Как се раждат нови химични елементи

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on email

Александър Карпов, научен секретар на Лаборатория за ядрени реакции “Н. Г. Фльоров” в гр. Дубна (Русия), споделя пред сп. Българска Наука детайли за дейностите и постиженията на учените от лабораторията.

Автор: Радослав Тодоров (Българска Наука)

 

Добре дошли в Наукоград Дубна

На 125 километра северно от Москва, сред обширни лесове и до брега на река Волга, лежи едно забележително градче, на име Дубна. То е известно най-вече с това, че там се намира основаният през 1956 г. Обединен институт за ядрени изследвания (ОИЯИ), наричан понякога и “руския ЦЕРН”, заради неговите мащаби и фундаменталното му значение за световната наука. Лабораториите и експерименталните установки на института се помещават в огромен комплекс от сгради, обхващащ площ колкото цял град, или както тук го наричат – Наукоград.

Една от тези лаборатории представлява особен интерес, поради невероятните експерименти и открития, които се извършват в нея.


РЕКЛАМА:

***

Това е Лабораторията за ядрени реакции “Фльоров”, чиято основна дейност е синтезирането и изучаването на изключително тежки елементи, каквито иначе не можем да намерим тук на Земята. Тези елементи се наричат свръхтежки елементи и много от тях всъщност са открити именно в тази лаборатория.

През 65-годишната история на ОИЯИ учените са открили тук цели 10 от всички 118 елементи, които до момента са известни на науката. Това прави близо 10% от цялата периодичната система (или Менделеевата таблица) и всички те са открити в тази лаборатория.

Освен със свръхтежки елементи там се занимават също така и с изучаване на много леките елементи и по-точно – с някои доста странни техни изотопи. За целта те използват много солидни научни техники и научно оборудване – най-вече ускорители, всички от които са били проектирани, конструирани, оторизирани и експлоатирани от инженерите в Дубна.

Крайната цел на всичко това е един ден то да се превърне в приложна наука и новите открития и технологии в някакъв момент да бъдат инвестирани в ежедневния живот на хората.

 

В зората на Слънчевата система

И така основната насока на разработките в тази лаборатория са свръхтежките елементи и в частност – най-тежкият елемент, който се среща в природата – това е уран, с атомен номер 92. Като под “в природата” тук се има предвид тази, която непосредствено ни заобикаля тук на Земята и в нашата Слънчева система.

Някога в природата са съществували елементи, по-тежки от урана, но това е било преди милиони и милиарди години, когато нашата планета, Слънцето и другите планети още са се формирали. Животът на тези елементи обаче е бил краткотраен и те отдавна са се разпаднали. Всички елементи, по-тежки от урана, както и самият той, са радиоактивни, но той все още съществува, тъй като неговият живот е дълготраен – той може да съществува няколко милиарда години до неговото разпадане. Периодът на полуразпад при него е около 4.5 милиарда години, което е приблизително колкото възрастта на Слънчевата система. Тоест за това време половината от урана вече се е разпаднала, но все още имаме тук и сега другата половина от него.

Характерно за всички свръхтежки елементи е, че живеят много по-кратко от останалите. Някои от тях могат да живеят милиони години, някои – хиляди години, други – само няколко секунди или дори за части от секундата. Но всички те вече са се разпаднали и не могат да бъдат намерени в природата. 

Затова изследователите от Лабораторията за ядрени реакции “Фльоров” се опитват да реконструират тези елементи, които са съществували в дълбоката древност, но са се разпаднали непосредствено след раждането на Слънчевата система, пресъздавайки в лабораторна среда екстремни условия, близки до тогавашните.

 

На лов за свръхтежки елементи

Всичките елементи, по-тежки от номер 100, започвайки от Менделевий (номер 102) и стигайки до най-тежкия известен досега – Оганесон (елемент 118), са получени чрез така наречените реакции на синтез. 

И така, какво точно представлява това? За целта трябва да вземем две ядра от два съществуващи леки елемента, след което да ги приведем в контакт, така че те да се слеят като две капки течност и да образуват едно ядро, което след това ще бъде заобиколено от електрони и по този начин ще получим атом от нов елемент. Но вероятността такова нещо да се получи успешно далеч не е голяма.

Цялата статия, както и още много други можете да прочетете в новия брой 147 на сп. Българска Наука

Подаряваме ти първите 46 стр. от брой 147 тук>>