 ≤ D/H ≤ 2 10 -4 و
1.2 10 -5 ≤ 3 He/H ≤ 1.5 10 -4،

علاوه بر این، نسبت مشاهده شده D/H تنها کسری از ƒ از مقدار اولیه است: D/H = ƒ(D/H) اولیه. از آنجایی که دوتریوم به سرعت به 3 He تبدیل می شود، تخمین زیر برای فراوانی به دست می آید:

[(D + 3 He)/H] اولیه ≤ 10 -4.

• اندازه‌گیری فراوانی 7 لی دشوار است، اما داده‌های مربوط به مطالعه اتمسفر ستاره‌ای و وابستگی فراوانی 7 لی به دمای مؤثر استفاده می‌شود. معلوم شد که با شروع دمای 5.5·10 3 K، مقدار 7 Li ثابت می ماند. بهترین تخمین از میانگین فراوانی 7 Li این است:

7 Li/H = (0.1±1.6) 10 -10.

• فراوانی عناصر سنگین‌تر مانند 9 Be، 10 V و 11 V چندین مرتبه کمتر است. بنابراین، شیوع 9 Be/N است< 2.5·10 -12 .

14.3 سنتز هسته ها در ستاره های دنباله اصلی در T< 108 K

سنتز هلیوم در ستاره های دنباله اصلی در چرخه های pp- و CN در دمای T~ 10 7 ÷7·10 7 K رخ می دهد. هیدروژن به هلیوم تبدیل می شود. هسته های عناصر سبک به وجود می آیند: 2 H، 3 He، 7 Li، 7 Be، 8 Be، اما تعداد کمی از آنها وجود دارد زیرا متعاقبا وارد واکنش های هسته ای می شوند و هسته 8 Be تقریباً فوراً به دلیل عمر کوتاه (~ 10-16 ثانیه)

8 باش → 4 او + 4 او.

به نظر می رسید که فرآیند سنتز باید متوقف شود، ولیطبیعت راه حلی پیدا کرده است
وقتی T > 7 10 7 K، هلیوم می سوزد، تبدیل به هسته های کربن می شود. یک واکنش هلیوم سه گانه وجود دارد - "فلش هلیوم" - 3α → 12 C، اما سطح مقطع آن بسیار کوچک است و فرآیند تشکیل 12 C در دو مرحله انجام می شود.
واکنش همجوشی هسته های 8Be و 4He با تشکیل یک هسته کربن 12C* در حالت برانگیخته رخ می دهد که به دلیل وجود سطح 7.68 مگا الکترون ولت در هسته کربن امکان پذیر است. واکنش صورت می گیرد:

8 Be + 4 He → 12 C* → 12 C + γ.

وجود سطح انرژی هسته 12 C (7.68 MeV) به دور زدن عمر کوتاه 8 Be کمک می کند. به دلیل وجود این سطح، هسته 12 C رخ می دهد رزونانس بریت-ویگنر. هسته 12 C با انرژی ΔW = ΔM + ε به سطح برانگیخته می رسد،
که εM = (M 8Be - M 4He) - M 12C = 7.4 MeV، و ε با انرژی جنبشی جبران می شود.
این واکنش توسط اخترفیزیکدان هویل پیش بینی شد و سپس در آزمایشگاه تکثیر شد. سپس واکنش ها شروع می شود:

12 C + 4 He → 16 0 + γ
16 0 + 4 He → 20 Ne + γ و غیره تا A ~ 20.

بنابراین سطح مورد نیاز هسته 12 درجه سانتیگراد غلبه بر گلوگاه در همجوشی گرما هسته ای عناصر را ممکن کرد.
هسته 16 O چنین سطوح انرژی ندارد و واکنش تشکیل 16 O بسیار کند است.

12 C + 4 He → 16 0 + γ.

این ویژگی های روند واکنش ها منجر به مهم ترین پیامدها شد: به لطف آنها معلوم شد همان تعدادهسته های 12 C و 16 0، که شرایط مطلوبی را برای تشکیل مولکول های آلی ایجاد می کنند، یعنی. زندگی
تغییر در سطح 12 درجه سانتیگراد به میزان 5٪ منجر به یک فاجعه می شود - سنتز بیشتر عناصر متوقف می شود. اما چون این اتفاق نیفتاد، هسته هایی با A در محدوده تشکیل می شوند

A = 25÷32

این منجر به مقادیر A می شود

تمام هسته های Fe، Co، Cr از همجوشی گرما هسته ای تشکیل می شوند.

بر اساس وجود این فرآیندها می توان فراوانی هسته ها را در کیهان محاسبه کرد.
اطلاعات در مورد فراوانی عناصر در طبیعت از تجزیه و تحلیل طیفی خورشید و ستارگان و همچنین پرتوهای کیهانی به دست آمده است. روی انجیر 99 شدت هسته ها را در مقادیر مختلف A نشان می دهد.

برنج. 99: فراوانی عناصر در جهان هستی.

هیدروژن H فراوان ترین عنصر در کیهان است. لیتیوم لی، بریلیم Be و بور B 4 مرتبه قدر کوچکتر از هسته های همسایه و 8 مرتبه قدر کوچکتر از H و He هستند.
Li، Be، B سوخت های خوبی هستند، آنها به سرعت در T~ 10 7 K می سوزند.
توضیح اینکه چرا آنها هنوز وجود دارند دشوارتر است - به احتمال زیاد به دلیل فرآیند تکه تکه شدن هسته های سنگین تر در مرحله پیش ستاره.
که در اشعه های کیهانیهسته های Li، Be، B بسیار بزرگتر هستند، که همچنین نتیجه فرآیندهای تکه تکه شدن هسته های سنگین تر در طول تعامل آنها با محیط بین ستاره ای است.
12 C ÷ 16 O نتیجه فلاش هلیوم و وجود سطح تشدید در 12 درجه سانتیگراد و عدم وجود یک در 16 O است که هسته آن نیز جادوی مضاعف است. 12 C - هسته نیمه جادویی.
بنابراین، حداکثر فراوانی هسته‌های آهن 56 Fe و سپس کاهش شدید است.
برای A> 60، سنتز از نظر انرژی نامطلوب است.

14.5 تشکیل هسته های سنگین تر از آهن

کسری از هسته های با A> 90 کوچک است - 10-10 هسته هیدروژن. فرآیندهای تشکیل هسته با واکنش های جانبی در ستاره ها همراه است. دو چنین فرآیند وجود دارد:
s (کند) - روند آهسته،
r (سریع) یک فرآیند سریع است.
هر دوی این فرآیندها با جذب نوترونآن ها لازم است شرایطی ایجاد شود که در آن نوترون های زیادی تولید شود. نوترون ها در تمام واکنش های احتراق تولید می شوند.

13 C + 4 He → 16 0 + n - احتراق هلیوم،
12 C + 12 C → 23 Mg + n - فلاش کربن،
16 O + 16 O → 31 S + n - فلاش اکسیژن،
21 Ne + 4 He → 24 Mg + n- واکنش با ذرات α.

در نتیجه، پس‌زمینه نوترون جمع می‌شود و فرآیندهای s و r می‌توانند رخ دهند - جذب نوترون. هنگامی که نوترون ها دستگیر می شوند، هسته های غنی از نوترون تشکیل می شوند و سپس واپاشی β رخ می دهد. آنها را به هسته های سنگین تر تبدیل می کند.

"فکر کردن با صدای بلند"

رمان علمی مبتنی بر نظریه علمی
جهان، فیزیک نوترون و شیمی نوترون

والری فدوروویچ آندروس

"وظیفه ما توسعه ابزارهایی برای به دست آوردن انرژی از ذخایر ابدی و پایان ناپذیر است، توسعه روش هایی که از مصرف و مصرف هیچ حامل "ماده ای" استفاده نمی کنند. اکنون کاملاً مطمئن هستیم که تحقق این ایده دور از دسترس نیست. : امکانات برای توسعه این مفهوم دقیقاً در استفاده از انرژی پاک فضای اطراف برای به کار انداختن موتورها در هر نقطه از کره زمین نهفته است ... "

(تسلا، 1897)

پیام بگذارید

برای شروع جدول تبدیل عناصر شیمیایی را دانلود کنید

و

با مفاهیم اولیه فیزیک نوترون آشنا شوید

شیمی هسته ای
سنتز عناصر از موقعیت فیزیک نوترون

ما در مورد سنتز مصنوعی عناصر صحبت کردیم و اشاره کردیم که اینها عناصر نیستند، بلکه مولکول و حتی آلیاژ هستند. در نگاه اول ممکن است به نظر برسد که این یک فرضیه است و وضعیت به نوعی متفاوت است. برای پایان دادن به "i" در این استدلال ها، اجازه دهید به سراغ شیمی هسته ای برویم.

«... موضوع شیمی هسته ای واکنش هایی است که در آن تبدیل عناصر رخ می دهد، یعنی. تغییر در هسته اتم های آنها

فروپاشی خود به خودی اتم های رادیواکتیو، که در بالا مورد بحث قرار گرفت (ما به آن باز خواهیم گشت)، یک واکنش هسته ای است که در آن یک هسته، هسته اولیه است. واکنش های دیگری نیز شناخته شده است که در آنها یک پروتون p، یک دوترون (هسته اتم دوتریوم 1 2 H) d، یک ذره آلفا α، یک نوترون n یا یک فوتون γ (معمولا پرتوهای گاما) با هسته واکنش می دهند. همچنین امکان القای دگرگونی های اتمی تحت اثر الکترون های سریع وجود داشت. گاهی اوقات به جای ذرات α (4 هسته He) از هسته های ایزوتوپ سبک تر هلیوم 3 He استفاده می شود. اخیراً، هسته‌های شتاب‌دار عناصر سنگین‌تر تا نئون به طور فزاینده‌ای برای بمباران هسته‌های اتمی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

اولین واکنش هسته ای که در آزمایشگاه انجام شد، واکنش بود (رادرفورد، 1919).

در این واکنش، هسته نیتروژن با هسته هلیوم که انرژی جنبشی قابل توجهی دارد، واکنش می دهد. در نتیجه این برخورد، دو هسته جدید تشکیل می شود: اکسیژن 17 O و هیدروژن 1 H. هسته 17 O پایدار است، بنابراین این واکنش منجر به ظهور رادیواکتیویته مصنوعی نمی شود. در اکثر واکنش‌های هسته‌ای، ایزوتوپ‌های ناپایدار تشکیل می‌شوند که سپس با یک سری تحولات رادیواکتیو به ایزوتوپ‌های پایدار تبدیل می‌شوند...

برای راحتی و تضاد، مطالب را با توضیحات به قطعات کوچک تقسیم می کنیم.

ما هسته نداریم، اما یک جوجه تیغی شش پر از نیتروژن (14 N) وجود دارد که توسط جوجه تیغی هلیوم (4 He) متشکل از یک اتم هیدروژن و شش پنج نوترون در امتداد "صفحه" بمباران می شود. مکعب

با توجه به نتیجه نهایی واکنش، می توان با اطمینان موارد زیر را بیان کرد:

جوجه تیغی نیتروژن با شش سوزن متصل به هر سوزن یک پنج با جرم نسبی 0.5، در نتیجه جوجه تیغی با جرم نسبی 17 - اکسیژن. می دانیم که هر لایه جدید از پنج ها یک عنصر جدید است.

آیا جوجه تیغی نیتروژن می تواند هر شش پنج را در نتیجه نابودی یک جوجه تیغی هلیومی بدست آورد؟ البته او نتوانست. برای به دست آوردن یک جوجه تیغی اکسیژن، لازم بود بسیاری از جوجه تیغی های هلیمی نابود شوند و شار نوترونی شبیه به گرانشی با همان الگوی رشد جوجه تیغی ایجاد شود. این جریان نمی تواند با جریان گرانشی منطبق باشد. در نتیجه تخریب هلیوم، چند مکعب هیدروژن دست نخورده باقی ماندند. نوترون های اضافی یا حامل حرارتی آزاد یا تشعشع هستند. نتیجه واکنش معادله مورد نظر است که با واقعیت مطابقت ندارد، زیرا نوترون های اضافی شار در نظر گرفته نمی شود. امیدوارم به خاطر داشته باشید که جرم نوترون NF 9 برابر کمتر از جرمی است که در واکنش ها با آن مقایسه می شود. بیا ادامه بدهیم.

«...به گفته رمی، واکنش های هسته ای را می توان با قیاس با معمولی طبقه بندی کرد واکنش های شیمیایی.

در اکثر دگرگونی های هسته ای مصنوعی، به اصطلاح واکنش های جابجایی یا جابجایی رخ می دهد. مثلا:

هنگام نوشتن واکنش‌های هسته‌ای، آنها اغلب از علامت اختصاری استفاده می‌کنند که در آن ذرات بمباران و کوبنده با کاما از هم جدا می‌شوند و در پرانتز قرار می‌گیرند، که قبل از آن نماد اصلی نوشته می‌شود و بعد از آن - اتم حاصل. برای مثال، واکنش فوق را که برای اولین بار توسط رادرفورد انجام داد، می توان به صورت زیر نوشت: 14 N( ب، ص) 17O.

در چنین نمادی، نمونه‌های بیشتری از واکنش‌های جایگزینی هسته‌ای که در هنگام بمباران با ذرات شتاب‌دار رخ می‌دهند، ارائه می‌کنیم. آلومینیوم:

17AL(d، α) 25Mg، 27AL(d،p) 28AL، 27AL(d،n) 28Si، 27AL(p،α) 24Mg، 27AL(n،p) 27Mg.. ."

این قسمت به واکنش های جانشینی می پردازد. از نقطه نظر مدل جوجه تیغی، هیچ واکنش جایگزینی در اینجا وجود ندارد. در جریان بمباران جوجه تیغی می آیدیا رشد کاملا طبیعی آن، مانند طبیعت، یا از دست دادن تعدادی پنج در سوزن. با دانستن مطالب ارائه شده در کتاب، می توان مجموعه کاملی از این گونه واکنش ها را بدون یک شکاف نوشت و همه آنها یا قبلاً به دست آمده اند یا با احتمال 100٪ می توان آنها را به دست آورد.

«... در نتیجه واکنش افزودن، ذره بمباران توسط هسته اسیر می شود که به نوبه خود ذره دیگری از خود ساطع نمی کند و انرژی آزاد شده در این حالت به صورت تابش γ آزاد می شود. مثلا:

27\AL(n,γ) 28 AL, 7 Li(p,γ) 8 Be...”

این همان روند رشد طبیعی یک جوجه تیغی است که در نتیجه آن برخی از نوترون ها به قطعات تابش γ نابود شدند.

«... واکنش های تفکیک هسته ای (و همچنین واکنش های تفکیک حرارتی مولکول ها) توسط انرژی جنبشی ذرات در حال برخورد ایجاد می شود. به عنوان مثال: 79 Br(n,2n) 78 Br, 2 H( ب، n و ب) 1 H، 2 H(g، n) 1 H.

آخرین واکنش یک واکنش فتوشیمیایی است، یعنی. ناشی از عمل تابش الکترومغناطیسی، تفکیک هسته ای.

تعدادی از واکنش های برگشت پذیر در حال حاضر شناخته شده است:

همه واکنش ها برهمکنش نوترونی جوجه تیغی یک جسم است - هدفی که در یک شار مصنوعی یا قطعاتی از نوترون ها (γ) یا نوترون ها یا سایر جوجه تیغی ها با یک جسم بمباران قرار دارد. اگر جریان نوترون های آماده به اندازه کافی متراکم باشد، پنج تشکیل می شود و جوجه تیغی رشد می کند.

اگر شار نوترون پراکنده باشد یا لازم باشد ابتدا با نابود کردن جوجه تیغی بمباران کننده به دست آید، آنگاه جوجه تیغی هدف پنج پنجه خود را از دست می دهد.

واکنش تفکیک یک حالت میانی جریان بین متراکم و پراکنده است.

ما قبلاً در مورد واکنش‌های همجوشی و شکافت مصنوعی صحبت کرده‌ایم، اما همانطور که آمریکایی‌ها می‌گویند ممکن است حرف من علیه شما هیچ معنایی نداشته باشد و آن وقت هرکس به نظر خودش می‌ماند. با این حال، واکنش شکافت، که اکنون ارائه خواهد شد، اساساً درستی نظرات NF را ثابت خواهد کرد.

اجازه دهید یکی از واکنش های شکافت اورانیوم 235 را که در مهندسی انرژی هسته ای استفاده می شود، به دلیل جذب یک نوترون در نظر بگیریم.

110 54 Xe – β -110 55 Cs – β- 110 56 Ba – β–110 57 Za – β–110 58 هسته پایدار Ce

235 92 U + 1 0 n → 5 1 0 n

91 36 کیلوگرم - β-91 37 Rb - β-91 38 Sr - β-91 39 - β-91 40 هسته پایدار Zr

این واکنش نمادی از پیروزی NF است. همانطور که قبلاً گفته شد در نتیجه سنتز نه عناصر، بلکه مولکول ها به دست می آید و اورانیوم - 235 در نتیجه شکافت نشان داد که آلیاژ Ce و Zg است. حتی از نظر تئوری نیز نمی توان از یک جوجه تیغی با تقسیم دو جوجه تیغی به دست آورد. بعد تبدیلات معمول در شار نوترون مطابق NF (تابش β) می آیند.

این بارزترین مثال است که نشان می دهد ما هنوز یاد نگرفته ایم بین یک عنصر و یک مولکول و حتی بیشتر از آن آلیاژها تمایز قائل شویم. از این رو جدول عناصر، به خصوص بعد از تکنسیوم، جدول مولکول ها (آلیاژها) است!

مولکول U=XeKg چیست؟ چرا او اینقدر مقاوم است؟ آیا می توان اورانوس را از سایر عناصر تشکیل دهنده به دست آورد؟

بیایید با سوال آخر شروع کنیم. اگر اورانوس را مجموع جرم‌های نسبی در نظر بگیریم، البته می‌توان آن را از انواع بسیاری از اصطلاحات به‌دست آورد. با این حال، برای ما همه آنها یکسان به نظر می رسند، زیرا ما بین آنها تمایز قائل نیستیم. وقتی همه نوع تحقیق با او انجام می شود، او همیشه شبیه کسی خواهد بود که برای ما قابل درک تر است، همانطور که به نظر ما می رسد. اورانوس دارای رنگ متالیک خاکستری است که نشان می‌دهد سوزن‌های عناصر آن دارای تعداد زیادی پنجه پیچ خورده و متضاد هستند. جوجه تیغی های مختلفبا اسپین های مختلف نوترون ها چگالی اورانوس نزدیک به حد است - 19.04 گرم در سانتی متر W - این نشانه "ساختارهای هوا" است. گرمای ذوب اورانوس + 1130 درجه سانتیگراد و زنون - 111.5 درجه سانتیگراد و کریپتون - 156.6 درجه سانتیگراد است. یک مولکول از دو عنصر Xe و Kr در اصل نمی تواند ذوب شود. + 1130 درجه سانتیگراد، و حتی بیشتر از آن برای ایجاد یک "ساختار هوا".

حال بیایید نگاهی دقیق تر به محصولات نهایی واکنش Ce و Zr بیندازیم.

سریم دارای رنگ سفید نقره ای، mp. = 804 درجه سانتی گراد، g = 6.77 گرم بر سانتی متر مکعب.

زیرکونیوم - رنگ سفید نقره ای، mp. = 1852 درجه سانتی گراد، g = 6.52 گرم بر سانتی متر مکعب

برای به دست آوردن ویژگی های اورانوس، مولکول باید از سریم و زیرکونیوم تشکیل شده باشد و اتصال سوزن ها نه یک شبکه مکعبی، بلکه لوزی شکل ایجاد کند. سپس یک رنگ خاکستری ظاهر می شود، "هوای شبکه" و تراکم tm افزایش می یابد. به میانگین نزدیک می شود. پیچش نوترونی زیرکونیوم کاهش می یابد، در حالی که پیچش سریم افزایش می یابد. این واکنش را می توان نوشت

U \u003d Ce Zr 4 - محصول اصلی (آلیاژ Ce 20 Zr 80)

اورانیوم در نتیجه پیوندهای رسوبی با اتصالات چهار سوزنی تنها با ساختار لوزی درست به دست آمد.

بیایید خلاصه کنیم:

واکنش همجوشی ترکیبی از دو یا چند عنصر به یک مولکول در یک فرآیند زودگذر است که جایگزین فرآیند رسوبی آهسته در طبیعت، با تخریب جزئی آنها می شود.

واکنش شکافت پارگی گذرا یک مولکول به دو یا چند عنصر با تخریب جزئی آنها است. تعداد عناصر محدود برابر با تعداد عناصر اولیه در مولکول است.

همانطور که می بینید، جدول عناصر همچنان باید آسیب ببیند.

بازگشت به واکنش هسته ای

در اینجا کربن در نتیجه حمله بسته های α بور بدست می آید. بور همچنین در قفس مایع بریلیوم قرار دارد و دارای سه پنج سوزن است. آنها به وضوح در مکان اشتباهی قرار دارند. ما به جدول D.I نگاه می کنیم. مندلیف و چگالی را در محدوده 1.5 ÷ 2.5 g / cm 3 برای 11 عنصر (Be، B، C، Mg، Si، P، S، Cl، Ar، Ca، Cs) ببینید.

سزیم (Cs) پنجاه و پنجمین عنصر با طول سوزن ها بر اساس جرم نسبی برابر با 44 پنج با چگالی g = 1.959 گرم بر سانتی متر مکعب است. طبق منطق نوترونی باید جلوی بور و کربن بایستد و طول سوزن آن دو پنج باشد و در جو زمین بی وزن باشد و در عمل هر سه عنصر این را ندارند.

در تجزیه و تحلیل کاربیدها، که داده نخواهد شد، کربن بین زیرکونیوم (Zr) و نیوبیم (Nb) قرار دارد. آخرین (Nb) مطابق جدول تبدیل ها در آخرین سلول زیرکونیوم (Zr) قرار دارد.

طول سوزن های کربن باید حدود 30 پنج ثانیه باشد. تنها در این صورت، الماس می تواند کانال های سوراخ شده توسط طناب های نور را به صورت پرتو لیزر با ضخامت آخرین تا 30 نخ در یک طناب دریافت کند.

اولین راه برای بدست آوردن الماس های کوچک مناسب برای الماس به شرح زیر است:

پودر گرافیت ریز پراکنده در ظرفی با آب ریخته می شود که اجازه می دهد بی سر و صدا ته نشین شود.

بعد از اینکه تمام پودر به ته نشست، آب به آرام ترین شکل خارج می شود.

کاشی فشرده باید توسط HDTV (جریان های فرکانس بالا) در حالت فشرده تا حداکثر دما، ترجیحا تا 3000 درجه سانتیگراد گرم شود و نگهداری شود.

یک کاشی داغ زیر لیزر قرار دهید که باید پرتو آن را خط به خط بگذراند، مانند اسکن قاب روی تلویزیون.

یک فرآیند آهسته و ملایم باعث تولید کریستال هایی به ضخامت کاشی می شود. در عین حال، شفافیت را می توان با تکرار عبور پرتو لیزر نیز کنترل کرد.

برای به دست آوردن الماس های بزرگ و بسیار بزرگ، کل فرآیند در خط پایان باید با سرعت بیشتری انجام شود. ما چهار نکته اول فن آوری را تکرار می کنیم. شکل گرافیت باید با شکل الماس آینده مطابقت داشته باشد.

گرافیت داغ در یک محفظه انجماد عمیق در مکانیزم تکان دادن قابل تنظیم قرار می گیرد و دمای محفظه به شدت به مقدار نزدیک به -260 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. بنابراین، جریان گرمای ضربه ای از مرکز قطعه کار به سطح می رسد. ، که به آرامی برخی از مفاصل را از بین می برد. پس از خنک شدن کامل تکان های نرم را انجام می دهیم تا قطعه کار کاملا شفاف شود. در اثر تکان دادن، سازه الماس که کاملاً به هم پیوسته است، کوچکترین ارتعاشات را دریافت خواهد کرد. گرافیت که به صورت عمودی وصل نشده است دارای یک نوسان آزاد خواهد بود که منجر به شکستن سوزن ها و باز شدن کانال های طناب های نور می شود.

اگر از دانشمندان بپرسید کدام یک از اکتشافات قرن بیستم. مهمتر از همه، به ندرت کسی نام سنتز مصنوعی عناصر شیمیایی را فراموش خواهد کرد. پشت کوتاه مدت- کمتر از 40 سال - لیستعناصر شیمیایی شناخته شده 18 نام افزایش یافت. و همه 18 سنتز شدند و به صورت مصنوعی تهیه شدند.

کلمه "سنتز" معمولاً به معنای فرآیند به دست آوردن از یک مجتمع ساده است. به عنوان مثال، برهمکنش گوگرد با اکسیژن، سنتز شیمیایی دی اکسید گوگرد SO 2 از عناصر است.

سنتز عناصر را می توان به این صورت درک کرد: تولید مصنوعی یک عنصر با بار هسته ای کمتر، شماره سریال کمتر یک عنصر با شماره سریال بالاتر از عنصری با بار هسته ای کمتر. و فرآیند به دست آوردن واکنش هسته ای نامیده می شود. معادله آن مانند معادله یک واکنش شیمیایی معمولی نوشته شده است. واکنش دهنده ها در سمت چپ و محصولات در سمت راست قرار دارند. واکنش دهنده ها در یک واکنش هسته ای هدف و ذره بمباران هستند.

هدف می تواند هر عنصری از سیستم تناوبی (به شکل آزاد یا به شکل یک ترکیب شیمیایی) باشد.

نقش ذرات بمباران را ذرات α، نوترون ها، پروتون ها، دوترون ها (هسته ایزوتوپ سنگین هیدروژن) و همچنین به اصطلاح یون های سنگین باردار چندگانه عناصر مختلف - بور، کربن، نیتروژن، اکسیژن، ایفا می کنند. نئون، آرگون و سایر عناصر سیستم تناوبی.

برای اینکه یک واکنش هسته ای رخ دهد، ذره بمباران باید با هسته اتم هدف برخورد کند. اگر ذره به اندازه کافی انرژی بالایی داشته باشد، می تواند آنقدر عمیق به هسته نفوذ کند که با آن ادغام شود. از آنجایی که تمام ذرات ذکر شده در بالا، به جز نوترون، حامل بارهای مثبت هستند، پس با ادغام با هسته، بار آن را افزایش می دهند. و تغییر مقدار Z به معنای تبدیل عناصر است: سنتز یک عنصر با مقدار جدیدی از بار هسته ای.

به منظور یافتن راهی برای شتاب بخشیدن به ذرات بمباران و دادن انرژی بالا برای همجوشی آنها با هسته، یک شتاب دهنده ذرات ویژه به نام سیکلوترون اختراع و ساخته شد. سپس آنها یک کارخانه ویژه از عناصر جدید - یک راکتور هسته ای - ساختند. هدف مستقیم آن تولید انرژی هسته ای است. اما از آنجایی که همیشه شارهای نوترونی شدید در آن وجود دارد، استفاده از آنها برای اهداف سنتز مصنوعی آسان است. نوترون بار ندارد و بنابراین شتاب گرفتن ضروری نیست (و غیرممکن). برعکس، نوترون‌های آهسته مفیدتر از نوترون‌های سریع هستند.

شیمیدانان مجبور بودند مغز خود را جمع کنند و معجزات واقعی نبوغ را نشان دهند تا راه هایی برای جداسازی مقادیر ناچیز عناصر جدید از ماده مورد نظر ایجاد کنند. یاد بگیرید که خواص عناصر جدید را زمانی که فقط تعداد کمی از اتم های آنها در دسترس بود مطالعه کنید...

از طریق کار صدها و هزاران دانشمند، هجده سلول جدید در جدول تناوبی پر شد.

چهار مورد در مرزهای قدیمی آن قرار دارند: بین هیدروژن و اورانیوم.

چهارده - برای اورانیوم.

همه چیز اینطوری اتفاق افتاد...

تکنتیوم، پرومتیم، استاتین، فرانسیم... چهار جای جدول تناوبی برای مدت طولانی خالی ماندند. اینها سلولهای شماره 43، 61، 85 و 87 بودند. از چهار عنصری که قرار بود این مکانها را بگیرند، سه عنصر توسط مندلیف پیش بینی شده بود: اکامنگنز - 43، اکائود - 85 و اکاسیوم - 87. چهارم - شماره 61 - باید متعلق به عناصر کمیاب خاکی باشد.

این چهار عنصر گریزان بودند. تلاش دانشمندان با هدف جستجوی آنها در طبیعت ناموفق ماند. با کمک قانون تناوبی، تمام مکان های دیگر در جدول تناوبی مدت هاست پر شده است - از هیدروژن تا اورانیوم.

نه یک بار در مجلات علمیگزارش هایی از کشف این چهار عنصر وجود داشت. اکامرگنز در ژاپن "کشف" شد، جایی که نام "نیپونیوم" به آن داده شد، در آلمان به آن "مازوریوم" می گفتند. عنصر شماره 61 "باز شد" در کشورهای مختلفاو حداقل سه بار نام های "ایلینیم"، "فلورانس"، "چرخه اونیوم" را دریافت کرد. Ekaiod نیز بیش از یک بار در طبیعت یافت شد. نام های "آلابامی"، "هلوتیوس" به او داده شد. اکاسیوم به نوبه خود نام های "ویرجینیا"، "مولداوی" را دریافت کرد. برخی از این نام‌ها در کتاب‌های مرجع مختلف قرار گرفتند و حتی به کتاب‌های درسی مدارس راه پیدا کردند. اما همه این اکتشافات تأیید نشدند: هر بار یک بررسی دقیق نشان داد که اشتباهی انجام شده است و ناخالصی‌های ناچیز تصادفی با عنصر جدیدی اشتباه گرفته می‌شوند.

جستجوی طولانی و دشوار سرانجام به کشف یکی از عناصر گریزان در طبیعت منجر شد. معلوم شد که اکاسزیوم که باید جایگاه 87 جدول تناوبی را به خود اختصاص دهد، در زنجیره فروپاشی ایزوتوپ رادیواکتیو طبیعی اورانیوم 235 رخ می دهد. این یک عنصر رادیواکتیو با عمر کوتاه است.

عنصر شماره 87 شایسته است که با جزئیات بیشتری گفته شود.

اکنون در هر دایره المعارفی، در هر کتاب درسی شیمی می خوانیم: فرانسیم (شماره سریال 87) در سال 1939 توسط دانشمند فرانسوی مارگریت پری کشف شد. به هر حال، این سومین موردی است که افتخار کشف عنصر جدید متعلق به یک زن است (قبلاً ماری کوری پلونیوم و رادیوم را کشف کرده بود، آیدا نوداک رنیوم را کشف کرده بود).

پری چگونه توانست عنصر گریزان را تصرف کند؟ به سالها قبل برگردیم. در سال 1914، سه رادیو شیمیدان اتریشی - S. Meyer، W. Hess و F. Panet - شروع به مطالعه واپاشی رادیواکتیو ایزوتوپ اکتینیوم با عدد جرمی 227 کردند. مشخص شد که این ایزوتوپ به خانواده اکتینورانیوم تعلق دارد و β- منتشر می کند. ذرات؛ از این رو محصول پوسیدگی آن توریم است. با این حال، دانشمندان ظن مبهمی داشتند که اکتینیوم-227، در موارد نادر، ذرات α را نیز منتشر می کند. به عبارت دیگر یکی از نمونه های چنگال رادیواکتیو در اینجا مشاهده می شود. به راحتی می توان تصور کرد که در جریان چنین تبدیلی، ایزوتوپی از عنصر شماره 87 تشکیل شود. مایر و همکارانش در واقع ذرات α را مشاهده کردند. مطالعات بیشتری مورد نیاز بود، اما با جنگ جهانی اول متوقف شد.

مارگریت پری نیز همین مسیر را طی کرد. اما او ابزارهای حساس تر، روش های جدید و بهبود یافته تحلیل را در اختیار داشت. به همین دلیل موفق شد.

فرانسیم یکی از عناصر سنتز مصنوعی است. اما با این حال، این عنصر برای اولین بار در طبیعت کشف شد. ایزوتوپ فرانسیم 223 است. نیمه عمر آن فقط 22 دقیقه است. روشن می شود که چرا فرانسه اینقدر کم روی زمین وجود دارد. اولاً، به دلیل شکنندگی آن، وقت کافی برای تمرکز در مقادیر قابل توجهی ندارد و ثانیاً، فرآیند تشکیل آن خود با احتمال کم مشخص می شود: تنها 1.2٪ از هسته های اکتینیم-227 با انتشار α- تجزیه می شود. ذرات.

از این نظر، فرانسیم برای تهیه مصنوعی سود بیشتری دارد. قبلاً 20 ایزوتوپ فرانسیم دریافت کرده است و طولانی ترین آنها - فرانسیم-223 است. شیمیدانان با کار با مقادیر بسیار ناچیز نمک فرانسیم توانستند ثابت کنند که از نظر خواص بسیار شبیه سزیم است.

عناصر #43، 61 و 85 گریزان باقی ماندند. در طبیعت، آنها به هیچ وجه یافت نشدند، اگرچه دانشمندان قبلاً دارای روش قدرتمندی بودند که به طور غیرقابل انکار راه را برای جستجوی عناصر جدید - قانون دوره ای - نشان می دهد. به لطف این قانون، تمام خواص شیمیایی یک عنصر ناشناخته از قبل برای دانشمندان شناخته شده بود. پس چرا جستجو برای این سه عنصر در طبیعت ناموفق بود؟

فیزیکدانان با مطالعه خواص هسته های اتمی به این نتیجه رسیدند که عناصر با اعداد اتمی 43، 61، 85 و 87 نمی توانند ایزوتوپ های پایدار داشته باشند. آنها فقط می توانند رادیواکتیو باشند، با نیمه عمر کوتاه، و باید به سرعت ناپدید شوند. بنابراین، همه این عناصر توسط انسان به طور مصنوعی ایجاد شده است. مسیرهای ایجاد عناصر جدید توسط قانون تناوبی نشان داده شد. بیایید سعی کنیم با کمک آن مسیر سنتز اکامرگنز را مشخص کنیم. این عنصر شماره 43 اولین عنصری بود که به طور مصنوعی ایجاد شد.

خواص شیمیایی یک عنصر توسط لایه الکترونی آن تعیین می شود و به بار هسته اتم بستگی دارد. در هسته عنصر 43 باید 43 بار مثبت وجود داشته باشد و 43 الکترون باید به دور هسته بچرخند. چگونه می توان عنصری با 43 بار در هسته اتم ایجاد کرد؟ چگونه می توان ثابت کرد که چنین عنصری ایجاد شده است؟

اجازه دهید به دقت در نظر بگیریم که کدام عناصر در سیستم تناوبی در نزدیکی فضای خالی در نظر گرفته شده برای عنصر شماره 43 قرار دارند. تقریباً در اواسط دوره پنجم قرار دارد. در مکان های مربوطه در دوره چهارم منگنز، و در ششم - رنیم است. بنابراین، خواص شیمیایی عنصر 43 باید مشابه خواص منگنز و رنیم باشد. جای تعجب نیست که D.I. Mendeleev که این عنصر را پیش بینی کرده بود، آن را ecamarganese نامید. در سمت چپ سلول 43، مولیبدن است که سلول 42 را اشغال می کند، در سمت راست، در سلول 44، روتنیم است.

بنابراین برای ایجاد عنصر شماره 43 باید تعداد بارهای موجود در هسته یک اتم را که دارای 42 بار است، یک بار پایه دیگر افزایش داد. بنابراین برای سنتز عنصر جدید شماره 43 باید مولیبدن را به عنوان ماده اولیه در نظر گرفت. دارای 42 شارژ در هسته است. سبک ترین عنصر، هیدروژن، یک بار مثبت دارد. بنابراین می توان انتظار داشت که عنصر شماره 43 در نتیجه واکنش هسته ای بین مولیبدن و هیدروژن به دست آید.

خواص عنصر شماره 43 باید مشابه خواص منگنز و رنیم باشد و برای تشخیص و اثبات تشکیل این عنصر باید از واکنش های شیمیایی مشابه واکنش هایی استفاده کرد که به وسیله آنها شیمیدان ها وجود مقادیر کمی منگنز و منگنز را تعیین می کنند. رنیم به این ترتیب جدول تناوبی امکان ترسیم راه ایجاد یک عنصر مصنوعی را فراهم می کند.

دقیقاً به همان روشی که قبلاً بیان کردیم، اولین عنصر شیمیایی مصنوعی در سال 1937 ایجاد شد. او نام قابل توجهی را دریافت کرد - تکنسیوم - اولین عنصر ساخته شده با وسایل فنی و مصنوعی. به این ترتیب تکنسیوم سنتز شد. صفحه مولیبدن در معرض بمباران شدید هسته‌های ایزوتوپ سنگین هیدروژن - دوتریوم قرار گرفت که با سرعت زیادی در سیکلوترون پراکنده شدند.

هسته های هیدروژن سنگین که انرژی بسیار بالایی دریافت می کردند به درون هسته های مولیبدن نفوذ کردند. پس از تابش در سیکلوترون، صفحه مولیبدن در اسید حل شد. مقدار ناچیزی از یک ماده رادیواکتیو جدید با استفاده از همان واکنش هایی که برای تعیین تحلیلی منگنز ضروری است (آنالوگ عنصر شماره 43) از محلول جدا شد. این عنصر جدید، تکنسیوم بود. به زودی خواص شیمیایی آن به طور دقیق مورد مطالعه قرار گرفت. آنها دقیقاً با موقعیت عنصر در جدول تناوبی مطابقت دارند.

اکنون تکنسیوم کاملاً مقرون به صرفه شده است: در مقادیر نسبتاً زیادی در راکتورهای هسته ای تشکیل می شود. تکنتیوم به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است و در حال حاضر در عمل استفاده می شود. از تکنتیوم برای مطالعه فرآیند خوردگی فلزات استفاده می شود.

روشی که توسط آن عنصر 61 ایجاد شد بسیار شبیه به روشی است که توسط آن تکنسیوم به دست می آید. عنصر #61 باید یک عنصر خاکی کمیاب باشد: سلول 61 بین نئودیمیم (#60) و ساماریوم (#62) قرار دارد. عنصر جدید برای اولین بار در سال 1938 در یک سیکلوترون با بمباران نئودیمیم با هسته دوتریوم به دست آمد. عنصر 61 تنها در سال 1945 از عناصر تکه تکه شده در یک راکتور هسته ای در نتیجه شکافت اورانیوم جدا شد.

این عنصر نام نمادین پرومتیوم را دریافت کرد. این نام به دلیلی به او داده شد. اسطوره یونان باستان می گوید که تایتان پرومتئوس آتش را از آسمان ربود و به مردم داد. به این دلیل او توسط خدایان مجازات شد: او را به یک صخره زنجیر کردند و عقاب بزرگی هر روز او را عذاب می داد. نام "پرومتیوم" نه تنها نمادی از مسیر دراماتیک علم است که انرژی شکافت هسته ای را از طبیعت ربوده و بر این انرژی تسلط پیدا می کند، بلکه مردم را نسبت به یک خطر نظامی وحشتناک هشدار می دهد.

پرومتیم اکنون در مقادیر قابل توجهی به دست می آید: از آن در باتری های اتمی استفاده می شود - منابع جریان مستقیم که قادر به کار بدون وقفه برای چندین سال هستند.

سنگین ترین عنصر هالوژن ekaiod شماره 85 نیز به روشی مشابه سنتز شد.این عنصر ابتدا با بمباران بیسموت (شماره 83) با هسته هلیوم (شماره 2) به دست آمد که در یک سیکلوترون به انرژی های بالا شتاب داده شد.

هسته های هلیم، دومین عنصر جدول تناوبی، دو بار دارند. بنابراین، برای سنتز عنصر 85، بیسموت، عنصر 83، گرفته شد. عنصر جدید استاتین (ناپایدار) نام دارد. رادیواکتیو است و به سرعت ناپدید می شود. خواص شیمیایی آن نیز دقیقاً با قانون تناوبی مطابقت دارد. شبیه ید است.

عناصر ترانس اورانیوم

شیمیدانان برای یافتن عناصر سنگین‌تر از اورانیوم در طبیعت تلاش زیادی کرده‌اند. بیش از یک بار اعلامیه های پیروزمندانه ای در مجلات علمی در مورد کشف "موثق" یک عنصر "سنگین" جدید با جرم اتمی بیشتر از اورانیوم منتشر شد. به عنوان مثال، عنصر شماره 93 بارها در طبیعت "کشف" شد، نام های "bohemia"، "sequania" را دریافت کرد. اما این "کشفات" نتیجه اشتباهات بود. آنها دشواری تعیین دقیق تحلیلی آثار ناچیز یک عنصر ناشناخته جدید با ویژگی های ناشناخته را مشخص می کنند.

نتیجه این جستجوها منفی بود، زیرا عملاً هیچ عنصری در زمین وجود ندارد که مربوط به آن سلول های جدول تناوبی باشد که باید فراتر از سلول 92 قرار گیرند.

اولین تلاش ها برای به دست آوردن مصنوعی عناصر جدید سنگین تر از اورانیوم با یکی از قابل توجه ترین اشتباهات در تاریخ توسعه علم همراه است. مشاهده شد که تحت تأثیر شار نوترون، بسیاری از عناصر رادیواکتیو می شوند و شروع به انتشار پرتوهای β می کنند. هسته یک اتم با از دست دادن بار منفی، یک سلول را در سیستم تناوبی به سمت راست تغییر می دهد و شماره سریال آن یکی دیگر می شود - تبدیل عناصر رخ می دهد. بنابراین، تحت تأثیر نوترون ها، معمولاً عناصر سنگین تری تشکیل می شوند.

آنها سعی کردند بر روی اورانیوم با نوترون عمل کنند. دانشمندان امیدوار بودند که مانند سایر عناصر، اورانیوم نیز دارای فعالیت β باشد و در نتیجه تجزیه β، عنصر جدیدی با عددی بیشتر از یک ظاهر شود. این اوست که سلول 93 را در سیستم مندلیف اشغال خواهد کرد. پیشنهاد شد که این عنصر باید شبیه به رنیم باشد، بنابراین قبلاً به آن اکاریوم می گفتند.

به نظر می رسد اولین آزمایش ها بلافاصله این فرض را تأیید می کند. حتی بیشتر، مشخص شد که در این مورد، نه یک عنصر جدید، بلکه چندین عنصر ایجاد می شود. پنج عنصر جدید سنگین تر از اورانیوم گزارش شده است. علاوه بر اکاریوم، اکاسمیوم، اکایریدیوم، اکاپلاتینوم و اکازولوتو "کشف شد". و همه اکتشافات یک اشتباه بود. اما این یک اشتباه قابل توجه بود. این علم را به بزرگترین دستاورد فیزیک در تاریخ بشر رساند - به کشف شکافت اورانیوم و تسلط بر انرژی هسته اتم.

هیچ عنصر فرااورانی در واقع یافت نشده است. با عناصر جدید عجیب و غریب، تلاش ها برای یافتن خواص فرضی که عناصر اکاریوم و اکاگلد باید داشته باشند، بیهوده انجام شد. و ناگهان در میان این عناصر، باریم و لانتانیم رادیواکتیو به طور غیر منتظره ای کشف شد. نه ترانس اورانیوم، بلکه رایج ترین، اما ایزوتوپ های رادیواکتیو عناصر، که مکان های آن در وسط سیستم تناوبی مندلیف است.

کمی گذشت و این نتیجه غیرمنتظره و بسیار عجیب به درستی درک شد.

چرا از هسته‌های اتمی اورانیوم که در انتهای سیستم تناوبی عناصر قرار دارد، تحت تأثیر نوترون‌ها، هسته‌هایی از عناصر تشکیل می‌شوند که مکان‌های آن در وسط آن است؟ به عنوان مثال، تحت تأثیر نوترون ها بر روی اورانیوم، عناصر مربوط به سلول های زیر سیستم تناوبی ظاهر می شوند:

عناصر زیادی در مخلوط غیرقابل تصور پیچیده ایزوتوپ های رادیواکتیو تولید شده در اورانیوم تابش شده با نوترون یافت شده است. اگرچه معلوم شد که آنها عناصر قدیمی و آشنای طولانی مدت برای شیمیدانان هستند، در عین حال آنها مواد جدیدی بودند که برای اولین بار توسط انسان ایجاد شد.

در طبیعت، هیچ ایزوتوپ رادیواکتیو برم، کریپتون، استرانسیم و بسیاری از عناصر سی و چهار عنصر دیگر - از روی تا گادولینیم که هنگام تابش اورانیوم به وجود می آیند، وجود ندارد.

اغلب در علم اتفاق می افتد: اسرارآمیزترین و پیچیده ترین آن زمانی که کشف و درک شود، ساده و روشن می شود. هنگامی که یک نوترون به هسته اورانیوم برخورد می کند، تقسیم می شود، به دو قطعه تقسیم می شود - به دو هسته اتمی با جرم کمتر. این قطعات می توانند اندازه های مختلفی داشته باشند، به همین دلیل است که بسیاری از ایزوتوپ های رادیواکتیو مختلف از عناصر شیمیایی معمولی تشکیل می شوند.

یک هسته اتمی اورانیوم (92) به هسته های اتمی برم (35) و لانتانیم (57) تجزیه می شود، قطعاتی که در طی شکافتن هسته دیگر ممکن است به هسته های اتمی کریپتون (36) و باریم (56) تبدیل شوند. مجموع اعداد اتمی عناصر تکه تکه شدن حاصل برابر با 92 خواهد بود.

این آغاز زنجیره ای از اکتشافات بزرگ بود. به زودی کشف شد که تحت تأثیر یک نوترون، نه تنها قطعاتی از هسته یک اتم اورانیوم 235 - هسته هایی با جرم کمتر، بلکه دو یا سه نوترون نیز خارج می شوند. هر کدام از آنها به نوبه خود قادرند دوباره باعث شکافت هسته اورانیوم شوند. و با هر یک از این تقسیمات، انرژی زیادی آزاد می شود. این آغاز تسلط انسان بر انرژی درون اتمی بود.

در میان طیف عظیمی از محصولات ناشی از تابش هسته‌های اورانیوم با نوترون‌ها، اولین عنصر فرااورانیوم واقعی شماره 93، که برای مدت طولانی مورد توجه قرار نگرفت، متعاقباً کشف شد. این عنصر تحت تأثیر نوترون‌ها بر روی اورانیوم 238 به وجود آمد. از نظر خواص شیمیایی، معلوم شد که بسیار شبیه به اورانیوم است و اصلاً شبیه به رنیم است، همانطور که در اولین تلاش ها برای سنتز عناصر سنگین تر از اورانیوم انتظار می رفت. بنابراین، آنها نتوانستند بلافاصله آن را تشخیص دهند.

اولین عنصر ساخته شده توسط انسان خارج از «سیستم طبیعی عناصر شیمیایی» به نام سیاره نپتون، نپتونیوم نام گرفت. خلقت آن مرزهایی را که خود طبیعت تعریف کرده است برای ما گسترش داده است. به همین ترتیب، کشف پیش بینی شده سیاره نپتون، مرزهای دانش ما از منظومه شمسی را گسترش داده است.

به زودی عنصر 94 نیز سنتز شد. این سیاره به نام آخرین سیاره نامگذاری شد. منظومه شمسی.

آنها آن را پلوتونیوم نامیدند. در منظومه تناوبی مندلیف، به ترتیب از نپتونیوم پیروی می کند، مشابه "آخرین سیاره منظومه * خورشیدی، پلوتون، که مدار آن فراتر از مدار نپتون قرار دارد. عنصر شماره 94 از نپتونیوم در طول فروپاشی β آن به وجود می آید.

پلوتونیوم تنها عنصر فرااورانیومی است که اکنون در راکتورهای هسته ای به مقدار بسیار زیاد تولید می شود. مانند اورانیوم 235، قادر به شکافت تحت تأثیر نوترون ها است و به عنوان سوخت در راکتورهای هسته ای استفاده می شود.

عناصر 95 و 96 آمریکیوم و کوریم نامیده می شوند. آنها همچنین اکنون در راکتورهای هسته ای تولید می شوند. هر دو عنصر دارای رادیواکتیویته بسیار بالایی هستند - آنها پرتوهای α ساطع می کنند. رادیواکتیویته این عناصر به قدری زیاد است که محلول های غلیظ نمک آنها گرم می شود، می جوشد و در تاریکی به شدت می درخشد.

تمام عناصر ترانس اورانیوم - از نپتونیوم تا آمریکیوم و کوریم - در مقادیر نسبتاً زیادی به دست آمدند. که در شکل خالصاینها فلزات نقره ای رنگ هستند، همه آنها رادیواکتیو هستند و از نظر خواص شیمیایی تا حدودی شبیه به یکدیگر هستند و از جهاتی تفاوت محسوسی دارند.

عنصر 97، برکلیوم، نیز به شکل خالص خود جدا شد. برای انجام این کار، لازم بود یک آماده‌سازی خالص از پلوتونیوم در یک راکتور هسته‌ای قرار داده شود، جایی که به مدت شش سال تمام در معرض شار نوترونی قدرتمند قرار داشت. در این مدت چندین میکروگرم از عنصر شماره 97 در آن انباشته شد، پلوتونیوم از یک راکتور هسته ای خارج شد، در اسید حل شد و طولانی ترین عمر برکلیوم-249 از مخلوط جدا شد. بسیار رادیواکتیو است - در عرض یک سال به نصف تجزیه می شود. تاکنون تنها چند میکروگرم برکلیوم به دست آمده است. اما این مقدار برای دانشمندان کافی بود تا خواص شیمیایی آن را به طور دقیق مطالعه کنند.

عنصر شماره 98 بسیار جالب است - کالیفرنیوم، ششمین بعد از اورانیوم. کالیفرنیوم ابتدا با بمباران یک هدف کوریم با ذرات آلفا ایجاد شد.

تاریخچه سنتز دو عنصر ترانس اورانیوم بعدی: 99 و 100 شگفت انگیز است. برای اولین بار آنها در ابرها و در "گل" پیدا شدند. برای مطالعه آنچه در انفجارهای گرما هسته ای تشکیل می شود، هواپیما از میان ابر انفجاری عبور کرد و نمونه های رسوب روی فیلترهای کاغذی جمع آوری شد. آثاری از دو عنصر جدید در این رسوب یافت شد. برای به دست آوردن اطلاعات دقیق تر، آنها جمع آوری کردند تعداد زیادی از"گل" - با انفجار خاک و سنگ تغییر می کند. این "کثیف" در آزمایشگاه پردازش شد و دو عنصر جدید از آن جدا شد. آنها به افتخار دانشمندان A. Einstein و E. Fermi که بشریت در درجه اول با کشف راه هایی برای تسلط بر انرژی اتمی به آنها موظف است، انیشتین و فرمی نامگذاری شدند. انیشتین صاحب قانون هم ارزی جرم و انرژی است و فرمی اولین راکتور اتمی را ساخت. اکنون اینشتینیم و فرمیوم نیز در آزمایشگاه ها به دست می آیند.

عناصر صد دوم

چندی پیش، به سختی کسی می توانست باور کند که نماد عنصر صدم در جدول تناوبی گنجانده شود.

سنتز مصنوعی عناصر کار خود را انجام داد: برای مدت کوتاهی، فرمیوم لیست عناصر شیمیایی شناخته شده را بست. افکار دانشمندان اکنون به سوی عناصر صد دوم هدایت شده بود.

اما در راه مانعی وجود داشت که غلبه بر آن آسان نبود.

تاکنون، فیزیکدانان عناصر جدید فرااورانیوم را عمدتاً به دو روش سنتز کرده اند. یا آنها از عناصر فرااورانیومی که قبلاً سنتز شده بودند، با ذرات α و دوترون به اهداف شلیک کردند. یا اورانیوم یا پلوتونیوم را با شارهای قوی نوترونی بمباران کردند. در نتیجه ایزوتوپ هایی از این عناصر بسیار غنی از نوترون تشکیل شد که پس از چندین واپاشی پی در پی بتا به ایزوتوپ های ترانس اورانیوم های جدید تبدیل شدند.

با این حال، در اواسط دهه 1950، هر دوی این احتمالات تمام شد. در واکنش‌های هسته‌ای، به دست آوردن مقادیر غیرقابل تصور انیشتینیم و فرمیم امکان‌پذیر بود و بنابراین ساختن اهداف از آنها غیرممکن بود. روش سنتز نوترونی نیز به فرد اجازه نمی‌دهد که فراتر از فرمیم پیشروی کند، زیرا ایزوتوپ‌های این عنصر با احتمال بسیار بالاتری نسبت به واپاشی β دچار شکافت خود به خودی شدند. واضح است که در چنین شرایطی صحبت در مورد سنتز یک عنصر جدید معنی ندارد.

بنابراین، فیزیکدانان تنها زمانی قدم بعدی را برداشتند که توانستند حداقل عنصر شماره 99 مورد نیاز برای هدف را جمع کنند.این اتفاق در سال 1955 رخ داد.

یکی از برجسته ترین دستاوردهایی که علم به حق می تواند به آن افتخار کند، ایجاد عنصر 101 است.

این عنصر به افتخار خالق بزرگ جدول تناوبی عناصر شیمیایی، دیمیتری ایوانوویچ مندلیف نامگذاری شده است.

مندلویوم به روش زیر بدست آمد. یک پوشش نامرئی از تقریباً یک میلیارد اتم انیشتینیوم روی ورقه ای از نازک ترین ورق طلا اعمال شد. ذرات آلفا با انرژی بسیار بالا، شکستن ورق طلا با سمت معکوس، در صورت برخورد با اتم های اینشتینیم می تواند وارد یک واکنش هسته ای شود. در نتیجه، اتم های عنصر 101 تشکیل شد. با چنین برخوردی، اتم های مندلیوم از سطح ورق طلا به بیرون پرواز کردند و روی دیگری که در کنار آن قرار داشت، نازک ترین ورق طلا جمع شدند. با این روش مبتکرانه، می‌توان اتم‌های خالص عنصر 101 را از مخلوط پیچیده‌ای از انیشتینیم و محصولات فروپاشی آن جدا کرد. پلاک نامرئی با اسید شسته شد و تحت تحقیقات رادیوشیمیایی قرار گرفت.

واقعا معجزه بود ماده اولیه برای ایجاد 101 عنصر در هر آزمایش جداگانه تقریباً یک میلیارد اتم انیشتینیوم بود. این مقدار بسیار کمی کمتر از یک میلیاردم میلی گرم است و برای جذب انیشتینیم بیشترغیر ممکن بود از قبل محاسبه شده بود که از یک میلیارد اتم انیشتینیم، تحت بمباران چندین ساعته با ذرات α، تنها یک اتم انیشتینیوم می تواند واکنش نشان دهد و در نتیجه، تنها یک اتم از یک عنصر جدید می تواند تشکیل شود. لازم بود نه تنها بتوانیم آن را تشخیص دهیم، بلکه باید آن را به گونه ای انجام دهیم که فقط از یک اتم ماهیت شیمیایی عنصر را دریابیم.

و انجام شد. موفقیت آزمایش فراتر از محاسبات و انتظارات بود. در یک آزمایش نه یک، بلکه حتی دو اتم از یک عنصر جدید ممکن بود. در مجموع، هفده اتم مندلویوم در سری اول آزمایش ها به دست آمد. معلوم شد که این برای تعیین واقعیت تشکیل یک عنصر جدید و مکان آن در سیستم تناوبی و تعیین خواص شیمیایی و رادیواکتیو اساسی آن کافی است. معلوم شد که این یک عنصر فعال α با نیمه عمر حدود نیم ساعت است.

مندلویوم - اولین عنصر از صد دوم - به نوعی نقطه عطف در راه سنتز عناصر فرااورانیوم تبدیل شد. تا به حال، آخرین مورد از آنهایی است که با روش های قدیمی - تابش با ذرات α - سنتز شده اند. اکنون پرتابه‌های قدرتمندتری وارد صحنه شده‌اند - یون‌های چندباره شتاب‌دار عناصر مختلف. تعیین ماهیت شیمیایی مندلیوم توسط تعداد شمارش شده اتم های آن، پایه و اساس یک رشته علمی کاملاً جدید - فیزیکوشیمی اتم های منفرد را ایجاد کرد.

نماد عنصر شماره 102 No - در سیستم تناوبی در پرانتز گرفته شده است. و در این پرانتز تاریخچه طولانی و پیچیده ای از این عنصر نهفته است.

سنتز نوبلیم در سال 1957 توسط یک گروه بین المللی از فیزیکدانان شاغل در موسسه نوبل (استکهلم) گزارش شد. برای اولین بار، یون های شتاب دهنده سنگین برای سنتز یک عنصر جدید استفاده شد. آنها 13 یون C بودند که جریان آنها به سمت هدف کوریم هدایت می شد. محققان به این نتیجه رسیدند که موفق به سنتز ایزوتوپی از عنصر 102 شدند. این نام به افتخار بنیانگذار مؤسسه نوبل، مخترع دینامیت، آلفرد نوبل، به او داده شد.

یک سال گذشت و آزمایشات فیزیکدانان استکهلم تقریباً به طور همزمان در اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده تکرار شد. و یک چیز شگفت انگیز معلوم شد: نتایج دانشمندان شوروی و آمریکایی هیچ شباهتی با کار مؤسسه نوبل و یا با یکدیگر نداشت. هیچ کس و هیچ جای دیگری نتوانسته آزمایش های انجام شده در سوئد را تکرار کند. این وضعیت باعث ایجاد یک شوخی غم انگیز شد: "فقط یک No از نوبل باقی مانده است" (نه - ترجمه شده از انگلیسی به معنای "نه" است). نمادی که با عجله روی جدول تناوبی قرار گرفت، کشف واقعی عنصر را منعکس نمی کرد.

یک سنتز قابل اعتماد از عنصر شماره 102 توسط گروهی از فیزیکدانان آزمایشگاه واکنش های هسته ای موسسه مشترک تحقیقات هسته ای انجام شد. در سال 1962-1967. دانشمندان شوروی چندین ایزوتوپ از عنصر شماره 102 را سنتز کردند و خواص آن را مطالعه کردند. تایید این داده ها در ایالات متحده به دست آمد. با این حال، نماد No، بدون داشتن حق انجام این کار، همچنان در خانه 102 جدول است.

لاورنسیوم، عنصر شماره 103 با نماد Lw، نامگذاری شده به نام مخترع سیکلوترون E. Lawrence، در سال 1961 در ایالات متحده آمریکا سنتز شد. اما در اینجا شایستگی فیزیکدانان شوروی کمتر نیست. آنها چندین ایزوتوپ جدید از لاورنسیوم را به دست آوردند و برای اولین بار خواص این عنصر را بررسی کردند. لاورنسیوم نیز از طریق استفاده از یون های سنگین به وجود آمد. هدف کالیفرنیایی با یون‌های بور (یا هدف آمریکیوم با یون‌های اکسیژن) تابش شد.

عنصر شماره 104 اولین بار توسط فیزیکدانان شوروی در سال 1964 بدست آمد. بمباران پلوتونیوم با یون های نئون منجر به سنتز آن شد. عنصر 104 به افتخار فیزیکدان برجسته شوروی، ایگور واسیلیویچ کورچاتوف، کورچاتویوم (نماد کی) نامگذاری شد.

عناصر 105 و 106 نیز برای اولین بار توسط دانشمندان شوروی - در سال 1970 و 1974 - سنتز شدند. اولین مورد از آنها، محصول بمباران آمریکیوم با یون‌های نئون، به افتخار نیلز بور، نیلزبوریوم (Ns) نام گرفت. سنتز دیگری به شرح زیر انجام شد: یک هدف سرب با یون کروم بمباران شد. سنتز عناصر 105 و 106 نیز در ایالات متحده انجام شد.

در فصل بعدی با این موضوع آشنا خواهید شد و فصل حاضر را با داستان کوتاهی در مورد چگونگی به پایان خواهیم رساند

چگونه خواص عناصر صد دوم را مطالعه کنیم.

یک کار فوق العاده دشوار با آزمایش کنندگان روبرو می شود.

در اینجا شرایط اولیه آن است: چند کمیت (ده ها، در بهترین حالت صدها) از اتم های یک عنصر جدید داده می شود، و اتم ها بسیار کوتاه مدت هستند (نیمه عمر در ثانیه یا حتی کسری از ثانیه اندازه گیری می شود). لازم است ثابت شود که این اتم ها اتم های یک عنصر واقعاً جدید هستند (یعنی برای تعیین مقدار Z و همچنین مقدار جرمی عدد A، تا بدانیم کدام ایزوتوپ ترانس اورانیوم جدید مورد بحث است). و مهم ترین خواص شیمیایی آن را مطالعه کند.

چند اتم، یک عمر کوچک...

دانشمندان به کمک سرعت و بالاترین نبوغ می آیند. اما یک محقق مدرن - متخصص در سنتز عناصر جدید - نه تنها باید بتواند "کک کفش" کند. او باید به تئوری هم مسلط باشد.

اجازه دهید مراحل اساسی که توسط آن یک عنصر جدید شناسایی می شود را دنبال کنیم.

مهم ترین کارت تلفناول از همه، خواص رادیواکتیو مفید است؛ این می تواند انتشار ذرات α یا شکافت خود به خود باشد. هر هسته فعال α با انرژی های خاصی از ذرات α مشخص می شود. این شرایط یا شناسایی هسته های شناخته شده یا نتیجه گیری از کشف هسته های جدید را ممکن می سازد. به عنوان مثال، دانشمندان با مطالعه ویژگی های ذرات α، توانستند شواهد قابل اعتمادی از سنتز عناصر 102 و 103 به دست آورند.

هسته های پرانرژی تکه تکه شدن که در نتیجه شکافت تشکیل می شوند، به دلیل انرژی بسیار بالاتر قطعات، بسیار آسان تر از ذرات α قابل شناسایی هستند. برای ثبت آنها از صفحات ساخته شده از شیشه با درجه خاص استفاده می شود. تکه ها آثار اندکی قابل توجهی بر روی سطح صفحات به جا می گذارند. سپس صفحات تحت عمل شیمیایی قرار می گیرند (اچ می شوند) و به دقت زیر میکروسکوپ بررسی می شوند. شیشه در اسید هیدروفلوئوریک حل می شود.

اگر یک صفحه شیشه ای که با قطعات شلیک شده است، در محلول اسید هیدروفلوئوریک قرار داده شود، سپس در مکان هایی که قطعات سقوط کرده اند، شیشه سریعتر حل می شود و سوراخ هایی در آنجا ایجاد می شود. ابعاد آنها صدها برابر بزرگتر از رد اولیه به جا مانده از قطعه است. چاه ها را می توان در زیر میکروسکوپ با بزرگنمایی کم مشاهده کرد. سایر انتشارات رادیواکتیو آسیب کمتری به سطوح شیشه ای وارد می کنند و پس از حکاکی قابل مشاهده نیستند.

در اینجا آنچه نویسندگان سنتز کورچاتویوم در مورد چگونگی انجام فرآیند شناسایی یک عنصر جدید می گویند: "یک آزمایش در حال انجام است. به مدت چهل ساعت، هسته های نئونی به طور مداوم یک هدف پلوتونیومی را بمباران می کنند. به مدت چهل ساعت، نوار مواد مصنوعی را حمل می کند. هسته ها به صفحات شیشه ای. در نهایت سیکلوترون خاموش می شود. "ما مشتاقانه منتظر نتیجه هستیم. چندین ساعت می گذرد. ​​زیر میکروسکوپ، شش رد پیدا شد. از موقعیت آنها، نیمه عمر محاسبه شد. معلوم شد در بازه زمانی 0.1 تا 0.5 ثانیه."

و اینجاست که همین محققان در مورد ارزیابی ماهیت شیمیایی کورچاتویوم و نیلزبوریم صحبت می کنند. "طرح بررسی خواص شیمیایی عنصر شماره 104 به شرح زیر است. اتم های پس زده از هدف به داخل یک جت نیتروژن خارج می شوند، در آن کاهش می یابد و سپس کلر می شوند. ترکیبات عنصر 104 با کلر به راحتی از طریق یک فیلتر مخصوص نفوذ می کند. اما تمام اکتینیدها عبور نمی کنند.اگر 104 به سری اکتینوئید تعلق داشت، پس فیلتر به تعویق می افتاد.اما مطالعات نشان داده است که عنصر 104 یک آنالوگ شیمیایی هافنیوم است. پر کردن جدول تناوبی با عناصر جدید

سپس خواص شیمیایی عنصر 105 در دوبنا مورد بررسی قرار گرفت. معلوم شد که کلریدهای آن روی سطح لوله جذب می‌شوند که در امتداد آن از هدف در دمای کمتر از کلرید هافنیوم، اما بالاتر از کلرید نیوبیم جذب می‌شوند. فقط اتم های عنصری که از نظر خصوصیات شیمیایی نزدیک به تانتالیوم هستند می توانند به این شکل رفتار کنند. به جدول تناوبی نگاه کنید: آنالوگ شیمیایی تانتالم عنصر شماره 105 است! بنابراین، آزمایش‌های روی سطح اتم‌های عنصر 105 بر روی سطح جذب، تأیید کرد که خواص آن با موارد پیش‌بینی‌شده بر اساس سیستم تناوبی مطابقت دارد.

، پلوتونیوم)، در فتوسفرهای ستارگان (تکنسیوم و احتمالاً پرومتیم)، در پوسته های ابرنواختر (کالیفرنیوم و احتمالاً محصولات فروپاشی آن - برکلیم، کوریم، آمریکیوم و انواع سبک تر).

آخرین عنصری که در طبیعت قبل از سنتز مصنوعی یافت شد، فرانسیم بود (1939). اولین عنصر شیمیایی که سنتز شد، تکنسیوم در سال 1937 بود. از سال 2012، عناصر با همجوشی هسته‌ای یا واپاشی به ununoctium با عدد اتمی 118 سنتز شده‌اند، و همچنین تلاش‌هایی برای سنتز عناصر فراسنگین فرااورانیوم زیر انجام شده است. سنتز ترانساکتینوئید و سوپراکتینوئید جدید ادامه دارد.

معروف ترین آزمایشگاه هایی که چندین عنصر جدید و چندین ده یا صدها ایزوتوپ جدید سنتز کرده اند، آزمایشگاه ملی است. لارنس در آزمایشگاه ملی برکلی و لیورمور (ایالات متحده آمریکا)، در دوبنا (اتحادیه شوروی/روسیه)، اروپا (آلمان)، آزمایشگاه کاوندیش دانشگاه کمبریج (بریتانیا)، (ژاپن) و دیگران. در دهه‌های اخیر، سنتز عناصر در آمریکا، تیم های آلمانی و بین المللی در مراکز روسیه کار می کنند.

کشف عناصر سنتز شده بر اساس کشور

اتحاد جماهیر شوروی، روسیه

ایالات متحده آمریکا

آلمان

اولویت های بحث برانگیز و نتایج مشترک

برای تعدادی از عناصر، طبق تصمیم کمیسیون مشترک IUPAC و IUPAP، اولویت به طور مساوی تایید شده است یا بحث برانگیز باقی می ماند:

آمریکا و ایتالیا

روسیه و آلمان

روسیه و ژاپن

نظر خود را در مورد مقاله "عناصر شیمیایی سنتز شده" بنویسید.

یادداشت

پیوندها

30 پیکسل	[[در ویکی نقل قول
	[[خطای Lua در Module:Wikidata/Interproject در خط 17: تلاش برای نمایه سازی فیلد "wikibase" (مقدار صفر). |عناصر شیمیایی سنتز شده]]در ویکی‌نبشته
30 پیکسل	[((localurl:Commons:Category: خطای Lua: callParserFunction: تابع "#property" پیدا نشد. ))?uselang=fa عناصر شیمیایی سنتز شده]در ویکی‌مدیا کامانز

• درباره سنتز عناصر در سایت "صنایع هسته ای و فضایی روسیه"،
• درباره سنتز عناصر در سایت "جدول تناوبی مجازی"،
• درباره سنتز عناصر در سایت،

گزیده ای که عناصر شیمیایی سنتز شده را مشخص می کند

-باهاشون چیکار کنیم؟ - با آه های تشنجی، به بچه هایی که دور هم جمع شده بودند اشاره کرد، استلا. - نمی تونی اینجا بذاری.
وقت جواب دادن نداشتم که صدایی آرام و بسیار غمگین به گوش رسید:
"البته اگه اجازه بدی پیششون میمونم."
با هم از جا پریدیم و چرخیدیم - این مردی بود که مری در حال صحبت کردن نجات داد... و به نوعی او را کاملا فراموش کردیم.
- چه حسی داری؟ - من تا حد امکان دوستانه پرسیدم.
من صادقانه آرزوی صدمه به این غریبه بدبخت را نداشتم که با چنین قیمت بالایی ذخیره شده بود. این تقصیر او نبود و من و استلا این را به خوبی می دانستیم. اما تلخی وحشتناک فقدان هنوز چشمانم را از عصبانیت تیره کرده بود، و با اینکه می دانستم که این برای او بسیار بسیار ناعادلانه است، نمی توانستم خودم را جمع و جور کنم و این درد وحشتناک را از خودم بیرون کنم و آن را "برای بعد" بگذارم. من تنها هستم، و با بستن خود در "گوشه ام"، می توانم اشک های تلخ و بسیار سنگین را بیرون بیاورم ... همچنین بسیار می ترسیدم که غریبه به نحوی "رد شدن" من را احساس کند و به این ترتیب رهایی او آن را از دست بدهد. پیروزی اهمیت و زیبایی بر شر که به نام آن دوستانم جان باختند... بنابراین تمام تلاشم را کردم تا خودم را جمع و جور کنم و با لبخندی صمیمانه تا حد امکان منتظر پاسخ سوالم بودم.
مرد با ناراحتی به اطراف نگاه کرد، ظاهراً کاملاً نمی فهمید که اینجا چه اتفاقی افتاده است و در تمام این مدت چه اتفاقی برای او می افتد ...
- خوب من کجام؟ .. - با صدایی خشن از هیجان پرسید. این چه مکان است، خیلی وحشتناک؟ شبیه چیزی که یادم میاد نیست... تو کی هستی؟
- ما دوستیم. و کاملاً درست می گویید - این مکان خیلی خوشایند نیست ... و کمی جلوتر، مکان ها به طور کلی ترسناک هستند. دوست ما اینجا زندگی می کرد، مرد...
"متاسفم، کوچولوها. دوستت چطور مرد؟
استلا با ناراحتی زمزمه کرد: "تو او را کشتی."
من یخ زدم و به دوست دخترم خیره شدم ... این را استلای "آفتابی" که برای من کاملاً شناخته شده بود ، که "بی شک" برای همه متاسف بود و هرگز کسی را رنج نمی برد نگفت! .. اما ظاهراً! درد از دست دادن، مانند من، در او احساس ناخودآگاه عصبانیت "از همه و همه چیز" را برانگیخت و کودک هنوز قادر به کنترل آن در خود نبود.
- من؟!.. - غریبه فریاد زد. اما این نمی تواند درست باشد! من هرگز کسی را نکشته ام!
ما احساس می کردیم که او حقیقت محض را می گوید و می دانستیم که حق نداریم تقصیر را به گردن او بیندازیم. بنابراین، بدون اینکه حتی کلمه ای بگوییم، با هم لبخند زدیم و بلافاصله سعی کردیم به سرعت توضیح دهیم که واقعاً اینجا چه اتفاقی افتاده است.
این مرد برای مدت طولانی در حالت شوک مطلق بود ... ظاهراً همه چیزهایی که شنیده بود به نظرش وحشیانه می آمد و مطمئناً با آنچه واقعاً بود مطابقت نداشت و چگونه با چنین شر وحشتناکی رفتار می کرد که در آن جا نمی شد. قاب های معمولی انسان ....
- چگونه می توانم این همه را جبران کنم؟! .. بالاخره من نمی توانم این کار را انجام دهم؟ و چگونه با آن زندگی کنیم؟!.. - سرش را به چنگ انداخت... - چند نفر را کشتم، بگو!.. کسی می تواند این را بگوید؟ دوستاتون چطور؟ چرا سراغش رفتند؟ اما چرا؟!!!..
- تا بتوانی آنطور که باید زندگی کنی ... آنطور که می خواستی ... و نه آنطور که کسی می خواست ... برای کشتن شیطانی که دیگران را کشت. چون احتمالا... - استلا با ناراحتی گفت.
"عزیزان مرا ببخشید... ببخشید... اگر می توانید..." مرد کاملاً کشته به نظر می رسید و من ناگهان با یک پیشگویی بسیار بد "خارج" شدم...
- خوب، من نه! با عصبانیت فریاد زدم. "حالا باید زندگی کنی!" میخوای همه فداکاریشون رو باطل کنی؟! حتی جرات فکر کردن را هم نداشته باش! حالا شما به جای آنها کار خوبی خواهید کرد! این درست خواهد بود. و رفتن آسان ترین کار است. و شما دیگر این حق را ندارید.
غریبه مات و مبهوت به من خیره شد و ظاهراً انتظار چنین طغیان خشونت آمیزی از خشم «عادلانه» را نداشت. و بعد لبخند غمگینی زد و آرام گفت:
-چطور دوستشون داشتی!.. تو کی هستی دختر؟
گلویم خیلی سفت شده بود و مدتی بود که نمی توانستم کلمه ای را بیرون بیاورم. خیلی دردناک بود به خاطر چنین ضایعه سنگینی و در عین حال برای این آدم "بی قرار" که با چنین باری وجودش خیلی سخت بود ناراحت بودم...
- من سوتلانا هستم. و این استلا است. ما فقط در اینجا قدم می زنیم. در صورت امکان به ملاقات دوستان می‌رویم یا به کسی کمک می‌کنیم. درست است ، اکنون هیچ دوستی باقی نمانده است ...
- من را ببخش، سوتلانا. اگر چه اگر هر بار از شما ببخشم احتمالاً چیزی را تغییر نخواهد داد... اتفاقی که افتاد افتاد و من نمی توانم چیزی را تغییر دهم. اما من می توانم آنچه را که اتفاق می افتد تغییر دهم، نمی توانم؟ - مرد با چشمان آبی اش مثل آسمان به من خیره شد و با لبخندی غمگین گفت: - و یک چیز دیگر ... تو می گویی که من در انتخابم آزادم؟ .. اما معلوم شد -نه خیلی آزاده عزیزم..بلکه به نظر کفاره گناهه...البته باهاش ​​موافقم. اما این انتخاب شماست که من باید برای دوستان شما زندگی کنم. چون جانشان را برای من دادند... اما من نخواستم، نه؟.. پس انتخاب من نیست...

از 26 عنصر فرااورانیومی که در حال حاضر شناخته شده است، 24 عنصر در سیاره ما یافت نمی شوند. آنها توسط انسان خلق شده اند. عناصر سنگین و فوق سنگین چگونه سنتز می شوند؟
اولین فهرست از سی و سه عنصر فرضی، "جدول مواد متعلق به همه پادشاهی های طبیعت، که می توان ساده ترین اجزای تشکیل دهنده اجسام را در نظر گرفت" توسط Antoine Laurent Lavoisier در سال 1789 منتشر شد. همراه با اکسیژن، نیتروژن، هیدروژن، هفده فلز و چند عنصر واقعی دیگر، نور، کالری و برخی اکسیدها در آن نقش داشتند. و هنگامی که مندلیف 80 سال بعد جدول تناوبی را ارائه کرد، شیمیدانان 62 عنصر را می شناختند. در آغاز قرن بیستم، اعتقاد بر این بود که 92 عنصر در طبیعت وجود دارد - از هیدروژن گرفته تا اورانیوم، اگرچه برخی از آنها هنوز کشف نشده بودند. عناصری که به دنبال اورانیوم (ترانس اوران) در جدول تناوبی هستند، اما نتوانستند آنها را پیدا کنند. اکنون مشخص شده است که پوسته زمین حاوی مقادیر کمی از عناصر 93 و 94 - نپتونیوم و پلوتونیوم است. اما از نظر تاریخی، این عناصر ابتدا به صورت مصنوعی به دست آمدند و تنها پس از آن در ترکیب مواد معدنی کشف شدند.
از 94 عنصر اول، 83 عنصر دارای ایزوتوپ های پایدار یا با عمر طولانی هستند که نیمه عمر آنها با سن منظومه شمسی قابل مقایسه است (آنها از یک ابر پیش سیاره ای به سیاره ما آمده اند). عمر 11 عنصر طبیعی باقیمانده بسیار کوتاهتر است و بنابراین آنها در پوسته زمین فقط در نتیجه تجزیه های رادیواکتیو به وجود می آیند. زمان کوتاه. اما بقیه عناصر از 95 تا 118 چطور؟ هیچ کدام در سیاره ما وجود ندارد. همه آنها به صورت مصنوعی به دست آمدند.
اول مصنوعی
ایجاد عناصر مصنوعی دارد تاریخ طولانی. امکان اساسی این امر در سال 1932 مشخص شد، زمانی که ورنر هایزنبرگ و دیمیتری ایواننکو به این نتیجه رسیدند که هسته اتم از پروتون و نوترون تشکیل شده است. دو سال بعد، گروه انریکو فرمی تلاش کرد تا با تابش اورانیوم با نوترون های کند، ترانس اورانیوم تولید کند. فرض بر این بود که هسته اورانیوم یک یا دو نوترون را جذب می کند و پس از آن با تولد عناصر 93 یا 94 دچار واپاشی بتا می شود. آن‌ها حتی به سرعت کشف transurans را که فرمی در سخنرانی نوبل خود در سال 1938 آسونیوم و هسپریوم نامید، اعلام کردند. با این حال، رادیوشیمیدان آلمانی اتو هان و فریتز استراسمن، همراه با فیزیکدان اتریشی لیز مایتنر، به زودی نشان دادند که فرمی اشتباه می کند: این هسته ها ایزوتوپ هایی از عناصر شناخته شده بودند که از شکافت هسته های اورانیوم به جفت قطعات تقریباً یکسان ناشی می شوند. جرم. این کشف در دسامبر 1938 بود که امکان ساخت یک راکتور هسته ای و یک بمب اتمی را فراهم کرد.اولین عنصر سنتز شده اصلاً ترانس اورانیوم نبود، بلکه اکامرگان بود که توسط مندلیف پیش بینی شده بود. در سنگ معدن های مختلف جستجو شد، اما موفقیت آمیز نبود. و در سال 1937، اکامرگنز، که بعداً تکنسیوم نامیده شد (از یونانی ??? - مصنوعی) با گلوله باران یک هدف مولیبدن با هسته های دوتریوم شتاب گرفته در سیکلوترون در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی به دست آمد.
پرتابه های سبک
عناصر 93 تا 101 با برهمکنش هسته اورانیوم یا ترانس اورانیوم به دنبال آن با نوترون، دوترون (هسته دوتریوم) یا ذرات آلفا (هسته هلیوم) به دست آمد. اولین موفقیت در اینجا توسط آمریکایی ها به نام ادوین مک میلان و فیلیپ آبلسون بدست آمد که در سال 1940 نپتونیوم-239 را سنتز کردند. عنصر 94 - پلوتونیوم - برای اولین بار در حین مطالعه واپاشی بتا نپتونیوم 238 تولید شده توسط بمباران دوترونی اورانیوم در سیکلوترون UC برکلی در اوایل سال 1941 کشف شد. و به زودی مشخص شد که پلوتونیوم-239، تحت تأثیر نوترون های آهسته، بدتر از اورانیوم-235 شکافت نمی شود و می تواند به عنوان پرکننده بمب اتمی عمل کند. بنابراین، تمام اطلاعات در مورد دریافت و خواص این عنصر طبقه بندی شد و مقاله مک میلان، گلن سیبورگ (برای اکتشافات خود آنها را به اشتراک گذاشتند. جایزه نوبل 1951) و همکارانشان با پیامی در مورد ترانس اورانیوم دوم تنها در سال 1946 به چاپ رسیدند. مقامات آمریکایی همچنین انتشار کشف عنصر 95 آمریکیوم را که در پایان سال 1944 توسط گروه Seaborg از نوترون جدا شد، به تاخیر انداختند. محصولات بمباران برای تقریبا شش سال پلوتونیوم در یک راکتور هسته ای. چند ماه قبل از آن، فیزیکدانان همان تیم اولین ایزوتوپ عنصر 96 را با وزن اتمی 242 به دست آوردند که با بمباران اورانیوم 239 با ذرات آلفای شتاب یافته سنتز شده بود. به خاطر شایستگی علمی پیر و ماری کوری، کوریوم نامگذاری شد، بنابراین سنت نامگذاری فرااورانیوم ها به افتخار کلاسیک های فیزیک و شیمی باز شد. دو نفر اول به نام زادگاهشان - برکلی و کالیفرنیا - نامگذاری شدند. برکلیم در دسامبر 1949 در طی بمباران آمریکیوم با ذرات آلفا و کالیفرنیوم دو ماه بعد با همان بمباران کوریم سنتز شد. عناصر 99 و 100، انیشتینیم و فرمیم، در طی آنالیز رادیوشیمیایی نمونه‌های جمع‌آوری‌شده در منطقه آتول انیوتوک کشف شدند، جایی که در 1 نوامبر 1952، آمریکایی‌ها بار حرارتی ده مگاتونی مایک را که پوسته آن از اورانیوم ساخته شده بود، منفجر کردند. 238. در طول انفجار، هسته‌های اورانیوم تا پانزده نوترون را جذب کردند و پس از آن تحت زنجیره‌های واپاشی بتا قرار گرفتند که منجر به تشکیل این عناصر شد. عنصر 101، مندلویوم، در اوایل سال 1955 به دست آمد. سیبورگ، آلبرت گیورسو، برنارد هاروی، گریگوری شوپین و استنلی تامسون آلفا ذره حدود یک میلیارد اتم انیشتینیوم (بسیار کم، اما به سادگی وجود نداشت) را به صورت الکترولیتی روی ورق طلا بمباران کردند. علیرغم چگالی بسیار بالا پرتو (60 تریلیون ذره آلفا در ثانیه)، تنها 17 اتم مندلویوم به دست آمد، اما در همان زمان امکان ایجاد تشعشع و خواص شیمیایی آنها وجود داشت.
یون های سنگین
مندلویوم آخرین ترانس اورانیوم تولید شده با استفاده از نوترون، دوترون یا ذرات آلفا بود. برای به دست آوردن عناصر زیر، اهدافی از عنصر شماره 100، فرمیم، مورد نیاز بود که در آن زمان ساخت آنها غیرممکن بود (حتی در حال حاضر، فرمیم در مقادیر نانوگرم در راکتورهای هسته ای تولید می شود). اهدافی که هسته آنها بیش از دو پروتون دارد (به آنها یون های سنگین می گویند). برای تسریع پرتوهای یونی، شتاب دهنده های تخصصی مورد نیاز بود. اولین ماشین HILAC (شتاب دهنده خطی یون سنگین) در سال 1957 در برکلی به فضا پرتاب شد، دومی، سیکلوترون U-300، در آزمایشگاه واکنش های هسته ای موسسه مشترک تحقیقات هسته ای در دوبنا در سال 1960 به فضا پرتاب شد. بعدها، تأسیسات قدرتمندتر U-400 و U-400M در دوبنا راه اندازی شد. یکی دیگر از شتاب دهنده های UNILAC (شتاب دهنده خطی جهانی) از اواخر سال 1975 در مرکز تحقیقات یون های سنگین هلمهولتز آلمان در ویکساوزن، یکی از مناطق دارمشتات، در جریان بمباران یونی سنگین اهداف ساخته شده از سرب، بیسموت، اورانیوم یا ترانس اورانیوم، هسته‌های داغ به شدت برانگیخته که یا از هم می‌پاشند یا انرژی اضافی را از طریق انتشار (تبخیر) نوترون‌ها آزاد می‌کنند. گاهی اوقات این هسته ها یک یا دو نوترون ساطع می کنند و پس از آن دچار دگرگونی های دیگری می شوند - به عنوان مثال، واپاشی آلفا. این نوع سنتز سرد نامیده می شود. در دارمشتات با کمک او عناصری با اعداد از 107 (بوریم) تا 112 (کوپرنیسیم) به دست آمد. به همین ترتیب، در سال 2004، فیزیکدانان ژاپنی یک اتم از عنصر 113 را ایجاد کردند (یک سال قبل از آن در دوبنا به دست آمد). در طول همجوشی داغ، هسته های تازه متولد شده نوترون های بیشتری را از دست می دهند - از سه تا پنج. به این ترتیب، عناصر از 102 (نوبلیوم) تا 106 (seaborgium، به افتخار گلن سیبورگ، که تحت رهبری او 9 عنصر جدید ایجاد شد) در برکلی و دوبنا سنتز شدند. بعداً، در دوبنا، شش تا از عظیم ترین وزنه های فوق سنگین به این روش ساخته شد - از 113 تا 118. اتحادیه بین المللیشیمی نظری و کاربردی (IUPAC، اتحادیه بین المللی شیمی محض و کاربردی) تاکنون تنها نام عناصر 114 (فلروویوم) و 116 (لیورموریوم) را تایید کرده است.
فقط سه اتم
عنصر 118 با نام موقت ununoctia و نماد Uuo (طبق قوانین IUPAC، نام موقت عناصر از ریشه لاتین و یونانی نام ارقام عدد اتمی آنها، un-un-oct (ium) تشکیل شده است. ) - 118) با تلاش مشترک دو گروه علمی ایجاد شد: Dubninskaya به سرپرستی یوری اوگانسیان و آزمایشگاه ملی لیورمور به سرپرستی Kenton Moody، دانشجوی Seaborg. Ununoctium در جدول تناوبی در زیر رادون قرار دارد و بنابراین می تواند یک گاز نجیب باشد. با این حال، خواص شیمیایی آن هنوز روشن نشده است، زیرا فیزیکدانان تنها سه اتم از این عنصر را با عدد جرمی 294 (118 پروتون، 176 نوترون) و نیمه عمر حدود یک میلی ثانیه ایجاد کرده اند: دو اتم در سال 2002 و یک اتم در 2005. آنها با بمباران یک هدف کالیفرنیوم-249 (98 پروتون، 151 نوترون) با یون های ایزوتوپ کلسیم سنگین با جرم اتمی 48 (20 پروتون و 28 نوترون)، پراکنده در شتاب دهنده U-400 به دست آمدند. تعداد کل "گلوله" کلسیم 4.1x1019 بود، بنابراین عملکرد "ژنراتور ununoctium" Dubna بسیار پایین است. با این حال، طبق گفته کنتون مودی، U-400 تنها ماشینی در جهان است که می‌تواند عنصر 118 را سنتز کند. خواص هسته های فوق سنگین کنتون مودی به یاد می آورد که به طور خاص، کار بر روی سنتز عنصر 118 امکان کنار گذاشتن چندین مدل قبلی را فراهم کرد. - ما هدف را از کالیفرنیا ساختیم، زیرا عناصر سنگین تر وارد آن شدند مقادیر مناسبدر دسترس نبودند. کلسیم-48 در مقایسه با ایزوتوپ اصلی کلسیم-40 حاوی هشت نوترون اضافی است. هنگامی که هسته آن با یک هسته کالیفرنیوم ادغام شد، هسته هایی با 179 نوترون تشکیل شد. آن‌ها در حالت‌های بسیار هیجان‌زده و به‌ویژه ناپایدار بودند که به سرعت از آن خارج شدند و نوترون‌ها را رها کردند. در نتیجه، ایزوتوپی از عنصر 118 با 176 نوترون به دست آوردیم. و اینها اتمهای خنثی واقعی با مجموعه ای کامل از الکترونها بودند! اگر آنها کمی بیشتر زندگی می کردند، قضاوت آنها ممکن بود خواص شیمیایی».
متوشالح شماره ۱۱۷
عنصر 117، همچنین به عنوان ununseptium شناخته می شود، بعداً - در مارس 2010 به دست آمد. این عنصر در همان دستگاه U-400 تولید شد، جایی که، مانند قبل، یون های کلسیم-48 به سمت هدفی از برکلیوم-249 شلیک شد که در آزمایشگاه ملی Oak Ridge سنتز شده بود. برخورد هسته‌های برکلیم و کلسیم، هسته‌های غیرسپتیوم-297 بسیار برانگیخته (117 پروتون و 180 نوترون) را ایجاد کرد. آزمايشگران موفق به بدست آوردن شش هسته شدند كه پنج تاي آنها هر كدام 4 نوترون تبخير كردند و به ununseptium-293 تبديل شدند و بقيه سه نوترون ساطع كردند و ununseptium-294 را بوجود آوردند. نیمه عمر ایزوتوپ سبک تر 14 میلی ثانیه و ایزوتوپ سنگین تر 78 میلی ثانیه است! در سال 2012، فیزیکدانان دوبنا پنج اتم دیگر ununseptium-293 را دریافت کردند، بعدها - چندین اتم از هر دو ایزوتوپ. در بهار 2014، دانشمندان دارمشتات از همجوشی چهار هسته عنصر 117 خبر دادند که دو هسته آن دارای جرم اتمی 294 بودند. نیمه عمر این غیرسپتیوم "سنگین" که توسط دانشمندان آلمانی اندازه گیری شد، حدود 51 میلی ثانیه بود. (این به خوبی با تخمین های دانشمندان دوبنا مطابقت دارد). اکنون در دارمشتات آنها در حال آماده سازی پروژه ای برای یک شتاب دهنده خطی جدید یون های سنگین بر روی آهنرباهای ابررسانا هستند که امکان سنتز عناصر 119 و 120 را فراهم می کند. طرح های مشابهی در دوبنا، جایی که سیکلوترون جدید DS-280 در حال ساخت است، اجرا می شود. این امکان وجود دارد که تنها در چند سال آینده سنتز ترانس اورانیوم های فوق سنگین جدید امکان پذیر شود. و ایجاد 120 یا حتی 126 عنصر با 184 نوترون و کشف جزیره پایداری به واقعیت تبدیل خواهد شد.
زندگی طولانیدر جزیره ثبات
در داخل هسته ها، پوسته های پروتون و نوترونی وجود دارد که تا حدودی شبیه به لایه های الکترونی اتم ها هستند. هسته هایی با پوسته های کاملاً پر شده به ویژه در برابر دگرگونی های خود به خود مقاوم هستند. به تعداد نوترون ها و پروتون های مربوط به چنین پوسته هایی اعداد جادویی می گویند. برخی از آنها به صورت تجربی تعیین می شوند - اینها 2، 8، 20 و 28 هستند.مدل‌های شل امکان محاسبه «اعداد جادویی» هسته‌های فوق‌سنگین را از نظر تئوری، هرچند بدون تضمین کامل، ممکن می‌سازند. دلایلی وجود دارد که می توان انتظار داشت که عدد نوترون 184 جادویی باشد. اعداد پروتون 114، 120 و 126 می توانند با آن مطابقت داشته باشند، و دومی، دوباره، باید جادویی باشد. اگر اینطور باشد، ایزوتوپ های عناصر 114، 120 و 126، که هر کدام حاوی 184 نوترون هستند، بسیار بیشتر از همسایگان خود در جدول تناوبی - دقیقه، ساعت یا حتی سال (این منطقه از u200b جدول معمولا جزیره ثبات نامیده می شود. دانشمندان بزرگترین امید خود را به آخرین ایزوتوپ با یک هسته جادویی مضاعف بسته اند.
روش دوبنا

هنگامی که یک یون سنگین وارد ناحیه نیروهای هسته ای هدف می شود، یک هسته مرکب در حالت برانگیخته می تواند تشکیل شود. یا به قطعاتی با جرم تقریباً مساوی تجزیه می‌شود، یا چندین نوترون ساطع می‌کند (تبخیر می‌کند) و به حالت زمین (تحریک‌نشده) می‌رود.
الکساندر یاکوشف، یکی از اعضای تیم دارمشتات، توضیح می‌دهد: «عناصر 113 تا 118 بر اساس روش فوق‌العاده‌ای که در دوبنا و با راهنمایی یوری اوگانسیان توسعه داده شد، ایجاد شدند. - به جای نیکل و روی، که برای گلوله باران اهداف در دارمشتات استفاده می شد، اوگانسیان ایزوتوپی با جرم اتمی بسیار کمتر - کلسیم-48 را انتخاب کرد. نکته این است که استفاده از هسته های سبک، احتمال همجوشی آنها با هسته های هدف را افزایش می دهد. هسته کلسیم 48 نیز دو چندان جادویی دارد، زیرا از 20 پروتون و 28 نوترون تشکیل شده است. بنابراین، انتخاب Oganesyan تا حد زیادی به بقای هسته های ترکیبی که در هنگام گلوله باران هدف به وجود می آیند کمک کرد. از این گذشته، هسته می تواند چندین نوترون را پرتاب کند و یک ترانس اورانیوم جدید ایجاد کند که بلافاصله پس از تولد از هم جدا نشود. به منظور سنتز عناصر فوق سنگین به این روش، فیزیکدانان دوبنینسک اهدافی را از ترانس اورانیوم تولید شده در ایالات متحده آمریکا ساختند - ابتدا پلوتونیوم، سپس آمریکیوم، کوریم، کالیفرنیا و در نهایت برکلیوم. کلسیم 48 در طبیعت تنها 0.7٪ است. بر روی جداکننده های الکترومغناطیسی استخراج می شود، این یک روش گران است. یک میلی گرم از این ایزوتوپ حدود 200 دلار قیمت دارد. این مقدار برای یک یا دو ساعت گلوله باران هدف کافی است و آزمایش ها ماه ها طول می کشد. خود اهداف حتی گران تر هستند و به یک میلیون دلار می رسند. پرداخت قبوض برق نیز یک پنی هزینه دارد - شتاب دهنده های یونی سنگین مگاوات انرژی مصرف می کنند. به طور کلی، سنتز عناصر فوق سنگین لذت ارزانی نیست.»