Čtyři nové prvky, které právě byly přidány do periodickou tabulku dokončení tabulce je sedmé řady. Ale navzdory tomu, že prvky 113, 115 a 118 byly objeveny na počátku roku 2000 a 117 v roce 2010, stále neexistují žádné známky prvků 119 a dále. Proč nikdo netvrdil, že vytvořil jednu z těchto nových superheavyweights a kdy budou chemici schopni začít osmý řádek v periodické tabulce?
Společného Ústavu pro Jaderný Výzkum
urychlovače Částic vytvořit nové prvky tím, že bombarduje těžký prvek cíl s velmi zrychlené lehčí
Od Edwin McMillan a Philip Abelson syntetizovaného první transuranium element neptunium v roce 1940, stálý proud nových prvků naplnil spodní řádky periodické tabulky. Pokaždé, když skupina tvrdí, že syntetizovala nový prvek, musí Mezinárodní unie čisté a aplikované chemie (Iupac) zvážit předložené důkazy. Typicky tvrzení o první syntéze nového supertěžkého prvku přichází mnoho let předtím, než se shromáždí dostatek důkazů, aby Iupac kývl na schválení. To je důvod, proč absence jakéhokoli nároku na vytvoření prvku 119 nebo mimo něj překvapuje. Ale zatímco žádná skupina dosud netvrdila, že vytvořila prvek, který patří do osmého řádku periodické tabulky, není to z nedostatku pokusů.
pro vytvoření nového prvku je cíl těžkého prvku bombardován vysoce akcelerovanými projektily lehčího prvku. Již v roce 2007, výzkumníci na Společný Institut pro Jaderný Výzkum (SÚJV) v Dubně, Rusko, a Helmholtzova Centra pro Výzkum Těžkých Iontů (GSI) v Darmstadtu v Německu, se snažil syntetizovat unbinilium nebo prvek 120 tím, že bombarduje plutonium s železa a uranu a niklu, resp. Oba týmy však pozorovaly pouze sortiment lehčích jader a částic. V zájmu vědců, aby být jisti, že se opravdu udělal nový prvek, musí následovat nový prvek podpis rozpadu řetězců, vysvětluje James Roberto, spolupracovník laboratoř ředitel v Oak Ridge National Laboratory (ORNL) v USA.
Cílení na nové technologie
Střílet vápníku projektily na velmi těžkých aktinidů cíl pracoval i pro výrobu prvků 114 až 118, ale i těžší prvky pravděpodobnost vytvoření nového prvku tímto způsobem klesá. Zdánlivě jednoduché řešení by bylo jen střílet více a těžší projektily na cíl.
Oak Ridge National Laboratory
trvalo vědci více než dva roky vyrábět malé množství berkelium použity, aby se prvek 117
Současné urychlovače zasáhnout cíl s o 1012 projektily každý druhý. Ale „zasažení cíle ještě vyšším počtem projektilů by skutečně spálilo cíl“, vysvětluje fyzik ORNL Krzysztof Rykaczewski. A taky můžeš spálit detektor. Potřebujeme lepší technologii, abychom tomu zabránili. Můžete také vytvořit cíl mnohem větší a šířit projektil paprsek přes jeho větší plochu,‘ dodává – ale tyto aktinidů cíle není snadné. Syntéza 20 mg berkelia použitého k výrobě prvku 117 trvala více než dva roky. Supertěžkého Prvku Továrny, která je postavena na Dubna bude mít lepší detekční schopnosti a být schopen generovat záření s podstatně vyšší intenzitou, ale další objevy budou potřebné k pokračovat i po prvkem 120′, říká Roberto.
vědci však zůstávají pozitivní. „Během života jedné generace pravděpodobně dosáhneme prvku 124,“ spekuluje Rykaczewski. Eric Scerri, chemie historik na University of California, Los Angeles, US, souhlasí: ‚před Patnácti lety bylo nemyslitelné, že by někdo někdy, jak daleko jsme se dostali.’Hon na nové prvky, dodává, byl a bude řídit vývoj technologií.
jednou z myšlenek, jak překonat omezení současných technik syntézy těžkých prvků, je vyvolat reakce jaderného přenosu. Pokud jste vypálili uran na cíl uranu, jádra se nikdy nespojí, vysvětluje výzkumník GSI Christoph Düllmann. Ale srážející se jádra mohou vyměňovat protony a neutrony, když se srazí. „V některých případech by to mohlo vést k produktu, který má například 120 protonů,“ říká Düllmann. „Může to být cesta k přístupu k izotopům, které nejsou dosažitelné fúzními reakcemi.‘
posunutí hranic
většina supertěžkých prvků ‚ velmi omezená životnost brání jejich použití v reálných aplikacích. Jejich studium však testuje znalosti vědců o atomovém jádru. „Pokud byste chtěli vyzkoušet auto, které uvažujete o koupi, neměli byste na parkovišti udělat jen dvě zatáčky, ale vyzkoušet ho za tvrdých podmínek,“ říká Rykaczewski. Podobně testování jaderných modelů v extrémních podmínkách pomáhá vědcům vybrat ty, které dělají nejlepší předpovědi.
Oak Ridge National Laboratory, Enrico Sacchetti,
Jaderné reaktory vytvořit výchozí materiály výzkumníci používají v jejich lovu pro nové prvky,
Výpočty jsou nejasné, jak přesně mnohem větší periodické tabulce, mohou dostat. Fyzik Richard Feynman předpověděl prvek 137 jako limit. „Výpočet je jednoduše založen na Einsteinově teorii relativity,“ říká Scerri. Když se atomová jádra zvětšují a zvětšují, elektrony musí jít rychleji a rychleji. Jakmile dosáhnete určité velikosti výpočty předpovídají, že elektrony musí jít rychleji, než je rychlost světlo-fyzická nemožnost. Jiné výpočty předpovídají, že k tomu dojde mnohem později, nicméně kolem prvku 170.
Zatímco čtyři nejnovější přírůstky do periodické tabulky jsou vysoce radioaktivní a rozkladu v méně než minutu, vědci očekávají, že najít ostrov stability soustředěn kolem prvků, 120, 124 nebo 126. Tyto prvky „magická“ čísla protonů a neutronů odpovídají naplněným jaderným skořápkám. Stejně jako zaplněný valenční elektron skořápky, aby prvky, jako jsou vzácné plyny chemicky inertní, naplněné neutron nebo proton mušle zvýšit jádro stabilitu.
Vědci doufají, že unbinilium nebo unbihexium (prvek 126) dvojnásob magické izotopy, obsahující kouzelný protonové číslo a magie neutronové číslo, mohl být i delší životnost, než jejich další izotopy – i když half-life odhady značně lišit od několika mikrosekund až miliony let. Vědci již zaznamenali rostoucí stabilitu známých supertěžkých prvků, když jsou v izotopech s počtem neutronů blíže magickému 184. „Svatý grál v syntéze supertěžkých prvků je dosáhnout tohoto počtu neutronů,“ říká Düllmann. Ale problém je v tom, že v současné době nemáme dvě jádra, která by nám poskytla supertěžký prvek, který má také tolik neutronů.’