Исследователи из США и Европы разработали инновационный метод синтеза сверхтяжёлых элементов, позволяющий создавать элементы с более высокими атомными номерами, чем это было возможно ранее. Этот новый подход был применён при синтезе изотопа ливермория (Z=116) через бомбардировку мишени из 244-Пу (плутония) ядрами 50-титана. Это достижение знаменует собой первый случай успешного синтеза сверхтяжёлых атомов и изотопов в результате столкновения немагических ядер.
Сверхтяжёлые элементы характеризуются наличием атомного номера выше 104 и не встречаются в природе, их можно получить лишь в лабораториях с использованием мощных ускорителей частиц. Наиболее тяжёлым из природно встречающихся элементов является уран с 92 протонами, однако учёные смогли синтезировать элементы до оганесона с атомным номером 118.
Традиционно синтез сверхтяжёлых элементов включал бомбардировку мишеней из актинидов атомами кальция. Несмотря на свою эффективность, этот метод обладает ограничениями, и по мере увеличения атомного номера время синтеза увеличивается.
Новая методика предполагает использование пучков 50-титана для облучения мишеней из 244-Пу, что позволяет получать элементы с более высокими атомными номерами. При использовании 88-дюймового циклотронного ускорителя в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, команда сумела создать пучок с интенсивностью в среднем 6 триллионов ионов титана в секунду.
В результате комплексных экспериментов учёные подтвердили, что 290-ливерморий был сформирован посредством двух различных цепочек ядерного распада. Это достижение является первым подтверждённым случаем, когда столкновение немагических ядер продемонстрировало потенциал создания других сверхтяжёлых атомов и изотопов.
«Это первое успешное создание сверхтяжёлого элемента [SHE] вблизи предсказанного острова стабильности с использованием пучка, отличного от традиционного 48-кальция», — заявили исследователи. Несмотря на снижение сечения реакции, что было ожидаемо для более тяжёлых изотопов пучка, успех этого эксперимента подтверждает достижимость открытий новых SHE в рамках экспериментальной практики.
Ожидается, что благодаря новым методам, подобным этому, будет открыто ещё около 50 изотопов сверхтяжёлых элементов. Данные исследования также имеют фундаментальное значение для изучения структуры атомного ядра и характеристик сверхтяжёлых элементов.
«Концепция «острова стабильности» продолжает быть увлекательной темой для исследования, и её точное местоположение и размеры на диаграмме Сегре остаются активной областью изучения как в теоретической, так и в экспериментальной ядерной физике», — отметили в своей статье Дж. М. Гейтс из LBNL и его коллеги.
Источник: iXBT
_large.png?resize=640&w=640&ssl=1 "Атомная электростанция Росатома в Египте начнет работу в 2028 году, став новым источником экологически чистой энергии")
