Островът на стабилността е онова чудно място, където е тежко изотопи на елементи се придържайте достатъчно дълго, за да бъде изучен и използван. "Островът" се намира в море от радиоизотопи, които се разпадат в дъщерни ядра толкова бързо, че е така трудно за учените да докажат, че елементът е съществувал, още по-малко използват изотопа за практически приложение.
Ключови заведения: Остров на стабилността
- Най- остров на стабилността се отнася до област от периодичната таблица, състояща се от свръхтежки радиоактивни елементи, които имат поне един изотоп със сравнително дълъг полуживот.
- Най- модел на ядрената обвивка се използва за прогнозиране на местоположението на "островите" въз основа на максимално увеличаване на енергията на свързване между протони и неутрони.
- Смята се, че има изотопи на "острова" "вълшебни числа" на протони и неутрони, които им позволяват да поддържат известна стабилност.
- Елемент 126, ако някога се произвежда, се смята, че има изотоп с достатъчно дълъг полуживот, че може да бъде изследван и потенциално използван.
История на острова
Глен Т. Seaborg измисли фразата "остров на стабилността" в края на 60-те години. Използвайки модела на ядрената обвивка, той предложи да се запълнят енергийните нива на дадена обвивка с оптималния брой протони и неутрони би увеличил Свързваща енергия на нуклеон, което позволява на този конкретен изотоп да има по-дълъг полуживот от други изотопи, които не са имали пълни черупки. Изотопите, които запълват ядрените обвивки, притежават така наречените "магически числа" на протони и неутрони.
Намиране на острова на стабилността
Местоположението на острова на стабилността се прогнозира въз основа на известните изотопни полуживоти и прогнозирания полуживот за елементи които не са били наблюдавани въз основа на изчисления, разчитащи на елементите, които се държат като тези над тях в периодичната таблица (конгенери) и спазване на уравнения, които отчитат релативистични ефекти.
Доказателството, че концепцията за "остров на стабилността" е здрава, дойде, когато физиците синтезираха елемент 117. Въпреки че изотопът на 117 се разпада много бързо, един от продуктите на неговата гниеща верига е изотоп на законренциум, който никога не е наблюдаван досега. Този изотоп, Lawrencium-266, показва полуживот от 11 часа, което е изключително дълъг за атом от толкова тежък елемент. По-известните досега изотопи на Lawrencium са имали по-малко неутрони и са били много по-малко стабилни. Lawrencium-266 има 103 протона и 163 неутрона, намеквайки за все още неразкритите магически числа, които могат да бъдат използвани за образуване на нови елементи.
Кои конфигурации могат да притежават вълшебни числа? Отговорът зависи кого питате, защото това е въпрос на изчисление и няма стандартен набор от уравнения. Някои учени предполагат, че може да има остров на стабилност около 108, 110 или 114 протона и 184 неутрона. Други предполагат сферично ядро с 184 неутрона, но 114, 120 или 126 протона може да работят най-добре. Unbihexium-310 (елемент 126) е "двойно магически", тъй като неговото протонно число (126) и неутронното число (184) са едновременно магическо число. Въпреки това преобръщате вълшебните зарове, данните, получени от синтеза на елементи 116, 117 и 118, сочат към увеличаване на полуживота, когато броя на неутроните наближи 184.
Някои изследователи смятат, че най-добрият остров на стабилността може да съществува при много по-големи атомни числа, като около елемент номер 164 (164 протона). Теоретиците изследват областта, където Z = 106 до 108 и N е около 160-164, което изглежда достатъчно стабилно по отношение на бета-разпадането и деленето.
Създаване на нови елементи от острова на стабилността
Въпреки че учените може да са в състояние да образуват нови стабилни изотопи от известни елементи, ние нямаме технологията да надхвърля 120 (работа, която в момента се извършва). Вероятно ще трябва да се изгради нов ускорител на частици, който да може да се съсредоточи върху цел с по-голяма енергия. Ще трябва също да се научим да правим по-големи количества от известните тежки нуклиди да служи като цел за изработването на тези нови елементи.
Нови форми на атомния нуклеус
Обичайното атомно ядро прилича на плътна топка от протони и неутрони, но атомите на елементите на острова на стабилността могат да приемат нови форми. Една от възможностите би била ядро с форма на балон или кухо ядро, като протоните и неутроните образуват своеобразна обвивка. Трудно е дори да си представим как такава конфигурация може да повлияе върху свойствата на изотопа. Едно е сигурно обаче... все още има нови елементи, които предстои да бъдат открити, така че периодичната таблица на бъдещето ще изглежда много различна от тази, която използваме днес.