Արհեստականորեն ստեղծված տարրեր. Ինչու՞ սինթեզել նոր քիմիական տարրեր: Հասանելի է համալիրի մասին

14.1 Տարրերի սինթեզի փուլեր

Բնության մեջ տարբեր քիմիական տարրերի և դրանց իզոտոպների տարածվածությունը բացատրելու համար Գամովը 1948 թվականին առաջարկեց Տաք տիեզերքի մոդելը։ Այս մոդելի համաձայն՝ բոլոր քիմիական տարրերը ձևավորվել են Մեծ պայթյունի ժամանակ։ Սակայն այս պնդումը հետագայում հերքվեց։ Ապացուցված է, որ Մեծ պայթյունի ժամանակ կարող էին ձևավորվել միայն թեթև տարրեր, մինչդեռ ավելի ծանրները առաջացել են նուկլեոսինթեզի գործընթացներում։ Այս դիրքերը ձևակերպված են Մեծ պայթյունի մոդելում (տես կետ 15):
Համաձայն Մեծ պայթյունի մոդելի՝ քիմիական տարրերի ձևավորումը սկսվել է լույսի տարրերի սկզբնական միջուկային միաձուլմամբ (H, D, 3 He, 4 He, 7 Li) Մեծ պայթյունից 100 վայրկյան հետո Տիեզերքի 10 9 Կ ջերմաստիճանում։
Մոդելի փորձարարական հիմքը Տիեզերքի ընդլայնումն է, որը դիտարկվում է կարմիր տեղաշարժի, տարրերի սկզբնական սինթեզի և տիեզերական ֆոնային ճառագայթման հիման վրա։
Մեծ պայթյունի մոդելի մեծ առավելությունը D, He-ի և Li-ի առատության կանխատեսումն է, որոնք միմյանցից տարբերվում են մեծության բազմաթիվ կարգերով։
Մեր Գալակտիկայի տարրերի առատության վերաբերյալ փորձարարական տվյալները ցույց են տվել, որ ջրածնի ատոմները կազմում են 92%, հելիումը՝ 8%, իսկ ավելի ծանր միջուկները՝ 1 ատոմ 1000-ին, ինչը համապատասխանում է Մեծ պայթյունի մոդելի կանխատեսումներին։

14.2 Միջուկային միաձուլում - լուսային տարրերի (H, D, 3 He, 4 He, 7 Li) սինթեզ վաղ Տիեզերքում:

• 4 He-ի կամ նրա հարաբերական մասի առատությունը Տիեզերքի զանգվածում Y = 0,23 ±0,02 է: Մեծ պայթյունի ժամանակ արտադրված հելիումի առնվազն կեսը գտնվում է միջգալակտիկական տարածության մեջ:
• Բնօրինակ դեյտերիումը գոյություն ունի միայն Աստղերի ներսում և արագ վերածվում է 3 He-ի:
  Դիտողական տվյալները տալիս են ջրածնի նկատմամբ դեյտերիումի և He-ի առատության հետևյալ սահմանները.

10 -5 ≤ D/H ≤ 2 10 -4 և
1.2 10 -5 ≤ 3 He/H ≤ 1.5 10 -4,

ավելին, դիտարկվող D/H հարաբերակցությունը ƒ-ի միայն մի մասն է սկզբնական արժեքից՝ D/H = ƒ(D/H) սկզբնական: Քանի որ դեյտերիումը արագ վերածվում է 3 He-ի, ստացվում է առատության հետևյալ գնահատականը.

[(D + 3 He)/H] սկզբնական ≤ 10 -4:

• Դժվար է չափել 7 Li-ի առատությունը, սակայն օգտագործվում են տվյալներ աստղային մթնոլորտի ուսումնասիրության և 7 Li առատության կախվածության արդյունավետ ջերմաստիճանից։ Ստացվում է, որ 5,5·10 3 Կ ջերմաստիճանից սկսած 7 Li-ի քանակը մնում է հաստատուն։ 7 Li միջին առատության լավագույն գնահատականը հետևյալն է.

7 Li/H = (1.6±0.1) 10 -10:

• Ավելի ծանր տարրերի առատությունը, ինչպիսիք են 9 Be, 10 V և 11 V, մի քանի կարգով պակաս է: Այսպիսով, տարածվածությունը 9 Be/N է< 2.5·10 -12 .

14.3 Հիմնական հաջորդականության աստղերի միջուկների սինթեզը Տ< 108 K

Հիմնական հաջորդականության աստղերում հելիումի սինթեզը pp- և CN- ցիկլերում տեղի է ունենում T ~ 10 7 ÷7·10 7 K ջերմաստիճանում: Ջրածինը վերամշակվում է հելիումի: Առաջանում են թեթև տարրերի միջուկներ՝ 2 H, 3 He, 7 Li, 7 Be, 8 Be, բայց դրանք քիչ են, քանի որ դրանք հետագայում մտնում են միջուկային ռեակցիաներ, իսկ 8 Be միջուկը գրեթե ակնթարթորեն քայքայվում է դրա պատճառով։ կարճ ժամկետ (~ 10 -16 վրկ)

8 Եղիր → 4 Նա + 4 Նա։

Թվում էր, թե սինթեզի գործընթացը պետք է դադարեցվի, Բայցբնությունը լուծում է գտել.
Երբ T > 7 10 7 K, հելիումը «այրվում է», վերածվելով ածխածնի միջուկների։ Գոյություն ունի հելիումի եռակի ռեակցիա՝ «Հելիումի բռնկում»՝ 3α → 12 C, սակայն դրա խաչմերուկը շատ փոքր է, և 12 C-ի առաջացման գործընթացը ընթանում է երկու փուլով։
8Be և 4He միջուկների միաձուլման ռեակցիան տեղի է ունենում գրգռված վիճակում 12C* ածխածնային միջուկի ձևավորմամբ, ինչը հնարավոր է ածխածնի միջուկում 7,68 ՄէՎ մակարդակի առկայության պատճառով, այսինքն. ռեակցիան տեղի է ունենում.

8 Be + 4 He → 12 C* → 12 C + γ.

12 C միջուկի էներգիայի մակարդակի առկայությունը (7,68 ՄէՎ) օգնում է շրջանցել 8 Be-ի կարճ կյանքը։ Այս մակարդակի առկայության պատճառով առաջանում է 12 C միջուկը Breit-Wigner ռեզոնանս. 12 C միջուկը անցնում է գրգռված մակարդակ ΔW = ΔM + ε էներգիայով,
որտեղ εM = (M 8Be − M 4He) − M 12C = 7,4 ՄէՎ, իսկ ε-ն փոխհատուցվում է կինետիկ էներգիայով։
Այս ռեակցիան կանխատեսել է աստղաֆիզիկոս Հոյլը, այնուհետև վերարտադրվել լաբորատորիայում։ Այնուհետև սկսվում են ռեակցիաները.

12 C + 4 Նա → 16 0 + γ
16 0 + 4 He → 20 Ne + γ և այլն մինչև A ~ 20:

Այսպիսով, 12 C միջուկի պահանջվող մակարդակը հնարավորություն տվեց հաղթահարել տարրերի ջերմամիջուկային միաձուլման խոչընդոտը:
16 O միջուկը չունի էներգիայի նման մակարդակ, և 16 O-ի առաջացման ռեակցիան շատ դանդաղ է ընթանում:

12 C + 4 Նա → 16 0 + γ.

Ռեակցիաների ընթացքի այս առանձնահատկությունները հանգեցրին ամենակարևոր հետևանքների՝ դրանց շնորհիվ պարզվեց նույն թիվը 12 C և 16 0 միջուկներ, որոնք նպաստավոր պայմաններ են ստեղծել օրգանական մոլեկուլների ձևավորման համար, այսինքն. կյանքը։
12 C մակարդակի 5%-ով փոփոխությունը կհանգեցներ աղետի՝ տարրերի հետագա սինթեզը կդադարի։ Բայց քանի որ դա տեղի չի ունեցել, ուրեմն միջուկներ են ձևավորվում A-ով միջակայքում

A = 25÷32

Սա հանգեցնում է արժեքների A

Բոլոր Fe, Co, Cr միջուկները առաջանում են ջերմամիջուկային միաձուլման արդյունքում։

Հնարավոր է հաշվարկել միջուկների առատությունը Տիեզերքում՝ ելնելով այդ գործընթացների առկայությունից։
Բնության մեջ տարրերի առատության մասին տեղեկատվությունը ստացվում է Արեգակի և Աստղերի, ինչպես նաև տիեզերական ճառագայթների սպեկտրալ վերլուծությունից։ Նկ. 99 ցույց է տալիս միջուկների ինտենսիվությունը A-ի տարբեր արժեքներով:

Բրինձ. 99. Տարրերի առատությունը տիեզերքում:

Ջրածինը H-ն տիեզերքի ամենաառատ տարրն է: Lithium Li, beryllium Be և boron B-ը 4 կարգով փոքր են հարևան միջուկներից և 8 կարգով փոքր են H-ից և He-ից։
Li, Be, B-ն լավ վառելիք են, դրանք արագ այրվում են արդեն T ~ 10 7 K-ում:
Ավելի դժվար է բացատրել, թե ինչու են դրանք դեռ գոյություն ունեն, ամենայն հավանականությամբ, պայմանավորված է նախաստղային փուլում ավելի ծանր միջուկների մասնատման գործընթացով:
IN տիեզերական ճառագայթներ Li, Be, B միջուկները շատ ավելի մեծ են, ինչը նույնպես հետևանք է ավելի ծանր միջուկների մասնատման գործընթացների միջաստեղային միջավայրի հետ փոխազդեցության ժամանակ։
12 C ÷ 16 O-ն հելիումի բռնկման և 12 C-ում ռեզոնանսային մակարդակի առկայության և 16 O-ում մեկի բացակայության արդյունքն է, որի միջուկը նույնպես կրկնակի մոգություն է։ 12 C - կիսամյակային կախարդական միջուկ:
Այսպիսով, երկաթի միջուկների առավելագույն առատությունը կազմում է 56 Fe, իսկ հետո՝ կտրուկ անկում։
A > 60-ի համար սինթեզը էներգետիկ առումով անբարենպաստ է:

14.5 Երկաթից ծանր միջուկների առաջացում

A > 90 ունեցող միջուկների բաժինը փոքր է՝ ջրածնի միջուկների 10 -10։ Միջուկների ձևավորման գործընթացները կապված են աստղերում տեղի ունեցող կողմնակի ռեակցիաների հետ: Նման երկու գործընթաց կա.
s (դանդաղ) - դանդաղ ընթացք,
r (արագ) արագ գործընթաց է:
Այս երկու գործընթացներն էլ կապված են նեյտրոնի գրավումդրանք. անհրաժեշտ է, որ ստեղծվեն այնպիսի պայմաններ, որոնցում արտադրվում են բազմաթիվ նեյտրոններ։ Նեյտրոններն առաջանում են այրման բոլոր ռեակցիաներում։

13 C + 4 He → 16 0 + n - հելիումի այրում,
12 C + 12 C → 23 Mg + n - ածխածնի բռնկում,
16 O + 16 O → 31 S + n − թթվածնային բռնկում,
21 Ne + 4 He → 24 Mg + n − ռեակցիա α-մասնիկների հետ.

Արդյունքում, նեյտրոնային ֆոնը կուտակվում է և կարող են տեղի ունենալ s- և r- գործընթացներ՝ նեյտրոնների գրավում: Երբ նեյտրոնները գրավվում են, ձևավորվում են նեյտրոններով հարուստ միջուկներ, այնուհետև առաջանում է β-քայքայում։ Այն դրանք վերածում է ավելի ծանր միջուկների։

«ԲԱՐՁՐ ՄՏԱԾԵԼ»

ԳԻՏԱԿԱՆ ՎԵՊ՝ ՀԻՄՆՎԱԾ ԳԻՏԱԿԱՆ ՏԵՍՈՒԹՅԱՆ ՎՐԱ
ՏԻԵԶԵՐՔ, ՆԵՅՏՐՈՆՆԵՐԻ ՖԻԶԻԿԱ ԵՎ ՆԵՅՏՐՈՆԱՅԻՆ ՔԻՄԻԱ

Վալերի Ֆեդորովիչ Անդրուս

"Մեր խնդիրն է մշակել հավերժական և անսպառ պաշարներից էներգիա ստանալու միջոցներ, մշակել մեթոդներ, որոնք չեն օգտագործում որևէ «նյութական» կրիչի սպառումն ու սպառումը։ Հիմա մենք միանգամայն վստահ ենք, որ այս գաղափարի իրականացումը հեռու չէ։ Այս հայեցակարգի մշակման հնարավորությունները հենց շրջակա տարածքի մաքուր էներգիան օգտագործելու մեջ են մոլորակի ցանկացած կետում շարժիչներ գործարկելու համար…»:

(Տեսլա, 1897)

Թողնել մեկնաբանություն

Սկսելու համար ներբեռնեք քիմիական տարրերի փոխակերպումների աղյուսակը

Եվ

Ծանոթացեք նեյտրոնային ֆիզիկայի հիմնական հասկացություններին

ՄԻՋՈՒԿԱՅԻՆ ՔԻՄԻԱ
ՏԱՐՐԵՐԻ ՍԻՆԹԵԶ ՆԵՅՏՐՈՆԱՅԻՆ ՖԻԶԻԿԱՅԻ ԴԻՐՔԻՑ.

Խոսեցինք տարրերի արհեստական ​​սինթեզի մասին և նշեցինք, որ դրանք ոչ թե տարրեր են, այլ մոլեկուլներ և նույնիսկ համաձուլվածքներ։ Առաջին հայացքից կարող է թվալ, որ սա վարկած է, և իրավիճակը ինչ-որ կերպ այլ է։ Այս փաստարկներում «i»-ին վերջ տալու համար անցնենք միջուկային քիմիայի:

«... Միջուկային քիմիայի առարկան այն ռեակցիաներն են, որոնցում տեղի է ունենում տարրերի փոխակերպում, այսինքն. դրանց ատոմների միջուկների փոփոխություն.

Ռադիոակտիվ ատոմների ինքնաբուխ քայքայումը, որը քննարկվել է վերևում (մենք կանդրադառնանք դրան), միջուկային ռեակցիա է, որի ժամանակ մեկ միջուկը սկզբնականն է։ Հայտնի են նաև այլ ռեակցիաներ, որոնցում պրոտոնը p, դեյտրոնը (դեյտերիումի ատոմի միջուկը 1 2 H) d, ալֆա մասնիկը α, նեյտրոն n կամ ֆոտոն γ (սովորաբար գամմա ճառագայթներ) արձագանքում են միջուկի հետ։ Հնարավոր էր նաև արագ էլեկտրոնների ազդեցությամբ առաջացնել ատոմային փոխակերպումներ։ α-մասնիկների (4 He միջուկներ) փոխարեն երբեմն օգտագործվում են ավելի թեթեւ հելիումի իզոտոպ 3 He-ի միջուկները։ Վերջերս ավելի ծանր տարրերի արագացված միջուկները մինչև նեոնն ավելի ու ավելի են օգտագործվում ատոմային միջուկները ռմբակոծելու համար:

Լաբորատորիայում իրականացված առաջին միջուկային ռեակցիան եղել է ռեակցիան (Rutherford, 1919):

Այս ռեակցիայի ժամանակ ազոտի միջուկը փոխազդում է հելիումի միջուկի հետ, որն ունի զգալի կինետիկ էներգիա։ Բախման արդյունքում առաջանում են երկու նոր միջուկներ՝ թթվածին 17 O և ջրածին 1 H։ 17 O միջուկը կայուն է, ուստի այս ռեակցիան չի հանգեցնում արհեստական ​​ռադիոակտիվության առաջացման։ Միջուկային ռեակցիաների մեծ մասում ձևավորվում են անկայուն իզոտոպներ, որոնք այնուհետև վերածվում են կայուն իզոտոպների մի շարք ռադիոակտիվ փոխակերպումների միջոցով…»:

Հարմարության և հակադրության համար մենք բացատրություններով նյութը կկոտրենք փոքր կտորների:

Մենք միջուկներ չունենք, բայց կա ազոտի վեցթև ոզնի (14 N), որը ռմբակոծվում է հելիումի (4 He) ոզնի կողմից, որը բաղկացած է ջրածնի ատոմից և վեց հինգ նեյտրոններից՝ «հարթությունների» երկայնքով։ խորանարդ.

Հաշվի առնելով ռեակցիայի վերջնական արդյունքը, մենք կարող ենք վստահորեն ասել հետևյալը.

Ոզնի Ազոտ վեց ասեղներով կցված յուրաքանչյուր ասեղ մեկ հինգ հարաբերական զանգվածով 0.5, որի արդյունքում ոզնի հարաբերական զանգվածը 17 - թթվածին. Մենք գիտենք, որ հինգերի յուրաքանչյուր նոր շերտ նոր տարր է:

Կարո՞ղ է ազոտային ոզնին ստանալ բոլոր վեց հինգերը մեկ հելիումի ոզնի ոչնչացման արդյունքում: Իհարկե չէր կարող։ Մեկ թթվածնային ոզնի ստանալու համար անհրաժեշտ էր ոչնչացնել բազմաթիվ հելիում ոզնիներ՝ ստեղծելով գրավիտացիոնին նման նեյտրոնային հոսք՝ ոզնի աճի նույն ձևով։ Այս հոսքը չէր կարող համընկնել գրավիտացիոնի հետ։ Հելիումի ոչնչացման արդյունքում Ջրածնի որոշ խորանարդներ մնացել են անձեռնմխելի։ Ավելորդ նեյտրոնները կա՛մ ազատ ջերմային կրիչներ են, կա՛մ ճառագայթում: Ռեակցիայի արդյունքը ցանկալի հավասարումն է, որը չի համապատասխանում իրականությանը, քանի որ հոսքի ավելցուկային նեյտրոնները հաշվի չեն առնվում։ Հուսով եմ հիշում եք, որ NF նեյտրոնը զանգվածով 9 անգամ ավելի քիչ է, քան այն, որի հետ համեմատությունը կատարվում է ռեակցիաներում։ Շարունակենք.

«...Ըստ Ռեմիի՝ միջուկային ռեակցիաները կարելի է դասակարգել սովորականի անալոգիայով քիմիական ռեակցիաներ.

Արհեստական ​​միջուկային փոխակերպումների մեծ մասում տեղի են ունենում այսպես կոչված տեղահանման կամ փոխարինման ռեակցիաներ։ Օրինակ:

Միջուկային ռեակցիաներ գրելիս նրանք հաճախ օգտագործում են կրճատ նշում, որում ռմբակոծող և տապալող մասնիկները բաժանվում են ստորակետով և փակվում փակագծերում, որոնցից առաջ գրված է բնօրինակի խորհրդանիշը, իսկ հետո՝ ստացված ատոմը։ Օրինակ, վերը նշված ռեակցիան, որն առաջին անգամ իրականացրել է Ռադերֆորդը, կարելի է գրել այսպես. բ,p) 17O.

Նման նշումով մենք տալիս ենք միջուկային փոխարինման ռեակցիաների ավելի շատ օրինակներ, որոնք տեղի են ունենում արագացված մասնիկներով ռմբակոծության ժամանակ ալյումինե:

17AL(d,α) 25Mg, 27AL(d,p) 28AL, 27AL(d,n) 28Si, 27AL(p,α) 24Mg, 27AL(n,p) 27Mg.. »:

Այս հատվածը վերաբերում է փոխարինման ռեակցիաներին: Ոզնի մոդելի տեսանկյունից այստեղ փոխարինման ռեակցիաներ չկան։ Ռմբակոծության ժամանակ ոզնի է գալիսկամ նրա բացարձակ նորմալ աճը, նույնը, ինչ բնության մեջ, կամ ասեղների մեջ մի քանի հինգի կորուստ: Իմանալով գրքում ներկայացված նյութը՝ կարելի է գրել նման ռեակցիաների ամբողջական շարք՝ առանց մեկ բացթողման, և բոլորը կա՛մ արդեն ձեռք են բերվել, կա՛մ կարելի է ստանալ 100% հավանականությամբ։

«... Ավելացման ռեակցիայի արդյունքում ռմբակոծող մասնիկը գրավում է միջուկը, որն էլ իր հերթին այլ մասնիկ չի արձակում, իսկ այս դեպքում արձակված էներգիան ազատվում է γ-ճառագայթման տեսքով, Օրինակ:

27\AL(n,γ) 28 AL, 7 Li(p,γ) 8 Be...»:

Սա ոզնի նորմալ աճի նույն գործընթացն է, որի արդյունքում որոշ նեյտրոններ ոչնչացվեցին γ-ճառագայթման բեկորների մեջ։

«... Միջուկային դիսոցման ռեակցիաները (ինչպես նաև մոլեկուլների ջերմային տարանջատման ռեակցիաները) առաջանում են բախվող մասնիկների կինետիկ էներգիայով։ Օրինակ՝ 79 Br(n,2n) 78 Br, 2 H( բ,n և բ) 1 H, 2 H(g, n) 1 H.

Վերջին ռեակցիան ֆոտոքիմիական ռեակցիա է, այսինքն. առաջացել է էլեկտրամագնիսական ճառագայթման գործողությամբ, միջուկային դիսոցացիա։

Ներկայումս հայտնի են մի շարք շրջելի ռեակցիաներ.

Բոլոր ռեակցիաները հանդիսանում են առարկայի ոզնի նեյտրոնային փոխազդեցություն՝ թիրախ, որը գտնվում է արհեստական ​​հոսքի կամ նեյտրոնների (γ) բեկորների կամ նեյտրոնների կամ այլ ոզնիների ռմբակոծող օբյեկտի հետ։ Եթե ​​պատրաստի նեյտրոնների հոսքը բավականաչափ խիտ է, ապա այն կկազմի հինգեր, իսկ ոզնին կաճի։

Եթե ​​նեյտրոնային հոսքը ցրված է կամ այն ​​պետք է ձեռք բերել՝ նախ ռմբակոծող ոզնին ոչնչացնելով, ապա թիրախային ոզնին կորցնում է իր հինգերը։

Դիսոցացիոն ռեակցիան հոսքի միջանկյալ վիճակ է խիտ և ցրվածի միջև։

Արհեստական ​​միաձուլման և տրոհման ռեակցիաների մասին արդեն խոսել ենք, բայց, ինչպես ամերիկացիներն են ասում, ձեր դեմ իմ խոսքը կարող է ոչինչ չասել, և հետո ամեն մեկը կմնա իր կարծիքին։ Այնուամենայնիվ, տրոհման ռեակցիան, որը հիմա կտրվի, հիմնովին կապացուցի, որ ՆՖ-ի տեսակետները ճիշտ են։

Դիտարկենք միջուկային էներգետիկայում օգտագործվող Ուրանի-235-ի տրոհման ռեակցիաներից մեկը, որը պայմանավորված է նեյտրոնի կլանմամբ։

110 54 Xe – β -110 55 Cs – β- 110 56 Ba – β–110 57 Za – β–110 58 Ce կայուն միջուկ.

235 92 U + 1 0 n → 5 1 0 n

91 36 կգ – β–91 37 Rb – β–91 38 Sr – β–91 39 – β–91 40 Zr կայուն միջուկ

Այս արձագանքը NF-ի հաղթանակի խորհրդանիշն է։ Ինչպես նախապես ասվեց, որ սինթեզի արդյունքում ստացվում են ոչ թե տարրեր, այլ մոլեկուլներ, իսկ ուրան - 235 տրոհման արդյունքում ցույց է տվել, որ այն Ce-ի և Zg-ի համաձուլվածքն է։ Նույնիսկ տեսականորեն անհնար է մեկ ոզնիից ստանալ երկու ոզնի բաժանելով։ Հաջորդը գալիս են նեյտրոնային հոսքի սովորական փոխակերպումները՝ համաձայն NF (β-ճառագայթման):

Սա ամենավառ օրինակն է, որը ցույց է տալիս, որ մենք դեռ չենք սովորել տարբերակել տարրը մոլեկուլից, առավել եւս՝ համաձուլվածքներից։ Այսպիսով, տարրերի աղյուսակը, հատկապես տեխնեցիումից հետո, մոլեկուլների (համաձուլվածքների) աղյուսակ է:

Ի՞նչ է U=XeKg մոլեկուլը: Ինչո՞ւ է նա այդքան դիմացկուն: Հնարավո՞ր է Ուրանը ստանալ այլ բաղադրիչ տարրերից:

Սկսենք վերջին հարցից. Եթե ​​Ուրանը դիտարկվում է որպես հարաբերական զանգվածների գումար, ապա, իհարկե, այն կարելի է ստանալ տերմինների բազմաթիվ տարբերակներից։ Այնուամենայնիվ, մեզ համար նրանք բոլորը նույն տեսք կունենան, քանի որ մենք չենք տարբերում նրանց միջև: Երբ նրա հետ ամեն տեսակի հետազոտություններ արվեն, նա միշտ նման կլինի ինչ-որ մեկին, մեզ ավելի հասկանալի, ինչպես մեզ թվում է։ Ուրանը ունի մոխրագույն մետաղական գույն, ինչը թույլ է տալիս ենթադրել, որ նրա տարրերի ասեղները ունեն բազմաթիվ հակառակ ոլորված հինգերորդներ և տարբեր ոզնիներնեյտրոնների տարբեր սպիններով։ Ուրանի խտությունը մոտ է սահմանին՝ 19,04 գ/սմ Վտ, սա «օդային կառույցների» նշան է։ Ուրանի հալման ջերմությունը + 1130°С է, իսկ քսենոնը՝ 111,5°С, իսկ Կրիպտոնը՝ 156,6°С։ Երկու Xe և Kr տարրերի մոլեկուլը, սկզբունքորեն, չի կարող հալվել: + 1130°C, և նույնիսկ ավելին` «օդային կառուցվածք» ստեղծելու համար:

Այժմ եկեք ավելի սերտ նայենք Ce-ի և Zr-ի ռեակցիայի վերջնական արտադրանքներին:

Ցերիումը ունի արծաթափայլ սպիտակ գույն, մ.թ. = 804 ° C, g = 6,77 գ / սմ3:

Ցիրկոն - արծաթափայլ սպիտակ գույն, մ.թ. = 1852°С, գ = 6,52 գ/սմ3

Ուրանի բնութագրերը ստանալու համար մոլեկուլը պետք է բաղկացած լինի ցերիումից և ցիրկոնիումից, իսկ ասեղների միացումից պետք է ստեղծվի ոչ թե խորանարդ վանդակ, այլ ռոմբիկ։ Այնուհետև կհայտնվի մոխրագույն գույն, կավելանան «վանդակի օդայինությունը» և tm խտությունները։ մոտենում է միջինին։ Ցիրկոնիումի նեյտրոնային ոլորումը կնվազի, իսկ ցերիումինը կաճի: Այս արձագանքը կարելի է գրել

U \u003d Ce Zr 4 - օրիգինալ արտադրանք (համաձուլվածք Ce 20 Zr 80)

Ուրանը ստացվել է միայն ճիշտ ռոմբի կառուցվածքով չորսասեղ միացումներով նստվածքային կապերի արդյունքում։

Ամփոփենք.

Միաձուլման ռեակցիան երկու կամ ավելի տարրերի համադրություն է մոլեկուլի մեջ անցողիկ գործընթացում, որը փոխարինում է բնության մեջ դանդաղ նստվածքային գործընթացին` դրանց մասնակի ոչնչացմամբ:

Ճեղքման ռեակցիան մոլեկուլի անցողիկ խզումն է երկու կամ ավելի տարրերի՝ դրանց մասնակի ոչնչացմամբ։ Վերջավոր տարրերի թիվը հավասար է մոլեկուլի սկզբնականների թվին։

Ինչպես տեսնում եք, տարրերի աղյուսակը դեռ պետք է տուժի:

Վերադարձ դեպի միջուկային ռեակցիա

Այստեղ Ածխածինը ստացվում է Բորի α-փաթեթների հարձակման արդյունքում։ Բորը նույնպես նստում է բերիլիումի հեղուկ վանդակում և ունի երեք հինգ ասեղներ: Նրանք երկուսն էլ ակնհայտորեն սխալ տեղում են: Մենք նայում ենք աղյուսակին D.I. Մենդելեևին և տեսեք խտությունը 1,5 ÷ 2,5 գ / սմ 3 11 տարրի համար (Be, B, C, Mg, Si, P, S, Cl, Ar, Ca, Cs):

Ցեզիումը (Cs) 55-րդ տարրն է ասեղների երկարությամբ՝ ըստ հարաբերական զանգվածի, որը հավասար է 44 հնգյակի՝ g = 1,959 գ/սմ 3 խտությամբ: Ըստ նեյտրոնային տրամաբանության՝ այն պետք է կանգնի Բորի և ածխածնի դիմաց և ունենա երկու հինգ ասեղի երկարություն և անկշիռ լինի երկրի մթնոլորտում, իսկ գործնականում բոլոր երեք տարրերն էլ չունեն դա։

Կարբիդների վերլուծության մեջ, որը չի տրվի, ածխածինը գտնվում է ցիրկոնիումի (Zr) և նիոբիումի (Nb) միջև։ Վերջինը (Nb) ըստ փոխակերպումների աղյուսակի նստած է ցիրկոնի (Zr) վերջին բջիջում։

Ածխածնի ասեղների երկարությունը պետք է լինի մոտ 30 հինգ: Միայն այս դեպքում ադամանդը կարող է Լույսի պարաններով խոցված ալիքները ստանալ որպես լազերային ճառագայթ՝ վերջին մինչև 30 թելերի հաստությամբ մեկ պարանի մեջ։

Ադամանդների համար հարմար փոքր ադամանդներ ստանալու առաջին միջոցը հետևյալն է.

Նուրբ ցրված գրաֆիտի փոշին լցնում են ջրով անոթի մեջ, որը թույլ է տալիս հանգիստ նստել։

Ամբողջ փոշին հատակին նստելուց հետո ջուրը հանվում է ամենահանգիստ ձևով։

Սեղմված սալիկը պետք է ջեռուցվի HDTV-ով (բարձր հաճախականության հոսանքներ) սեղմված վիճակում մինչև առավելագույն ջերմաստիճանը, ցանկալի է մինչև 3000 ° C և պահպանվի:

Տեղադրեք տաք սալիկ լազերի տակ, որը պետք է անցնի իր ճառագայթը տող առ տող, ինչպես հեռուստացույցի շրջանակի սկանավորումը:

Դանդաղ և նուրբ գործընթացը կստեղծի սալիկի հաստությամբ բյուրեղներ: Միևնույն ժամանակ, թափանցիկությունը կարող է վերահսկվել նաև լազերային ճառագայթի անցումը կրկնելով:

Խոշոր և շատ մեծ ադամանդներ ստանալու համար ավարտի գծում ամբողջ գործընթացը պետք է իրականացվի ավելի դանդաղ: Մենք կրկնում ենք առաջին չորս տեխնոլոգիական կետերը. Գրաֆիտի ձևը պետք է համապատասխանի ապագա ադամանդի ձևին:

Տաք գրաֆիտը տեղադրվում է խորը սառեցման խցիկում կարգավորվող թափահարման մեխանիզմով, և խցիկում ջերմաստիճանը կտրուկ իջեցվում է մինչև -260 ° C արժեքի: Այսպիսով, հասնելով շոկային ջերմության հոսքը աշխատանքային մասի կենտրոնից դեպի մակերես: , որը նրբորեն կկործանի հոդերի մի մասը։ Ամբողջական հովացումից հետո մենք կատարում ենք փափուկ թափահարում, մինչև որ աշխատանքային մասը լիովին թափանցիկ է: Թափահարման արդյունքում ադամանդի կառուցվածքը, որն ամբողջությամբ փոխկապակցված է, կստանա ամենափոքր թրթռումները։ Ուղղահայաց չմիացված գրաֆիտը կունենա ազատ ճոճանակ, ինչը կհանգեցնի ասեղների կոտրմանը և Լույսի պարանների համար ալիքների բացմանը:

Եթե ​​գիտնականներին հարցնեք, XX դարի հայտնագործություններից որն է. ամենակարևորը, ապա դժվար թե որևէ մեկը մոռանա անվանել քիմիական տարրերի արհեստական ​​սինթեզը: Հետևում կարճաժամկետ- 40-ից պակաս տարիներ - ցուցակհայտնի քիմիական տարրերն ավելացել են 18 անունով։ Իսկ 18-ն էլ սինթեզվել են, արհեստականորեն պատրաստված։

«Սինթեզ» բառը սովորաբար նշանակում է պարզ բարդույթից ստացման գործընթաց։ Օրինակ՝ ծծմբի փոխազդեցությունը թթվածնի հետ տարրից ծծմբի երկօքսիդի SO 2 քիմիական սինթեզն է։

Տարրերի սինթեզը կարելի է հասկանալ այսպես՝ ավելի ցածր միջուկային լիցք ունեցող տարրի արհեստական ​​արտադրություն, ավելի ցածր սերիական համարով տարրի ավելի ցածր սերիական համար ավելի ցածր միջուկային լիցք ունեցող տարրից։ Իսկ ստացման գործընթացը կոչվում է միջուկային ռեակցիա։ Նրա հավասարումը գրված է այնպես, ինչպես սովորական քիմիական ռեակցիայի հավասարումը։ Ռեակտիվները գտնվում են ձախ կողմում, իսկ արտադրանքները՝ աջ կողմում: Միջուկային ռեակցիայի ռեակտիվներն են թիրախը և ռմբակոծող մասնիկը:

Թիրախ կարող է լինել պարբերական համակարգի ցանկացած տարր (ազատ կամ քիմիական միացության տեսքով):

Ռմբակոծող մասնիկների դերը խաղում են α-մասնիկները, նեյտրոնները, պրոտոնները, դեյտրոնները (ջրածնի ծանր իզոտոպի միջուկները), ինչպես նաև տարբեր տարրերի այսպես կոչված բազմակի լիցքավորված ծանր իոնները՝ բոր, ածխածին, ազոտ, թթվածին, նեոն, արգոն և պարբերական համակարգի այլ տարրեր։

Որպեսզի միջուկային ռեակցիա տեղի ունենա, ռմբակոծող մասնիկը պետք է բախվի թիրախ ատոմի միջուկին։ Եթե ​​մասնիկը բավականաչափ բարձր էներգիա ունի, ապա այն կարող է այնքան խորը ներթափանցել միջուկ, որ միաձուլվի դրա հետ։ Քանի որ վերը թվարկված բոլոր մասնիկները, բացի նեյտրոնից, դրական լիցքեր են կրում, ապա, միաձուլվելով միջուկի հետ, մեծացնում են դրա լիցքը։ Իսկ Z-ի արժեքը փոխելը նշանակում է տարրերի փոխակերպում՝ միջուկային լիցքի նոր արժեք ունեցող տարրի սինթեզ։

Ռմբակոծող մասնիկները արագացնելու միջոց գտնելու, միջուկների հետ դրանց միաձուլման համար բավարար էներգիա տալու համար, հորինվել և կառուցվել է մասնիկների հատուկ արագացուցիչ՝ ցիկլոտրոնը։ Հետո կառուցեցին նոր տարրերի հատուկ գործարան՝ միջուկային ռեակտոր։ Դրա ուղղակի նպատակը միջուկային էներգիա արտադրելն է։ Բայց քանի որ դրա մեջ միշտ կան ինտենսիվ նեյտրոնային հոսքեր, դրանք հեշտ է օգտագործել արհեստական ​​սինթեզի նպատակներով: Նեյտրոնը լիցք չունի, և հետևաբար անհրաժեշտ չէ (և անհնար է) արագանալ: Ընդհակառակը, դանդաղ նեյտրոններն ավելի օգտակար են, քան արագները։

Քիմիկոսները ստիպված եղան հավաքել իրենց ուղեղները և ցույց տալ հնարամտության իսկական հրաշքներ, որպեսզի մշակեին նպատակային նյութից աննշան քանակությամբ նոր տարրեր առանձնացնելու ուղիներ: Սովորեք ուսումնասիրել նոր տարրերի հատկությունները, երբ դրանց ատոմներից միայն մի քանիսն էին հասանելի...

Հարյուր ու հազարավոր գիտնականների աշխատանքի շնորհիվ պարբերական աղյուսակում լրացվել են տասնութ նոր բջիջներ։

Չորսը գտնվում են նրա հին սահմաններում՝ ջրածնի և ուրանի միջև:

Տասնչորսը՝ ուրանի համար։

Ահա թե ինչպես եղավ ամեն ինչ...

Տեխնեցիում, պրոմեթիում, աստատին, ֆրանցիում... Պարբերական աղյուսակի չորս տեղ երկար ժամանակ դատարկ մնացին։ Դրանք թիվ 43, 61, 85 և 87 բջիջներն էին: Չորս տարրերից, որոնք պետք է զբաղեցնեին այս տեղերը, երեքը կանխատեսել էր Մենդելեևը. պետք է պատկաներ հազվագյուտ հողային տարրերին:

Այս չորս տարրերը խուսափողական էին: Բնության մեջ դրանք որոնելուն ուղղված գիտնականների ջանքերն անհաջող են մնացել։ Պարբերական օրենքի օգնությամբ վաղուց լրացվել են պարբերական աղյուսակի մնացած բոլոր տեղերը՝ ջրածնից մինչև ուրան։

Ոչ մեկ անգամ ներս գիտական ​​ամսագրերկային հաղորդումներ այս չորս տարրերի հայտնաբերման մասին: Ecamarganese-ը «հայտնաբերվել» է Ճապոնիայում, որտեղ նրան տվել են «nipponium» անվանումը, Գերմանիայում՝ «masurium»։ Թիվ 61 տարրը «բացվել է». տարբեր երկրներառնվազն երեք անգամ ստացել է «Իլինիում», «Ֆլորենցիա», «Օնիումի ցիկլ» անվանումները։ Էկաիոդը նույնպես մեկից ավելի անգամ է հայտնաբերվել բնության մեջ: Նրան տրվել են «Ալաբամի», «Հելվետիուս» անունները։ Ekacesium-ն իր հերթին ստացել է «Վիրջինիա», «Մոլդավիա» անվանումները։ Այս անուններից մի քանիսը հայտնվել են տարբեր տեղեկատու գրքերում և նույնիսկ գտել են դպրոցական դասագրքեր: Բայց այս բոլոր բացահայտումները չհաստատվեցին. ամեն անգամ ճշգրիտ ստուգումը ցույց էր տալիս, որ սխալ է թույլ տրվել, և պատահական աննշան կեղտերը սխալմամբ շփոթվում էին նոր տարրի հետ:

Երկար ու դժվարին որոնումը վերջապես հանգեցրեց բնության մեջ հայտնաբերված խուսափողական տարրերից մեկի: Պարզվել է, որ էկացիումը, որը պետք է զբաղեցնի պարբերական աղյուսակի 87-րդ տեղը, հանդիպում է բնական ռադիոակտիվ իզոտոպի ուրան-235 քայքայման շղթայում։ Դա կարճատև ռադիոակտիվ տարր է։

87 համարի տարրը արժանի է ավելի մանրամասն պատմելու։

Այժմ ցանկացած հանրագիտարանում, քիմիայի ցանկացած դասագրքում կարդում ենք՝ ֆրանցիումը (սերիական համարը 87) հայտնաբերվել է 1939 թվականին ֆրանսիացի գիտնական Մարգարիտ Պերեյի կողմից։ Ի դեպ, սա արդեն երրորդ դեպքն է, երբ նոր տարր հայտնաբերելու պատիվը պատկանում է կնոջը (նախկինում Մարի Կյուրին հայտնաբերել է պոլոնիումը և ռադիումը, Իդա Նոդակը հայտնաբերել է ռենիումը)։

Ինչպե՞ս Պերեյին հաջողվեց գրավել խուսափողական տարրը: Եկեք շատ տարիներ հետ գնանք։ 1914 թվականին երեք ավստրիացի ռադիոքիմիկոսներ՝ Ս. Մեյերը, Վ. Հեսը և Ֆ. Պանետը, սկսեցին ուսումնասիրել ակտինիումի իզոտոպի ռադիոակտիվ քայքայումը՝ 227 զանգվածային թվով: Հայտնի էր, որ այն պատկանում է ակտինուրանի ընտանիքին և արտանետում է β- մասնիկներ; հետևաբար, դրա քայքայման արտադրանքը թորիումն է: Այնուամենայնիվ, գիտնականները անորոշ կասկած ունեին, որ ակտինիում-227-ը, հազվադեպ դեպքերում, նույնպես արտանետում է α-մասնիկներ։ Այսինքն՝ այստեղ նկատվում է ռադիոակտիվ պատառաքաղի օրինակներից մեկը։ Հեշտ է պատկերացնել, որ նման փոխակերպման ընթացքում պետք է ձևավորվի թիվ 87 տարրի իզոտոպը։Մեյերը և նրա գործընկերները իրականում դիտարկել են α-մասնիկներ։ Հետագա ուսումնասիրություններ են պահանջվել, սակայն դրանք ընդհատվել են Առաջին համաշխարհային պատերազմով։

Նույն ճանապարհով գնաց Մարգարիտ Պերեյը։ Բայց նա իր տրամադրության տակ ուներ ավելի զգայուն գործիքներ, վերլուծության նոր, կատարելագործված մեթոդներ։ Այդ իսկ պատճառով նա հաջողակ էր։

Ֆրանցիումը արհեստականորեն սինթեզված տարրերից է։ Բայց, այնուամենայնիվ, տարերքն առաջին անգամ հայտնաբերվել է բնության մեջ։ Այն ֆրանցիում-223-ի իզոտոպն է։ Նրա կիսատ կյանքը ընդամենը 22 րոպե է։ Պարզ է դառնում, թե ինչու է Երկրի վրա այդքան քիչ Ֆրանսիա: Նախ, իր փխրունության պատճառով այն ժամանակ չունի նկատելի քանակությամբ կենտրոնանալու, և երկրորդ, դրա ձևավորման գործընթացն ինքնին բնութագրվում է ցածր հավանականությամբ. ակտինիում-227 միջուկների միայն 1,2%-ն է քայքայվում α- արտանետմամբ: մասնիկներ.

Այս առումով ֆրանցիումն ավելի ձեռնտու է արհեստականորեն պատրաստելը։ Արդեն ստացել է ֆրանցիումի 20 իզոտոպ, իսկ դրանցից ամենաերկարակյացը՝ ֆրանցիում-223: Աշխատելով բացարձակապես չնչին քանակությամբ ֆրանցիումի աղերի հետ՝ քիմիկոսները կարողացան ապացուցել, որ իր հատկություններով այն չափազանց նման է ցեզիումին:

Թիվ 43, 61 և 85 տարրերը մնացին անխուսափելի: Բնության մեջ դրանք ոչ մի կերպ հնարավոր չէր գտնել, թեև գիտնականներն արդեն տիրապետում էին հզոր մեթոդի, որն անվրեպ մատնանշում է նոր տարրերի որոնման ճանապարհը՝ պարբերական օրենքը: Այս օրենքի շնորհիվ անհայտ տարրի բոլոր քիմիական հատկությունները գիտնականներին նախապես հայտնի էին։ Ուրեմն ինչու՞ էին բնության մեջ այս երեք տարրերի որոնումները անհաջող:

Ուսումնասիրելով ատոմային միջուկների հատկությունները՝ ֆիզիկոսները եկել են այն եզրակացության, որ 43, 61, 85 և 87 ատոմային համարներով տարրերը չեն կարող կայուն իզոտոպներ ունենալ։ Նրանք կարող են լինել միայն ռադիոակտիվ, կարճ կիսամյակային կյանքով և պետք է արագ անհետանան: Հետեւաբար, այս բոլոր տարրերը մարդու կողմից ստեղծվել են արհեստականորեն: Նոր տարրեր ստեղծելու ուղիները մատնանշվում էին պարբերական օրենքով։ Փորձենք դրա օգնությամբ նախանշել էկամարգանի սինթեզի երթուղին։ 43 համարի այս տարրն առաջինն էր արհեստականորեն ստեղծված։

Տարրի քիմիական հատկությունները որոշվում են նրա էլեկտրոնային թաղանթով, և դա կախված է ատոմային միջուկի լիցքից։ 43 տարրի միջուկում պետք է լինի 43 դրական լիցք, իսկ միջուկի շուրջը պտտվի 43 էլեկտրոն։ Ինչպե՞ս կարող եք ատոմային միջուկում ստեղծել 43 լիցք ունեցող տարր: Ինչպե՞ս կարելի է ապացուցել, որ նման տարր է ստեղծվել։

Ուշադիր դիտարկենք, թե պարբերական համակարգի որ տարրերն են գտնվում թիվ 43 տարրի համար նախատեսված դատարկ տարածության մոտ, այն գտնվում է հինգերորդ շրջանի գրեթե կեսերին։ Չորրորդ շրջանի համապատասխան տեղերում մանգանն է, իսկ վեցերորդում՝ ռենիումը։ Հետևաբար, 43-րդ տարրի քիմիական հատկությունները պետք է նման լինեն մանգանի և ռենիումի հատկություններին: Զարմանալի չէ, որ Դ. Ի. Մենդելեևը, ով կանխատեսել է այս տարրը, այն անվանել է էկամարգանց: 43 խցից ձախ մոլիբդենն է, որը զբաղեցնում է 42 բջիջը, աջում՝ 44 խցում՝ ռութենիում։

Ուստի 43 համարի տարրը ստեղծելու համար անհրաժեշտ է 42 լիցք ունեցող ատոմի միջուկում լիցքերի թիվը ավելացնել ևս մեկ տարրական լիցքով։ Ուստի, թիվ 43 նոր տարրի սինթեզի համար որպես հումք պետք է ընդունվի մոլիբդենը։ Այն ունի 42 լիցքավորում առանցքում: Ամենաթեթև տարրը՝ ջրածինը, ունի մեկ դրական լիցք։ Այսպիսով, կարելի է ակնկալել, որ թիվ 43 տարրը կարող է ստացվել մոլիբդենի և ջրածնի միջուկային ռեակցիայի արդյունքում։

Թիվ 43 տարրի հատկությունները պետք է նման լինեն մանգանի և ռենիումի հատկություններին, և այս տարրի առաջացումը հայտնաբերելու և ապացուցելու համար պետք է օգտագործել քիմիական ռեակցիաներ, որոնք նման են նրանց, որոնց միջոցով քիմիկոսները որոշում են մանգանի և փոքր քանակությամբ մանգանի առկայությունը: ռենիում. Այսպես պարբերական աղյուսակը հնարավորություն է տալիս գծել արհեստական ​​տարրի ստեղծման ճանապարհը։

Ճիշտ նույն կերպ, ինչ մենք հենց նոր ուրվագծեցինք, առաջին արհեստական ​​քիմիական տարրը ստեղծվել է 1937 թվականին։ Նա ստացել է նշանակալից անվանում՝ տեխնեցիում, առաջին տարրը, որը պատրաստված է տեխնիկական, արհեստական ​​միջոցներով։ Ահա թե ինչպես է սինթեզվում տեխնիումը։ Մոլիբդենի թիթեղը ենթարկվել է ինտենսիվ ռմբակոծության ջրածնի ծանր իզոտոպի՝ դեյտերիումի միջուկների կողմից, որոնք մեծ արագությամբ ցրվել են ցիկլոտրոնում։

Ծանր ջրածնի միջուկները, որոնք ստանում էին շատ մեծ էներգիա, ներթափանցեցին մոլիբդենի միջուկներ։ Ցիկլոտրոնում ճառագայթումից հետո մոլիբդենի թիթեղը լուծվել է թթվի մեջ։ Լուծույթից մեկուսացվել է նոր ռադիոակտիվ նյութի աննշան քանակություն՝ օգտագործելով նույն ռեակցիաները, որոնք անհրաժեշտ են մանգանի անալիտիկ որոշման համար (թիվ 43 տարրի անալոգը)։ Սա նոր տարրն էր՝ տեխնիումը։ Շուտով նրա քիմիական հատկությունները մանրամասն ուսումնասիրվեցին։ Դրանք ճշգրտորեն համապատասխանում են պարբերական աղյուսակում տարրի դիրքին։

Այժմ տեխնիումը բավականին մատչելի է դարձել. այն բավականին մեծ քանակությամբ ձևավորվում է միջուկային ռեակտորներում։ Տեխնիումը լավ ուսումնասիրված է և արդեն կիրառվում է գործնականում։ Տեխնիումը օգտագործվում է մետաղների կոռոզիայի պրոցեսն ուսումնասիրելու համար։

Մեթոդը, որով ստեղծվել է 61-րդ տարրը, շատ նման է այն մեթոդին, որով ստացվում է տեխնիում։ #61 տարրը պետք է լինի հազվագյուտ հողային տարր. 61-րդ բջիջը գտնվում է նեոդիմի (#60) և սամարիումի (#62) միջև։ Նոր տարրն առաջին անգամ ստացվել է 1938 թվականին ցիկլոտրոնում՝ նեոդիմը դեյտերիումի միջուկներով ռմբակոծելով։ 61-րդ տարրը քիմիապես մեկուսացվել է միայն 1945 թվականին միջուկային ռեակտորում ուրանի տրոհման արդյունքում առաջացած մասնատման տարրերից։

Տարրը ստացել է պրոմեթիում խորհրդանշական անվանումը։ Այս անունը նրան տրվել է մի պատճառով. Հին հունական առասպելը պատմում է, որ տիտան Պրոմեթևսը երկնքից կրակ է գողացել և տվել մարդկանց։ Դրա համար նա պատժվեց աստվածների կողմից՝ նրան շղթայել էին ժայռին, և ամեն օր նրան տանջում էր մի հսկայական արծիվ։ «Պրոմեթիում» անվանումը ոչ միայն խորհրդանշում է գիտության դրամատիկ ուղին, որը բնությունից գողանում է միջուկային տրոհման էներգիան և տիրապետում այդ էներգիային, այլև մարդկանց զգուշացնում է սարսափելի ռազմական վտանգի մասին:

Պրոմեթիումը այժմ ձեռք է բերվում զգալի քանակությամբ. այն օգտագործվում է ատոմային մարտկոցներում՝ ուղղակի հոսանքի աղբյուրներում, որոնք կարող են մի քանի տարի աշխատել առանց ընդհատումների:

Նույն ձևով սինթեզվել է նաև թիվ 85 հալոգեն էկաիոդ ամենածանր տարրը, որն առաջին անգամ ստացվել է հելիումի միջուկներով (թիվ 2) ռմբակոծելով բիսմութը (թիվ 83), որը ցիկլոտրոնում արագացել է մինչև բարձր էներգիաներ։

Պարբերական աղյուսակի երկրորդ տարրի՝ հելիումի միջուկներն ունեն երկու լիցք. Ուստի 85-րդ տարրի սինթեզի համար վերցվել է բիսմութը՝ 83-րդ տարրը։ Նոր տարրը կոչվում է աստատին (անկայուն): Այն ռադիոակտիվ է և արագ անհետանում է։ Պարզվեց, որ նրա քիմիական հատկությունները նույնպես ճշգրտորեն համապատասխանում են պարբերական օրենքին։ Կարծես յոդ է:

տրանսուրանի տարրեր.

Քիմիկոսները մեծ աշխատանք են կատարել բնության մեջ ուրանից ավելի ծանր տարրեր փնտրելու համար: Մեկ անգամ չէ, որ գիտական ​​ամսագրերում հայտնվեցին հաղթական հայտարարություններ նոր «ծանր» տարրի «հուսալի» հայտնաբերման մասին, որի ատոմային զանգվածն ավելի մեծ է, քան ուրանը: Օրինակ՝ թիվ 93 տարրը բնության մեջ բազմիցս է «հայտնաբերվել», ստացել է «բոհեմիա», «սեկվանիա» անվանումները։ Բայց այս «բացահայտումները» սխալների արդյունք են ստացվել։ Դրանք բնութագրում են չուսումնասիրված հատկություններով նոր անհայտ տարրի աննշան հետքերի ճշգրիտ վերլուծական որոշման դժվարությունը։

Այս որոնումների արդյունքը բացասական էր, քանի որ Երկրի վրա գործնականում չկան պարբերական համակարգի այն բջիջներին համապատասխանող տարրեր, որոնք պետք է գտնվեն 92-րդ բջիջից այն կողմ։

Ուրանից ծանր նոր տարրեր արհեստականորեն ձեռք բերելու առաջին փորձերը կապված են գիտության զարգացման պատմության ամենաուշագրավ սխալներից մեկի հետ։ Նկատվել է, որ նեյտրոնային հոսքի ազդեցության տակ շատ տարրեր դառնում են ռադիոակտիվ և սկսում են արձակել β-ճառագայթներ։ Ատոմի միջուկը, կորցնելով բացասական լիցքը, պարբերական համակարգում մեկ բջիջ տեղափոխում է աջ, և նրա սերիական համարը դառնում է ևս մեկը՝ տեղի է ունենում տարրերի փոխակերպում։ Այսպիսով, նեյտրոնների ազդեցության տակ սովորաբար առաջանում են ավելի ծանր տարրեր։

Նրանք փորձեցին նեյտրոններով ներգործել ուրանի վրա։ Գիտնականները հույս ունեին, որ, ինչպես մյուս տարրերը, ուրանը նույնպես կունենա β-ակտիվություն, և β-քայքայման արդյունքում կհայտնվի մեկից մեծ թվով նոր տարր: Հենց նա է զբաղեցնելու Մենդելեևի համակարգի 93-րդ խուցը։ Առաջարկվում էր, որ այս տարրը պետք է նման լինի ռենիումին, ուստի այն նախկինում կոչվում էր էկարիում:

Առաջին փորձերը կարծես անմիջապես հաստատեցին այս ենթադրությունը: Ավելին, պարզվեց, որ այս դեպքում ոչ թե մեկ նոր տարր է առաջանում, այլ մի քանիսը։ Հաղորդվում է, որ ուրանը ավելի ծանր 5 նոր տարր է: Բացի էկարիումից, «հայտնաբերվել են» էկաոսմիումը, էկաիրիդիումը, էկապլատինը և էկազոլոտոն։ Եվ բոլոր բացահայտումները սխալմունք են ստացվել։ Բայց դա ուշագրավ սխալ էր։ Այն հանգեցրեց գիտությանը մարդկության պատմության մեջ ֆիզիկայի ամենամեծ նվաճմանը` ուրանի տրոհման և ատոմային միջուկի էներգիայի յուրացմանը:

Տրանսուրանային տարրեր իրականում չեն հայտնաբերվել: Տարօրինակ նոր տարրերով, ապարդյուն փորձեր արվեցին գտնելու ենթադրյալ հատկությունները, որոնք պետք է ունենան էկարիումի և էկագոլդի տարրերը: Եվ հանկարծ այս տարրերի մեջ անսպասելիորեն հայտնաբերվեցին ռադիոակտիվ բարիում և լանթան։ Ոչ թե տրանսուրան, այլ տարրերի ամենատարածված, բայց ռադիոակտիվ իզոտոպները, որոնց տեղերը Մենդելեևի պարբերական համակարգի միջնամասում են։

Անցավ մի քիչ ժամանակ, և այս անսպասելի և շատ տարօրինակ արդյունքը ճիշտ հասկացվեց։

Ինչո՞ւ ուրանի ատոմային միջուկներից, որը գտնվում է տարրերի պարբերական համակարգի վերջում, նեյտրոնների ազդեցության տակ առաջանում են տարրերի միջուկներ, որոնց տեղերը գտնվում են նրա մեջտեղում։ Օրինակ, ուրանի վրա նեյտրոնների ազդեցության տակ հայտնվում են տարրեր, որոնք համապատասխանում են պարբերական համակարգի հետևյալ բջիջներին.

Բազմաթիվ տարրեր են հայտնաբերվել ռադիոակտիվ իզոտոպների աներևակայելի բարդ խառնուրդում, որն արտադրվում է նեյտրոններով ճառագայթված ուրանում։ Չնայած պարզվեց, որ դրանք հին, վաղուց ծանոթ տարրեր են քիմիկոսներին, միևնույն ժամանակ դրանք նոր նյութեր են, որոնք առաջին անգամ ստեղծել է մարդը:

Բնության մեջ չկան բրոմի, կրիպտոնի, ստրոնցիումի և երեսունչորս տարրերից շատ այլ ռադիոակտիվ իզոտոպներ՝ ցինկից մինչև գադոլինիում, որոնք առաջանում են ուրանի ճառագայթման ժամանակ:

Գիտության մեջ դա հաճախ է պատահում. ամենաառեղծվածայինն ու ամենաբարդը պարզ ու պարզ է դառնում, երբ այն բացահայտվում և հասկացվում է: Երբ նեյտրոնը հարվածում է ուրանի միջուկին, այն բաժանվում է, բաժանվում երկու բեկորների՝ ավելի փոքր զանգվածի երկու ատոմային միջուկների: Այս բեկորները կարող են լինել տարբեր չափերի, ինչի պատճառով էլ ձևավորվում են սովորական քիմիական տարրերի այդքան տարբեր ռադիոակտիվ իզոտոպներ։

Ուրանի մի ատոմային միջուկը (92) քայքայվում է բրոմի (35) և լանթանի (57) ատոմային միջուկների, մյուսի պառակտման ժամանակ բեկորները կարող են լինել կրիպտոնի (36) և բարիումի (56) ատոմային միջուկներ: Ստացված մասնատման տարրերի ատոմային թվերի գումարը հավասար կլինի 92-ի։

Սա մեծ հայտնագործությունների շղթայի սկիզբն էր։ Շուտով պարզվեց, որ նեյտրոնի ազդեցության տակ ուրանի 235 ատոմի միջուկից ոչ միայն բեկորներ են առաջանում՝ ավելի ցածր զանգվածով միջուկներ, այլ նաև դուրս են թռչում երկու կամ երեք նեյտրոններ։ Նրանցից յուրաքանչյուրն իր հերթին ունակ է կրկին առաջացնել ուրանի միջուկի տրոհումը։ Եվ յուրաքանչյուր նման բաժանման դեպքում մեծ քանակությամբ էներգիա է արձակվում: Սա մարդու կողմից ներատոմային էներգիայի յուրացման սկիզբն էր։

Ուրանի միջուկների նեյտրոններով ճառագայթման արդյունքում առաջացող ապրանքների հսկայական բազմազանության մեջ հետագայում հայտնաբերվեց առաջին իրական տրանսուրանի թիվ 93 տարրը, որը երկար ժամանակ աննկատ մնաց, այն առաջացավ ուրանի 238-ի վրա նեյտրոնների ազդեցության ներքո։ Քիմիական հատկություններով պարզվեց, որ այն շատ նման է ուրանին և բոլորովին նման չէր՝ ռենիումին, ինչպես և սպասվում էր ուրանից ծանր տարրեր սինթեզելու առաջին փորձերի ժամանակ։ Հետեւաբար, նրանք չկարողացան անմիջապես հայտնաբերել այն։

«Քիմիական տարրերի բնական համակարգից» դուրս տեխնածին առաջին տարրը ստացել է Նեպտունի անունը՝ Նեպտուն մոլորակի պատվին։ Նրա ստեղծումը մեզ համար ընդլայնել է հենց բնության կողմից սահմանված սահմանները։ Նմանապես, Նեպտուն մոլորակի կանխատեսված հայտնագործությունը ընդլայնել է Արեգակնային համակարգի մասին մեր գիտելիքների սահմանները:

Շուտով սինթեզվեց նաև 94-րդ տարրը։ Այն ստացել է վերջին մոլորակի անունը։ Արեգակնային համակարգ.

Նրանք այն անվանեցին պլուտոնիում: Մենդելեևի պարբերական համակարգում այն ​​հաջորդում է նեպտունիումին հերթականությամբ, ինչպես «Արեգակնային * համակարգի վերջին մոլորակը՝ Պլուտոնը, որի ուղեծիրը գտնվում է Նեպտունի ուղեծրից այն կողմ: Թիվ 94 տարրը առաջանում է նեպտունիումից՝ նրա β-քայքայման ժամանակ։

Պլուտոնիումը միակ տրանսուրանի տարրն է, որն այժմ արտադրվում է միջուկային ռեակտորներում շատ մեծ քանակությամբ։ Ինչպես ուրան-235-ը, այն ունակ է տրոհվել նեյտրոնների ազդեցության տակ և օգտագործվում է որպես վառելիք միջուկային ռեակտորներում։

95 և 96 տարրերը կոչվում են ամերիցիում և կուրիում։ Դրանք այժմ արտադրվում են նաև միջուկային ռեակտորներում։ Երկու տարրերն էլ ունեն շատ բարձր ռադիոակտիվություն՝ արձակում են α-ճառագայթներ։ Այս տարրերի ռադիոակտիվությունն այնքան մեծ է, որ դրանց աղերի խտացված լուծույթները մթության մեջ տաքանում են, եռում և շատ ուժեղ փայլում։

Բոլոր տրանսուրանի տարրերը` նեպտունիումից մինչև ամերիցիում և կուրիում, ստացվել են բավականին մեծ քանակությամբ: IN մաքուր ձևսրանք արծաթագույն մետաղներ են, բոլորն էլ ռադիոակտիվ են և քիմիական հատկություններով որոշ չափով նման են միմյանց, իսկ ինչ-որ առումով նկատելիորեն տարբերվում են։

97-րդ տարրը՝ բերկելիումը, նույնպես մեկուսացված է եղել իր մաքուր տեսքով։ Դրա համար անհրաժեշտ էր պլուտոնիումի մաքուր պատրաստուկ տեղադրել միջուկային ռեակտորի ներսում, որտեղ այն վեց ամբողջ տարի ենթարկվել էր հզոր նեյտրոնային հոսքի։ Այդ ընթացքում նրանում կուտակվել է մի քանի միկրոգրամ թիվ 97 տարր, միջուկային ռեակտորից հանվել է պլուտոնիումը, լուծվել թթվի մեջ, իսկ խառնուրդից մեկուսացվել է ամենաերկարակյաց բերկելիում-249-ը։ Այն շատ ռադիոակտիվ է, այն մեկ տարվա ընթացքում քայքայվում է կեսով: Առայժմ միայն մի քանի միկրոգրամ բերկելիում է ստացվել։ Բայց այս քանակությունը բավական էր, որպեսզի գիտնականները ճշգրիտ ուսումնասիրեին դրա քիմիական հատկությունները։

Շատ հետաքրքիր է 98 համարի տարրը՝ կալիֆորնիումը, վեցերորդը ուրանից հետո։ Californium-ը առաջին անգամ ստեղծվել է կուրիումի թիրախը ալֆա մասնիկներով ռմբակոծելով:

Հետագա երկու տրանսուրանի տարրերի՝ 99-րդ և 100-րդի սինթեզի պատմությունը հետաքրքրաշարժ է: Առաջին անգամ նրանք հայտնվեցին ամպերի ու «ցեխի» մեջ։ Ուսումնասիրելու համար, թե ինչ է ձևավորվում ջերմամիջուկային պայթյունների ժամանակ, ինքնաթիռը թռչում էր պայթուցիկ ամպի միջով, իսկ նստվածքի նմուշները հավաքվում էին թղթե ֆիլտրերի վրա: Այս նստվածքում հայտնաբերվել են երկու նոր տարրերի հետքեր։ Ավելի ճշգրիտ տվյալներ ստանալու համար նրանք հավաքել են մեծ թվով«ցեխ» - փոփոխվել է հողի և քարի պայթյունից: Այս «կեղտը» մշակվել է լաբորատորիայում, և դրանից մեկուսացվել է երկու նոր տարր։ Դրանք անվանվել են էյնշտեյնիում և ֆերմիում` ի պատիվ գիտնականներ Ա.Էյնշտեյնի և Է.Ֆերմիի, որոնց մարդկությունն առաջին հերթին պարտավոր է ատոմային էներգիայի յուրացման ուղիների հայտնաբերմամբ։ Էյնշտեյնին է պատկանում զանգվածի և էներգիայի համարժեքության օրենքը, և Ֆերմին կառուցեց առաջին ատոմային ռեակտորը։ Այժմ լաբորատորիաներում ստանում են նաև էյնշտեյն և ֆերմիում։

Երկրորդ հարյուրի տարրեր.

Ոչ վաղ անցյալում հազիվ թե որևէ մեկը կարող էր հավատալ, որ հարյուրերորդ տարրի խորհրդանիշը կներառվի պարբերական աղյուսակում:

Տարրերի արհեստական ​​սինթեզն արեց իր գործը՝ ֆերմիումը կարճ ժամանակով փակեց հայտնի քիմիական տարրերի ցանկը։ Գիտնականների մտքերն այժմ ուղղված էին դեպի հեռավորությունը՝ դեպի երկրորդ հարյուրյակի տարրերը։

Բայց ճանապարհին մի պատնեշ կար, որը հաղթահարելը հեշտ չէր։

Մինչ այժմ ֆիզիկոսները նոր տրանսուրանի տարրեր են սինթեզում հիմնականում երկու եղանակով։ Կամ թիրախները կրակել են արդեն սինթեզված տրանսուրանի տարրերից α-մասնիկներով և դեյտրոններով։ Կամ նրանք ռմբակոծում էին ուրան կամ պլուտոնիում հզոր նեյտրոնային հոսքերով։ Արդյունքում ձևավորվեցին նեյտրոններով շատ հարուստ այս տարրերի իզոտոպներ, որոնք մի քանի հաջորդական β-քայքայվելուց հետո վերածվեցին նոր տրանսուրանի իզոտոպների։

Այնուամենայնիվ, 1950-ականների կեսերին այս երկու հնարավորություններն էլ սպառվեցին։ Միջուկային ռեակցիաների ժամանակ հնարավոր եղավ ստանալ անհամեմատ մեծ քանակությամբ էյնշտեյնիում և ֆերմիում, և, հետևաբար, անհնար էր դրանցից թիրախներ ստեղծել: Սինթեզի նեյտրոնային մեթոդը նույնպես թույլ չի տվել առաջ գնալ ֆերմիումից այն կողմ, քանի որ այս տարրի իզոտոպները ենթարկվել են ինքնաբուխ տրոհման՝ շատ ավելի մեծ հավանականությամբ, քան β-ի քայքայումը։ Հասկանալի է, որ նման պայմաններում անիմաստ էր խոսել նոր տարրի սինթեզի մասին։

Ուստի ֆիզիկոսները կատարեցին հաջորդ քայլը միայն այն ժամանակ, երբ հաջողվեց կուտակել թիրախի համար անհրաժեշտ թիվ 99 տարրի նվազագույն քանակությունը։Դա տեղի ունեցավ 1955թ.

Ամենաուշագրավ ձեռքբերումներից մեկը, որով գիտությունը իրավամբ կարող է հպարտանալ, 101-րդ տարրի ստեղծումն է։

Այս տարրը կոչվել է քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի մեծ ստեղծողի՝ Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևի անունով։

Մենդելևիումը ստացվել է հետևյալ կերպ. Մոտավորապես մեկ միլիարդ էյնշտեյնի ատոմներից բաղկացած անտեսանելի ծածկույթը կիրառվել է ամենաբարակ ոսկե փայլաթիթեղի վրա: Ալֆա մասնիկներ շատ բարձր էներգիայով, ճեղքելով ոսկե փայլաթիթեղով հակառակ կողմը, էյնշտեյնի ատոմների հետ բախվելիս կարող է միջուկային ռեակցիայի մեջ մտնել։ Արդյունքում առաջացել են 101-րդ տարրի ատոմները։ Նման բախման ժամանակ մենդելևի ատոմները դուրս թռան ոսկե փայլաթիթեղի մակերևույթից և հավաքվեցին դրա կողքին գտնվող մյուսի վրա՝ ոսկու ամենաբարակ տերևը։ Այս հնարամիտ եղանակով հնարավոր եղավ մեկուսացնել 101 տարրի մաքուր ատոմները էյնշտեյնիումի և նրա քայքայման արտադրանքի բարդ խառնուրդից: Անտեսանելի ափսեը լվացվել է թթվով և ենթարկվել ռադիոքիմիական հետազոտության։

Իսկապես հրաշք էր։ Յուրաքանչյուր առանձին փորձի ժամանակ 101-րդ տարրի ստեղծման սկզբնական նյութը մոտավորապես մեկ միլիարդ էյնշտեյնի ատոմ էր: Սա շատ քիչ պակաս է, քան միլիգրամի մեկ միլիարդերորդ մասը, և էյնշտեյնիում ստանալու համար ավելինանհնար էր. Նախօրոք հաշվարկվել է, որ էյնշտեյնիումի միլիարդ ատոմներից α-մասնիկներով բազմաթիվ ժամեր ռմբակոծության տակ էյնշտեյնիումի միայն մեկ ատոմ կարող է արձագանքել և, հետևաբար, նոր տարրի միայն մեկ ատոմ կարող է առաջանալ։ Հարկավոր էր ոչ միայն կարողանալ հայտնաբերել այն, այլեւ դա անել այնպես, որ ընդամենը մեկ ատոմից պարզեր տարրի քիմիական բնույթը։

Եվ դա արվեց։ Փորձի հաջողությունը գերազանցեց հաշվարկներն ու սպասումները։ Մեկ փորձի ժամանակ հնարավոր էր նկատել նոր տարրի ոչ թե մեկ, այլ նույնիսկ երկու ատոմ։ Ընդհանուր առմամբ, փորձերի առաջին շարքում ստացվել է տասնյոթ մենդելևի ատոմ։ Պարզվեց, որ սա բավական է թե՛ նոր տարրի առաջացման փաստը, թե՛ պարբերական համակարգում նրա տեղը հաստատելու, և՛ նրա հիմնական քիմիական և ռադիոակտիվ հատկությունները որոշելու համար։ Պարզվել է, որ սա α-ակտիվ տարր է, որի կիսամյակը մոտ կես ժամ է։

Մենդելևիումը` երկրորդ հարյուրյակի առաջին տարրը, պարզվեց, որ մի տեսակ հանգրվան է տրանսուրանի տարրերի սինթեզի ճանապարհին: Մինչ այժմ այն ​​մնում է վերջինը նրանցից, որոնք սինթեզվում էին հին մեթոդներով՝ α-մասնիկներով ճառագայթում։ Այժմ ասպարեզ են մտել ավելի հզոր արկեր՝ տարբեր տարրերի արագացված բազմակի լիցքավորված իոններ։ Մենդելևիումի քիմիական բնույթի որոշումը նրա ատոմների հաշված քանակով հիմք դրեց միանգամայն նոր գիտական ​​գիտակարգի՝ առանձին ատոմների ֆիզիկաքիմիայի համար:

Թիվ 102 No տարրի խորհրդանիշը - պարբերական համակարգում վերցված է փակագծերում։ Եվ այս փակագծերում ընկած է այս տարրի երկար ու բարդ պատմությունը:

Նոբելիումի սինթեզը զեկուցվել է 1957 թվականին Նոբելյան ինստիտուտում (Ստոկհոլմ) աշխատող ֆիզիկոսների միջազգային խմբի կողմից։ Առաջին անգամ ծանր արագացված իոնները օգտագործվել են նոր տարր սինթեզելու համար։ Դրանք 13 C իոններ էին, որոնց հոսքն ուղղված էր դեպի կուրիումի թիրախը։ Հետազոտողները եկել են այն եզրակացության, որ իրենց հաջողվել է սինթեզել 102-րդ տարրի իզոտոպը։ Նրան այս անունը տրվել է ի պատիվ Նոբելյան ինստիտուտի հիմնադիր, դինամիտի գյուտարար Ալֆրեդ Նոբելի։

Անցել է մեկ տարի, և Ստոկհոլմի ֆիզիկոսների փորձերը գրեթե միաժամանակ վերարտադրվել են Խորհրդային Միությունում և ԱՄՆ-ում։ Եվ պարզվեց մի զարմանալի բան. խորհրդային և ամերիկացի գիտնականների արդյունքները ոչ մի ընդհանուր բան չունեին ո՛չ Նոբելյան ինստիտուտի աշխատանքի, ո՛չ էլ միմյանց հետ։ Ոչ ոք և ոչ մի այլ տեղ չի կարողացել կրկնել Շվեդիայում իրականացված փորձերը։ Այս իրավիճակը բավական տխուր կատակի տեղիք է տվել՝ «Նոբելից մնացել է միայն մեկ Ոչ» (Ոչ - անգլերենից թարգմանաբար նշանակում է «ոչ»): Պարբերական աղյուսակի վրա հապճեպ դրված խորհրդանիշը չէր արտացոլում տարրի իրական բացահայտումը։

Թիվ 102 տարրի հուսալի սինթեզը կատարել է Միջուկային հետազոտությունների միացյալ ինստիտուտի միջուկային ռեակցիաների լաբորատորիայի մի խումբ ֆիզիկոսներ։ 1962-1967 թթ. Խորհրդային գիտնականները սինթեզել են թիվ 102 տարրի մի քանի իզոտոպներ եւ ուսումնասիրել նրա հատկությունները։ Այս տվյալների հաստատումը ստացվել է ԱՄՆ-ում։ Սակայն ոչ խորհրդանիշը, չունենալով դրա իրավունքը, դեռևս գտնվում է աղյուսակի 102-րդ վանդակում։

Lawrencium, Lw խորհրդանիշով թիվ 103 տարրը, որը կոչվում է ցիկլոտրոնի գյուտարար Է.Լոուրենսի անունով, սինթեզվել է 1961 թվականին ԱՄՆ-ում։ Բայց այստեղ պակաս չէ խորհրդային ֆիզիկոսների վաստակը։ Նրանք ստացան լորենցիումի մի քանի նոր իզոտոպներ և առաջին անգամ ուսումնասիրեցին այս տարրի հատկությունները։ Լորենցիումը նույնպես առաջացել է ծանր իոնների օգտագործմամբ։ Կալիֆորնիայի թիրախը ճառագայթվել է բորի իոններով (կամ ամերիցիումի թիրախը՝ թթվածնի իոններով):

Թիվ 104 տարրն առաջին անգամ ստացել են խորհրդային ֆիզիկոսները 1964 թվականին: Պլուտոնիումի ռմբակոծումը նեոնային իոններով հանգեցրել է դրա սինթեզին: 104-րդ տարրը ստացել է կուրչատովիում (խորհրդանիշ Կի) անվանումը՝ ի պատիվ խորհրդային նշանավոր ֆիզիկոս Իգոր Վասիլևիչ Կուրչատովի։

105-րդ և 106-րդ տարրերը նույնպես առաջին անգամ սինթեզվել են խորհրդային գիտնականների կողմից՝ 1970-ին և 1974-ին։ Դրանցից առաջինը՝ նեոնային իոններով ամերիցիումի ռմբակոծման արդյունքը, կոչվել է նիլսբորիում (Ns)՝ ի պատիվ Նիլս Բորի։ Մյուսի սինթեզն իրականացվել է հետևյալ կերպ՝ կապարի թիրախը ռմբակոծվել է քրոմի իոններով։ 105-րդ և 106-րդ տարրերի սինթեզներն իրականացվել են նաև ԱՄՆ-ում։

Այս մասին կիմանաք հաջորդ գլխում, իսկ ներկան կամփոփենք կարճ պատմվածքով, թե ինչպես

ինչպես ուսումնասիրել երկրորդ հարյուրյակի տարրերի հատկությունները:

Ֆանտաստիկ դժվար առաջադրանք է բախվում փորձարարներին:

Ահա դրա սկզբնական պայմանները. տրված են նոր տարրի մի քանի քանակություն (տասնյակ, լավագույն դեպքում հարյուրավոր) ատոմներ, իսկ ատոմները շատ կարճատև են (կես կյանքը չափվում է վայրկյաններով կամ նույնիսկ վայրկյանի կոտորակներով): Պահանջվում է ապացուցել, որ այդ ատոմները իսկապես նոր տարրի ատոմներ են (այսինքն՝ որոշել Z-ի արժեքը, ինչպես նաև A զանգվածային թվի արժեքը, որպեսզի իմանանք, թե նոր տրանսուրանի որ իզոտոպի մասին է խոսքը): , և ուսումնասիրել նրա կարևորագույն քիմիական հատկությունները։

Մի քանի ատոմ, փոքրիկ կյանքի տեւողություն...

Գիտնականները օգնության են հասնում արագությանը և ամենաբարձր հնարամտությանը: Սակայն ժամանակակից հետազոտողը՝ նոր տարրերի սինթեզի մասնագետը, պետք է ոչ միայն կարողանա «կոշիկ կոխել»։ Նա նաև պետք է տիրապետի տեսական հարցերին։

Եկեք հետևենք հիմնական քայլերին, որոնց միջոցով բացահայտվում է նոր տարրը:

ամենակարեւորը այցեքարտԱռաջին հերթին ծառայում են ռադիոակտիվ հատկությունները, դա կարող է լինել α-մասնիկների արտանետումը կամ ինքնաբուխ տրոհումը։ Յուրաքանչյուր α-ակտիվ միջուկը բնութագրվում է α-մասնիկների հատուկ էներգիաներով։ Այս հանգամանքը հնարավորություն է տալիս կա՛մ բացահայտել հայտնի միջուկները, կա՛մ եզրակացնել, որ հայտնաբերվել են նորերը։ Օրինակ՝ ուսումնասիրելով α-մասնիկների առանձնահատկությունները՝ գիտնականները կարողացան ստանալ 102-րդ և 103-րդ տարրերի սինթեզի հավաստի ապացույցներ։

Ճեղքման արդյունքում ձևավորված էներգետիկ մասնատման միջուկները շատ ավելի հեշտ են հայտնաբերել, քան α-մասնիկները՝ բեկորների շատ ավելի մեծ էներգիայի պատճառով։ Դրանց գրանցման համար օգտագործվում են հատուկ կարգի ապակուց պատրաստված թիթեղներ։ Բեկորները մի փոքր նկատելի հետքեր են թողնում թիթեղների մակերեսին։ Այնուհետև թիթեղները ենթարկվում են քիմիական մշակման (փորագրման) և մանրադիտակի տակ մանրակրկիտ հետազոտվում: Ապակին լուծվում է ֆտորաթթվի մեջ։

Եթե ​​բեկորներով կրակված ապակե թիթեղը դրվի ֆտորաթթվի լուծույթի մեջ, ապա այն վայրերում, որտեղ բեկորներն ընկել են, ապակին ավելի արագ կլուծվի, և այնտեղ անցքեր կառաջանան։ Նրանց չափերը հարյուրավոր անգամ ավելի մեծ են, քան բեկորի թողած սկզբնական հետքը: Հորերը կարելի է դիտարկել մանրադիտակի տակ փոքր խոշորացմամբ: Այլ ռադիոակտիվ արտանետումները ավելի քիչ վնաս են հասցնում ապակե մակերեսներին և չեն երևում փորագրումից հետո:

Ահա թե ինչ են պատմում կուրչատովիումի սինթեզի հեղինակները այն մասին, թե ինչպես է տեղի ունեցել նոր տարրի հայտնաբերման գործընթացը. միջուկները ապակե թիթեղների վրա: Վերջապես, ցիկլոտրոնն անջատված է: «Անհամբեր սպասում ենք արդյունքին: Անցնում է մի քանի ժամ: Մանրադիտակի տակ հայտնաբերվել են վեց հետքեր: Դրանց դիրքից հաշվարկվել է կիսամյակը: Պարզվել է. 0,1-ից 0,5 վրկ ժամանակային միջակայքում»։

Եվ ահա թե ինչպես են նույն հետազոտողները խոսում կուրչատովիումի և նիլսբորիումի քիմիական բնույթի գնահատման մասին։ «Թիվ 104 տարրի քիմիական հատկությունների ուսումնասիրության սխեման հետևյալն է՝ հետադարձ ատոմները թիրախից դուրս են գալիս ազոտի շիթով, դրանում դանդաղում են, ապա քլորացվում։ 104-րդ տարրի միացությունները քլորով հեշտությամբ թափանցում են հատուկ զտիչով։ , բայց բոլոր ակտինիդները չեն անցնում: Եթե 104-րդը պատկաներ ակտինոիդների շարքին, ապա այն կհետաձգվեր ֆիլտրի կողմից: Այնուամենայնիվ, ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ 104-րդ տարրը հաֆնիումի քիմիական անալոգն է: Սա ամենակարևոր քայլն է դեպի պարբերական աղյուսակը լրացնելով նոր տարրերով.

Այնուհետեւ Դուբնայում ուսումնասիրվել են 105-րդ տարրի քիմիական հատկությունները։ Պարզվել է, որ դրա քլորիդները ներծծվում են խողովակի մակերեսի վրա, որով նրանք շարժվում են թիրախից հաֆնիումի քլորիդներից ցածր, բայց նիոբիումի քլորիդներից բարձր ջերմաստիճանում։ Այս կերպ կարող են վարվել միայն տանտալին քիմիական հատկություններով մոտ գտնվող տարրի ատոմները: Նայեք պարբերական աղյուսակին. տանտալի քիմիական անալոգը թիվ 105 տարրն է: Հետևաբար, 105-րդ տարրի ատոմների մակերեսի վրա կլանման փորձերը հաստատեցին, որ դրա հատկությունները համընկնում են պարբերական համակարգի հիման վրա կանխատեսվածների հետ։

, պլուտոնիում), աստղերի ֆոտոսֆերաներում (տեխնեցիում և, հնարավոր է, պրոմեթիում), գերնոր աստղերի թաղանթներում (կալիֆորնիում և, հավանաբար, նրա քայքայման արտադրանքները՝ բերկելիում, կուրիում, ամերիցիում և ավելի վառիչ)։

Բնության մեջ հայտնաբերված վերջին տարրը մինչև արհեստականորեն սինթեզվելը ֆրանցիումն էր (1939 թ.): Առաջին քիմիական տարրը, որը սինթեզվեց, տեխնիումն էր 1937 թվականին։ 2012 թվականի դրությամբ տարրերը սինթեզվել են միջուկային միաձուլման կամ քայքայման արդյունքում՝ դառնալով 118 ատոմային համարով ununoctium, և փորձեր են արվել նաև սինթեզել հետևյալ գերծանր տրանսուրանի տարրերը. Շարունակվում է նոր տրանսակտինոիդի և սուպերակտինոիդի սինթեզը:

Ամենահայտնի լաբորատորիաները, որոնք սինթեզել են մի քանի նոր տարրեր և մի քանի տասնյակ կամ հարյուրավոր նոր իզոտոպներ, Ազգային լաբորատորիան են: Լոուրենսը Բերքլիի և Լիվերմորի ազգային լաբորատորիայում (ԱՄՆ), Դուբնայում (ԽՍՀՄ/Ռուսաստան), Եվրոպական (Գերմանիա), Քեմբրիջի համալսարանի Քավենդիշ լաբորատորիայում (Մեծ Բրիտանիա), (Ճապոնիա) և այլն: Վերջին տասնամյակների ընթացքում տարրերի սինթեզը ամերիկյան, Ռուսական կենտրոններում աշխատում են գերմանական և միջազգային թիմեր։

Սինթեզված տարրերի հայտնաբերում ըստ երկրների

ԽՍՀՄ, Ռուսաստան

ԱՄՆ

Գերմանիա

Վիճահարույց առաջնահերթություններ և ընդհանուր արդյունքներ

Մի շարք տարրերի համար առաջնահերթությունը հավասարապես հաստատվում է IUPAC-ի և IUPAP-ի համատեղ հանձնաժողովի որոշմամբ կամ մնում է հակասական.

ԱՄՆ և Իտալիա

Ռուսաստան և Գերմանիա

Ռուսաստան և Ճապոնիա

Գրեք ակնարկ «Սինթեզված քիմիական տարրեր» հոդվածի վերաբերյալ

Նշումներ

Հղումներ

30px	[[Վիքիքաղվածքում
	[[Lua սխալ Module:Wikidata/Interproject 17 տողում. փորձեք ինդեքսավորել «wikibase» դաշտը (զրոյական արժեք): |սինթեզված քիմիական տարրեր]]Վիքիդարանում
30px	[((localurl:Commons:Category: Lua սխալ. callParserFunction. «#property» ֆունկցիան չի գտնվել: ))?uselang=en Սինթեզված քիմիական տարրեր] Wikimedia Commons-ում

• «Ռուսաստանի միջուկային և տիեզերական արդյունաբերություն» կայքում տարրերի սինթեզի մասին,
• «Վիրտուալ պարբերական աղյուսակ» կայքում տարրերի սինթեզի մասին,
• Կայքում տարրերի սինթեզի մասին,

Սինթեզված քիմիական տարրերը բնութագրող հատված

-Ի՞նչ ենք անելու նրանց հետ։ - Ջղաձգորեն հառաչելով, նա ցույց տվեց երեխաներին, ովքեր հավաքվել էին միասին, Ստելլա: -Դու այստեղ չես կարող թողնել:
Ես չհասցրի պատասխանել, երբ հնչեց մի հանգիստ և շատ տխուր ձայն.
«Ես կմնամ նրանց մոտ, եթե իհարկե թույլ տաք»։
Միասին մենք վեր թռանք և շրջվեցինք. սա այն մարդն էր, ով փրկեց Մերին խոսելով... Եվ ինչ-որ կերպ մենք ամբողջովին մոռացանք նրա մասին:
- Ինչպես ես քեզ զգում? – Հարցրի ես որքան հնարավոր է բարեկամաբար:
Ես, անկեղծ ասած, չարիք չեմ ցանկացել այս դժբախտ անծանոթին՝ այդքան թանկ գնով փրկված։ Դա նրա մեղքը չէր, և ես ու Ստելլան դա շատ լավ գիտեինք։ Բայց կորստի սարսափելի դառնությունը դեռևս բարկությամբ պղտորում էր աչքերս, և չնայած ես գիտեի, որ դա շատ, շատ անարդար էր նրա հանդեպ, ես չկարողացա հավաքվել և դուրս մղել ինձ այս սարսափելի ցավը, թողնելով այն «հետագայում», երբ Ես մենակ եմ, և փակվելով «իմ անկյունում», կարող եմ դառը և շատ ծանր արցունքներ թափել… Ես նաև շատ էի վախենում, որ անծանոթը ինչ-որ կերպ կզգա իմ «մերժումը», և այդպիսով նրա ազատ արձակումը կկորցնի դա։ կարևորության և գեղեցկության հաղթանակ չարի նկատմամբ, որի անունից զոհվեցին իմ ընկերները... Ուստի ես փորձեցի առավելագույնս հավաքվել ինձ և հնարավորինս անկեղծ ժպտալով՝ սպասեցի հարցիս պատասխանին։
Տղամարդը տխուր նայեց շուրջը, ըստ երևույթին այնքան էլ չհասկանալով, թե ինչ է տեղի ունեցել այստեղ և ինչ է կատարվում իր հետ այս ամբողջ ընթացքում...
-Դե որտե՞ղ եմ ես...- հուզմունքից խռպոտ ձայնով հանդարտ հարցրեց նա: Ինչ է սա, այդքան սարսափելի: Կարծես այն չէ, ինչ հիշում եմ... Ո՞վ ես դու:
- Մենք ընկերներ ենք. Եվ դուք միանգամայն իրավացի եք. սա այնքան էլ հաճելի վայր չէ... Եվ մի փոքր ավելի հեռու, վայրերն ընդհանրապես սարսափելի են: Մեր ընկերն այստեղ է ապրել, մահացել է...
«Կներեք, փոքրիկներ: Ինչպե՞ս է մահացել ձեր ընկերը:
«Դու սպանեցիր նրան», - տխուր շշնջաց Ստելլան:
Ես քարացա՝ հայացքը հառելով ընկերուհուս վրա… Դա չասաց ինձ քաջածանոթ «արևոտ» Ստելլան, ով «անպայման» ցավում էր բոլորի համար և երբեք ոչ ոքի չէր ստիպի տառապել: Բայց, ըստ երևույթին, , կորստի ցավը, ինչպես և ես, նրա մեջ առաջացրեց զայրույթի անգիտակից զգացում «բոլորի և ամեն ինչի նկատմամբ», և երեխան դեռ չէր կարողանում դա կառավարել իր մեջ:
– Ե՞ս... – բացականչեց անծանոթը: Բայց դա չի կարող ճիշտ լինել: Ես երբեք ոչ մեկին չեմ սպանել։
Մենք զգում էինք, որ նա ասում է մաքուր ճշմարտությունը, և գիտեինք, որ իրավունք չունենք մեղքը բարդել նրա վրա։ Ուստի, առանց որևէ բառ ասելու, մենք միասին ժպտացինք և անմիջապես փորձեցինք արագ բացատրել, թե իրականում ինչ է տեղի ունեցել այստեղ։
Տղամարդը երկար ժամանակ բացարձակ շոկի մեջ էր... Ըստ երևույթին, այն ամենը, ինչ նա լսում էր, նրա համար վայրենի էր թվում և, անշուշտ, չէր համընկնում այն ​​բանի հետ, թե ինչ էր նա իրականում, և ինչպես էր նա վերաբերվում այնպիսի սարսափելի չարիքին, որը չէր տեղավորվում դրա մեջ: նորմալ մարդկային շրջանակներ....
- Ինչպե՞ս կարող եմ փոխհատուցել այս ամենը: Ի վերջո, ես չեմ կարող դա անել: Իսկ ինչպե՞ս ապրել դրա հետ?!..- բռնեց գլուխը... -Քանի՞ն եմ սպանել, ասա՛... Որևէ մեկը կարո՞ղ է այդպես ասել: Ի՞նչ կասեք ձեր ընկերների մասին: Ինչու՞ գնացին դրան: Բայց ինչու?!!!..
- Որ կարողանաս ապրել այնպես, ինչպես պետք է... Ինչպես ուզում էիր... Եվ ոչ այնպես, ինչպես ինչ-որ մեկն ուզում էր... Սպանել Չարին, որը սպանեց ուրիշներին: Որովհետև, հավանաբար...,- տխուր ասաց Ստելլան:
«Ներիր ինձ, սիրելինե՛րս... Ների՛ր ինձ... Եթե կարող ես...»,- մարդն ամբողջովին սպանված տեսք ուներ, և ես հանկարծ «ծակվեցի» շատ վատ կանխազգացումով...
- Դե, ես չեմ! Ես վրդովված բացականչեցի. «Հիմա դուք պետք է ապրեք»: Ցանկանու՞մ եք զրոյացնել նրանց ողջ զոհաբերությունը։ Մի՛ համարձակվիր նույնիսկ մտածել։ Հիմա դու նրանց փոխարեն լավություն կանես։ Դա ճիշտ կլինի։ Իսկ հեռանալն ամենահեշտ բանն է։ Իսկ դու այլեւս այդ իրավունքը չունես։
Անծանոթը շշմած նայում էր ինձ՝ ըստ երևույթին չսպասելով «արդար» վրդովմունքի նման կատաղի պոռթկումին։ Եվ հետո նա տխուր ժպտաց և կամացուկ ասաց.
-Ինչպե՞ս էիր սիրում նրանց… Ո՞վ ես դու, աղջիկ:
Կոկորդս շատ սեղմված էր, և որոշ ժամանակ չէի կարողանում որևէ բառ սեղմել։ Շատ ցավալի էր այսքան ծանր կորստի պատճառով, և, միևնույն ժամանակ, տխուր էի այս «անհանգիստ» մարդու համար, ով այսքան ծանրաբեռնվածությամբ շատ դժվար կլիներ գոյություն ունենալ...
-Ես Սվետլանան եմ: Եվ սա Ստելլան է: Մենք պարզապես շրջում ենք այստեղ: Մենք այցելում ենք ընկերներին կամ օգնում ինչ-որ մեկին, երբ կարող ենք: Ճիշտ է, հիմա ընկերներ չեն մնացել ...
-Ներիր ինձ, Սվետլանա: Չնայած, ամենայն հավանականությամբ, ոչինչ չի փոխի, եթե ամեն անգամ ներողություն խնդրեմ... Եղավ այն, ինչ եղավ, և ես ոչինչ չեմ կարող փոխել: Բայց ես կարող եմ փոխել այն, ինչ տեղի է ունենում, այնպես չէ՞: - Տղամարդը երկնքի պես նայեց ինձ իր կապույտ աչքերով և ժպտալով տխուր ժպիտով ասաց. - ոչ այնքան ազատ, սիրելիս.. Ավելի շուտ, կարծես մեղքի քավություն լինի... Ինչի հետ իհարկե համաձայն եմ: Բայց քո ընտրությունն է, որ ես պետք է ապրեմ քո ընկերների համար: Որովհետև նրանք իրենց կյանքը տվեցին ինձ համար... Բայց ես դա չխնդրեցի, չէ՞... Հետևաբար, դա իմ ընտրությունը չէ...

Ներկայումս հայտնի տրանսուրանի 26 տարրերից 24-ը մեր մոլորակի վրա չեն հայտնաբերվել: Դրանք ստեղծվել են մարդու կողմից: Ինչպե՞ս են սինթեզվում ծանր և գերծանր տարրերը:
Երեսուներեք ենթադրյալ տարրերից բաղկացած առաջին ցանկը՝ «Բնության բոլոր թագավորություններին պատկանող նյութերի աղյուսակը, որոնք կարելի է համարել մարմինների ամենապարզ բաղադրիչները», հրապարակվել է Անտուան ​​Լորան Լավուազեի կողմից 1789 թվականին։ Թթվածնի, ազոտի, ջրածնի, տասնյոթ մետաղների և մի քանի այլ իրական տարրերի հետ միասին պատկերված էին լույսը, կալորիականությունը և որոշ օքսիդներ։ Եվ երբ 80 տարի անց Մենդելեևը ստեղծեց Պարբերական աղյուսակը, քիմիկոսները գիտեին 62 տարր: 20-րդ դարի սկզբին ենթադրվում էր, որ բնության մեջ կա 92 տարր՝ ջրածնից մինչև ուրան, թեև դրանցից մի քանիսը դեռևս հայտնաբերված չէին: Այնուամենայնիվ, արդեն 19-րդ դարի վերջում գիտնականները խոստովանեցին գոյությունը: տարրեր, որոնք հետևում են ուրանի (տրանսուրաններին) պարբերական համակարգում, բայց չեն կարողանում գտնել դրանք: Այժմ հայտնի է, որ երկրակեղևը պարունակում է 93-րդ և 94-րդ տարրերի՝ նեպտունիումի և պլուտոնիումի հետքեր: Բայց պատմականորեն այդ տարրերը սկզբում ձեռք են բերվել արհեստականորեն և միայն այնուհետև հայտնաբերվել հանքանյութերի բաղադրության մեջ:
94 առաջին տարրերից 83-ն ունեն կա՛մ կայուն, կա՛մ երկարակյաց իզոտոպներ, որոնց կես կյանքը համեմատելի է Արեգակնային համակարգի տարիքի հետ (նրանք մեր մոլորակ են եկել նախամոլորակային ամպից): Մնացած 11 բնական տարրերի կյանքը շատ ավելի կարճ է, և, հետևաբար, նրանք առաջանում են երկրի ընդերքում միայն ռադիոակտիվ քայքայման արդյունքում: կարճ ժամանակ. Բայց ի՞նչ կասեք մնացած բոլոր տարրերի մասին՝ 95-րդից մինչև 118-րդ։ Մեր մոլորակի վրա չկան: Բոլորն էլ ստացվել են արհեստական ​​ճանապարհով։
Առաջին արհեստական
Արհեստական ​​տարրերի ստեղծումն ունի երկար պատմություն. Դրա հիմնարար հնարավորությունը պարզ դարձավ 1932 թվականին, երբ Վերներ Հայզենբերգը և Դմիտրի Իվանենկոն եկան այն եզրակացության, որ ատոմային միջուկները բաղկացած են պրոտոններից և նեյտրոններից։ Երկու տարի անց Էնրիկո Ֆերմիի խումբը փորձեց արտադրել տրանսուրան՝ ուրանը դանդաղ նեյտրոններով ճառագայթելով։ Ենթադրվում էր, որ ուրանի միջուկը կգրավի մեկ կամ երկու նեյտրոն, որից հետո այն կենթարկվի բետա քայքայման՝ 93-րդ կամ 94-րդ տարրերի ծնունդով։ Նրանք նույնիսկ շտապեցին հայտարարել տրանսուրանների հայտնաբերման մասին, որոնք Ֆերմին 1938 թվականին Նոբելյան իր ելույթում անվանեց ausonium և hesperium: Այնուամենայնիվ, գերմանացի ռադիոքիմիկոսներ Օտտո Հանը և Ֆրից Ստրասմանը, ավստրիացի ֆիզիկոս Լիզ Մեյթների հետ միասին, շուտով ցույց տվեցին, որ Ֆերմին սխալվում էր. զանգվածային. 1938 թվականի դեկտեմբերին արված այս հայտնագործությունն էր, որը հնարավորություն տվեց ստեղծել միջուկային ռեակտոր և ատոմային ռումբ:Առաջին սինթեզված տարրն ամենևին էլ տրանսուրանը չէր, այլ Մենդելեևի կանխատեսած էկամարգանը: Այն փնտրվել է տարբեր հանքաքարերում, բայց անհաջող։ Իսկ 1937 թվականին էկամարգանեզը, որը հետագայում կոչվեց տեխնեցիում (հունարենից ??? - արհեստական) ստացվեց Լոուրենս Բերքլիի ազգային լաբորատորիայի ցիկլոտրոնում արագացված դեյտերիումի միջուկներով մոլիբդենի թիրախը գնդակոծելով:
Թեթև արկեր
93-ից 101-րդ տարրերը ստացվել են դրան հաջորդող ուրանի միջուկների կամ տրանսուրանի փոխազդեցությամբ նեյտրոնների, դեյտրոնների (դեյտերիումի միջուկներ) կամ ալֆա մասնիկների (հելիումի միջուկներ) հետ։ Այստեղ առաջին հաջողությանը հասան ամերիկացիներ Էդվին Մակմիլանը և Ֆիլիպ Աբելսոնը, ովքեր 1940 թվականին սինթեզեցին նեպտունիում-239՝ մշակելով Ֆերմիի գաղափարը. 94-րդ տարրը` պլուտոնիումը, առաջին անգամ հայտնաբերվել է նեպտունիում-238-ի բետա-քայքայման ուսումնասիրության ժամանակ, որն առաջացել է ուրանի դեյտրոնային ռմբակոծմամբ UC Berkeley ցիկլոտրոնում 1941 թվականի սկզբին: Եվ շուտով պարզ դարձավ, որ պլուտոնիում-239-ը, դանդաղ նեյտրոնների ազդեցության տակ, տրոհվում է ոչ ավելի վատ, քան ուրան-235-ը և կարող է ծառայել որպես ատոմային ռումբի լցոն: Հետևաբար, այս տարրի ստացման և հատկությունների մասին բոլոր տեղեկությունները դասակարգվեցին, իսկ Մակմիլանի, Գլեն Սիբորգի հոդվածը (իրենց հայտնագործությունների համար նրանք կիսեցին Նոբելյան մրցանակ 1951) և նրանց գործընկերները երկրորդ տրանսուրանի մասին հաղորդագրությունով տպագրվել են միայն 1946 թվականին: Ամերիկյան իշխանությունները նաև հետաձգեցին 95-րդ տարրի՝ ամերիցիումի հայտնաբերման հրապարակումը, որը 1944 թվականի վերջին Seaborg խմբի կողմից մեկուսացվեց նեյտրոնից։ ռմբակոծման արտադրանքը գրեթե վեց տարվա ընթացքում.պլուտոնիում միջուկային ռեակտորում. Մի քանի ամիս առաջ նույն թիմի ֆիզիկոսները ձեռք էին բերել 96 տարրի առաջին իզոտոպը՝ 242 ատոմային քաշով, որը սինթեզվել էր արագացված ալֆա մասնիկներով ռմբակոծելով ուրան-239-ը։ Այն կոչվել է curium՝ ի նշան Պիեռ և Մարի Կյուրիների գիտական ​​արժանիքների՝ այդպիսով բացելով տրանսուրանների անվանման ավանդույթը՝ ի պատիվ ֆիզիկայի և քիմիայի դասականների: Առաջին երկուսն անվանվել են իրենց ծննդավայրի անունով՝ Բերքլի և Կալիֆորնիա: Բերկելիումը սինթեզվել է 1949 թվականի դեկտեմբերին ալֆա մասնիկներով ամերիցիումի ռմբակոծության ժամանակ, իսկ երկու ամիս անց կալիֆորնիումը կուրիումի նույն ռմբակոծմամբ։ 99-րդ և 100-րդ տարրերը՝ էյնշտեյնը և ֆերմիումը, հայտնաբերվել են Էնիվետոկ ատոլի տարածքում հավաքված նմուշների ռադիոքիմիական վերլուծության ժամանակ, որտեղ 1952 թվականի նոյեմբերի 1-ին ամերիկացիները պայթեցրել են Մայք տասը մեգատոնանոց ջերմամիջուկային լիցքը, որի պատյանը պատրաստված էր ուրանից։ 238։ Պայթյունի ժամանակ ուրանի միջուկները կլանեցին մինչև տասնհինգ նեյտրոններ, որից հետո նրանք ենթարկվեցին բետա քայքայման շղթաների, ինչը հանգեցրեց այդ տարրերի ձևավորմանը։ 101 տարրը՝ մենդելևիումը, ստացվել է 1955 թվականի սկզբին։ Սիբորգը, Ալբերտ Գիորսոն, Բեռնարդ Հարվին, Գրեգորի Շոպինը և Սթենլի Թոմսոնի ալֆա-մասնիկները ռմբակոծել են մոտ միլիարդ (շատ քիչ, բայց ավելին չկար) էյնշտեյնի ատոմները էլեկտրոլիտիկ կերպով նստած ոսկե փայլաթիթեղի վրա: Չնայած ճառագայթի չափազանց բարձր խտությանը (վայրկյանում 60 տրիլիոն ալֆա մասնիկներ), ստացվել է միայն 17 մենդելևի ատոմ, բայց միևնույն ժամանակ հնարավոր է եղել հաստատել դրանց ճառագայթման և քիմիական հատկությունները։
ծանր իոններ
Մենդելևիան վերջին տրանսուրանն էր, որն արտադրվել էր նեյտրոնների, դեյտրոնների կամ ալֆա մասնիկների միջոցով։ Հետևյալ տարրերը ստանալու համար պահանջվում էին թիրախներ 100 տարրից՝ ֆերմիումից, որոնք այն ժամանակ անհնար էր արտադրել (նույնիսկ հիմա ֆերմիումը նանոգրամով արտադրվում է միջուկային ռեակտորներում): Գիտնականները գնացին այլ ճանապարհով՝ ռմբակոծելու համար օգտագործեցին իոնացված ատոմներ: թիրախներ, որոնց միջուկները պարունակում են ավելի քան երկու պրոտոն (դրանք կոչվում են ծանր իոններ): Իոնային ճառագայթները արագացնելու համար անհրաժեշտ էին մասնագիտացված արագացուցիչներ։ Առաջին նման HILAC մեքենան (Ծանր իոնային գծային արագացուցիչ) գործարկվել է Բերկլիում 1957 թվականին, երկրորդը՝ U-300 ցիկլոտրոնը, գործարկվել է Դուբնայում Միջուկային հետազոտությունների միացյալ ինստիտուտի միջուկային ռեակցիաների լաբորատորիայում 1960 թվականին։ Ավելի ուշ Դուբնայում գործարկվեցին ավելի հզոր U-400 և U-400M կայանքներ։ Մեկ այլ արագացուցիչ UNILAC (Համընդհանուր գծային արագացուցիչ) գործում է 1975 թվականի վերջից Գերմանական Հելմհոլցի ծանր իոնային հետազոտությունների կենտրոնում, Դարմշտադտի շրջաններից մեկում՝ Վիկսհաուզենում, կապարից, բիսմուտից, ուրանից կամ թիրախներից իոնային ծանր ռմբակոծության ժամանակ։ տրանսուրանի, ուժեղ հուզված տաք) միջուկներ, որոնք կամ քանդվում են, կամ ավելորդ էներգիա են թողնում նեյտրոնների արտանետման (գոլորշիացման) միջոցով։ Երբեմն այդ միջուկները արձակում են մեկ կամ երկու նեյտրոն, որից հետո նրանք ենթարկվում են այլ փոխակերպումների՝ օրինակ՝ ալֆա քայքայման։ Սինթեզի այս տեսակը կոչվում է սառը: Դարմշտադտում նրա օգնությամբ ստացվել են 107-ից (բորիում) մինչև 112 (կոպերնիցիում) թվերով տարրեր։ Նույն կերպ 2004 թվականին ճապոնացի ֆիզիկոսները ստեղծեցին 113-րդ տարրի մեկ ատոմը (մեկ տարի առաջ այն ստացվել էր Դուբնայում)։ Տաք միաձուլման ժամանակ նորածին միջուկները կորցնում են ավելի շատ նեյտրոններ՝ երեքից հինգ: Այս կերպ Բերկլիում և Դուբնայում սինթեզվել են 102-ից (նոբելիում) մինչև 106 (seaborgium, ի պատիվ Գլեն Սիբորգի, որի ղեկավարությամբ ստեղծվել են ինը նոր տարրեր) տարրեր։ Ավելի ուշ Դուբնայում այս կերպ պատրաստվեցին ամենազանգվածային գերծանր քաշայիններից վեցը՝ 113-ից մինչև 118: միջազգային միությունՏեսական և կիրառական քիմիայի (IUPAC, Մաքուր և կիրառական քիմիայի միջազգային միություն) մինչ այժմ հաստատել է միայն 114-րդ (ֆլերովիում) և 116-րդ (լիվերմորիում) տարրերի անվանումները:
Ընդամենը երեք ատոմ
118-րդ տարրը՝ ununoctia ժամանակավոր անվանումով և Uuo խորհրդանիշով (ըստ IUPAC կանոնների՝ տարրերի ժամանակավոր անվանումները ձևավորվում են իրենց ատոմային համարի թվանշանների անունների լատինական և հունական արմատներից՝ un-un-oct (ium): ) - 118) ստեղծվել է երկու գիտական ​​խմբերի՝ Դուբնինսկայայի՝ Յուրի Օգանեսյանի ղեկավարությամբ և Լիվերմորի ազգային լաբորատորիայի՝ Սիբորգի ուսանող Քենթոն Մուդիի ղեկավարությամբ։ Պարբերական աղյուսակում Ununoctium-ը գտնվում է ռադոնի տակ և, հետևաբար, կարող է լինել ազնիվ գազ: Այնուամենայնիվ, դրա քիմիական հատկությունները դեռ պարզված չեն, քանի որ ֆիզիկոսները ստեղծել են այս տարրի միայն երեք ատոմ՝ 294 զանգվածային թվով (118 պրոտոն, 176 նեյտրոն) և կիսամյակը մոտ մեկ միլիվայրկյան. երկուսը 2002 թվականին և մեկը։ 2005թ. Դրանք ստացվել են կալիֆորնիում-249 թիրախը (98 պրոտոն, 151 նեյտրոն) ռմբակոծելով 48 ատոմային զանգվածով (20 պրոտոն և 28 նեյտրոն) ծանր կալցիումի իզոտոպի իոններով, որոնք ցրվել են U-400 արագացուցիչում։ Կալցիումի «փամփուշտների» ընդհանուր թիվը եղել է 4,1x1019, ուստի Dubna «ununoctium գեներատորի» կատարումը չափազանց ցածր է։ Այնուամենայնիվ, ըստ Kenton Moody-ի, U-400-ը աշխարհում միակ մեքենան է, որը կարող է սինթեզել 118-րդ տարրը: «Տրանսուրանի սինթեզի փորձերի յուրաքանչյուր շարք ավելացնում է նոր տեղեկատվություն միջուկային նյութի կառուցվածքի մասին, որն օգտագործվում է մոդելավորման համար: գերծանր միջուկների հատկությունները. Մասնավորապես, 118-րդ տարրի սինթեզի վրա աշխատանքը թույլ տվեց հրաժարվել մի քանի նախկին մոդելներից, հիշում է Kenton Moody-ն։ - Մենք թիրախ դարձրինք Կալիֆոռնիայից, քանի որ ավելի ծանր տարրերը ներս էին ճիշտ քանակությամբանհասանելի էին: Կալցիում-48-ը պարունակում է ութ լրացուցիչ նեյտրոն՝ համեմատած իր հիմնական իզոտոպի կալցիում-40-ի հետ: Երբ նրա միջուկը միաձուլվեց կալիֆորնիումի միջուկի հետ, ձևավորվեցին 179 նեյտրոններով միջուկներ։ Նրանք գտնվում էին խիստ հուզված և, հետևաբար, հատկապես անկայուն վիճակներում, որտեղից նրանք արագ դուրս էին գալիս՝ նետելով նեյտրոններ։ Արդյունքում ստացանք 118-րդ տարրի իզոտոպը՝ 176 նեյտրոններով։ Եվ սրանք իսկական չեզոք ատոմներ էին էլեկտրոնների ամբողջական հավաքածուով: Եթե ​​նրանք մի քիչ ավելի երկար ապրեին, հնարավոր կլիներ նրանց դատել քիմիական հատկություններ».
Մաթուսաղա թիվ 117
117 տարրը, որը նաև հայտնի է որպես ununseptium, ստացվել է ավելի ուշ՝ 2010 թվականի մարտին: Այս տարրը արտադրվել է նույն U-400 մեքենայի վրա, որտեղ, ինչպես նախկինում, կալցիում-48 իոնները կրակել են բերկելիում-249 թիրախի վրա, որը սինթեզվել է Oak Ridge ազգային լաբորատորիայում: Բերկելիումի և կալցիումի միջուկների բախումից առաջացել են բարձր հուզված ununseptium-297 միջուկներ (117 պրոտոն և 180 նեյտրոն): Փորձարարներին հաջողվել է ստանալ վեց միջուկ, որոնցից հինգը գոլորշիացրել են յուրաքանչյուրը չորս նեյտրոն և վերածվել ununseptium-293-ի, իսկ մնացածը արձակել է երեք նեյտրոն և առաջացրել ununoctium-294։ Ավելի թեթև իզոտոպի կես կյանքը 14 միլիվայրկյան է, իսկ ավելի ծանրինը` 78 միլիվայրկյան: 2012 թվականին Դուբնայից ֆիզիկոսները ստացել են ununseptium-293-ի ևս հինգ ատոմ, ավելի ուշ՝ երկու իզոտոպների մի քանի ատոմ: 2014 թվականի գարնանը Դարմշտադտի գիտնականները հայտնեցին 117-րդ տարրի չորս միջուկների միաձուլման մասին, որոնցից երկուսի ատոմային զանգվածը 294 է: Գերմանացի գիտնականների կողմից չափված այս «ծանր» անսեպտիումի կես կյանքը մոտ 51 միլիվայրկյան էր: (սա լավ համընկնում է Դուբնայից գիտնականների գնահատականների հետ): Այժմ Դարմշտադտում նրանք պատրաստվում են գերհաղորդիչ մագնիսների վրա ծանր իոնների նոր գծային արագացուցիչի նախագիծ, որը թույլ կտա սինթեզել 119-րդ և 120-րդ տարրերը: Նմանատիպ ծրագրեր են իրականացվում Դուբնայում, որտեղ կառուցվում է նոր DS-280 ցիկլոտրոն։ Հնարավոր է, որ ընդամենը մի քանի տարի անց հնարավոր դառնա նոր գերծանր տրանսուրանների սինթեզը։ Եվ իրականություն կդառնա 120-րդ կամ նույնիսկ 126-րդ տարրի ստեղծումը 184 նեյտրոններով և կայունության կղզու հայտնաբերումը։
Երկար կյանքկայունության կղզում
Միջուկների ներսում կան պրոտոնային և նեյտրոնային թաղանթներ, որոնք որոշ չափով նման են ատոմների էլեկտրոնային թաղանթներին։ Ամբողջությամբ լցված պատյաններով միջուկները հատկապես դիմացկուն են ինքնաբուխ փոխակերպումների նկատմամբ։ Նման թաղանթներին համապատասխանող նեյտրոնների և պրոտոնների թվերը կոչվում են կախարդական թվեր։ Դրանցից մի քանիսը որոշվում են փորձնականորեն՝ սրանք 2, 8, 20 և 28։Shell մոդելները հնարավորություն են տալիս տեսականորեն հաշվարկել գերծանր միջուկների «կախարդական թվերը», թեև առանց լիարժեք երաշխիքի։ Պատճառներ կան ակնկալելու, որ 184 նեյտրոնային թիվը կախարդական կստացվի։ Դրան կարող են համապատասխանել 114, 120 և 126 պրոտոնային թվերը, և վերջինս, դարձյալ, պետք է կախարդական լինի։ Եթե ​​դա այդպես է, ապա 114-րդ, 120-րդ և 126-րդ տարրերի իզոտոպները, որոնք պարունակում են յուրաքանչյուրը 184 նեյտրոն, շատ ավելի երկար կապրեն, քան իրենց հարևանները պարբերական աղյուսակում՝ րոպեներ, ժամեր կամ նույնիսկ տարիներ (այս տարածքը. u200b սեղանը սովորաբար կոչվում է կայունության կղզի): Գիտնականներն իրենց ամենամեծ հույսերը կապում են կրկնակի կախարդական միջուկով վերջին իզոտոպի հետ:
Դուբնա մեթոդ

Երբ ծանր իոնը մտնում է թիրախի միջուկային ուժերի շրջան, կարող է առաջանալ գրգռված վիճակում գտնվող բարդ միջուկ: Այն կա՛մ քայքայվում է մոտավորապես հավասար զանգվածի բեկորների, կա՛մ արտանետում (գոլորշիացնում է) մի քանի նեյտրոններ և անցնում գետնին (չգրգռված):
«113-ից 118-րդ տարրերը ստեղծվել են Դուբնայում Յուրի Օգանեսյանի ղեկավարությամբ մշակված հրաշալի մեթոդի հիման վրա», - բացատրում է Դարմշտադտի թիմի անդամ Ալեքսանդր Յակուշևը: - Նիկելի և ցինկի փոխարեն, որոնք օգտագործվում էին Դարմշտադտի թիրախները գնդակոծելու համար, Օգանեսյանը վերցրեց ատոմային շատ ավելի ցածր զանգվածով իզոտոպ՝ կալցիում-48։ Բանն այն է, որ թեթեւ միջուկների օգտագործումը մեծացնում է թիրախային միջուկների հետ դրանց միաձուլման հավանականությունը։ Կալցիում-48 միջուկը նույնպես կրկնակի կախարդական է, քանի որ այն բաղկացած է 20 պրոտոնից և 28 նեյտրոնից: Ուստի Օգանեսյանի ընտրությունը մեծապես նպաստեց այն բաղադրյալ միջուկների գոյատևմանը, որոնք առաջանում են թիրախի գնդակոծման ժամանակ։ Ի վերջո, միջուկը կարող է դուրս նետել մի քանի նեյտրոններ և առաջացնել նոր տրանսուրան միայն այն դեպքում, եթե այն չքանդվի բեկորների ծնվելուց անմիջապես հետո: Այս կերպ գերծանր տարրերը սինթեզելու համար Դուբնինսկի ֆիզիկոսները թիրախներ պատրաստեցին ԱՄՆ-ում արտադրված տրանսուրանից՝ սկզբում պլուտոնիում, հետո ամերիցիում, կուրիում, Կալիֆորնիա և վերջում բերկելիում։ Կալցիում-48-ը բնության մեջ կազմում է ընդամենը 0,7%: Այն արդյունահանվում է էլեկտրամագնիսական բաժանարարների վրա, սա թանկ պրոցեդուրա է։ Այս իզոտոպի մեկ միլիգրամն արժե մոտ 200 դոլար: Այս քանակությունը բավարար է թիրախը մեկ-երկու ժամ գնդակոծելու համար, իսկ փորձերը տեւում են ամիսներ։ Թիրախներն իրենք էլ ավելի թանկ են՝ հասնելով մեկ միլիոն դոլարի։ Էլեկտրաէներգիայի վարձերի վճարումը նույնպես բավականին կոպեկ արժե. ծանր իոնային արագացուցիչները սպառում են մեգավատ հզորություն: Ընդհանրապես, գերծանր տարրերի սինթեզը էժան հաճույք չէ»։