Элементарно, Ватсон!

112-го члена таблицы Менделеева ученые искали 30 лет

7 июня 2006 в 00:00, просмотров: 602

Все великие открытия, как наивно полагают обыватели, происходят сами собой. Вот Ньютону упало яблоко на голову — обнаружилось земное притяжение. Поговаривают, что и Дмитрий Менделеев увидел свою периодическую таблицу во сне. Тогда можно предположить, что подмосковных ученых в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне ударило разрядами ионов. Да так, что они открыли новый химический элемент под номером 112.

Как родители с волнением ожидают первенца, так и ученые — свое детище. Только это дитя не торопилось появиться на свет. Доказать существование элемента под номером 112 химическим путем ученые не могли 30 лет! Не позволяла техника.

Новое вещество зарождается в гигантской машине-ускорителе, напоминающей многоэтажную извивающуюся змею. Внутри “железного организма” — циклотроне весом 600 тонн и площадью 2 тысячи кв. м! Машина работает целый месяц сутками напролет для того, чтобы произвести на свет новый элемент. Для его “рождения” мишень плутония должна слиться с ускоренными ионами кальция. Разумеется, без химического “колдовства” не обойтись. В природе эти два вещества не желают иметь ничего общего и никогда не дают “потомства”.

Чтобы его все-таки получить, в вакууме циклотрона кальций под действием электромагнитного поля бешено вращается по спирали и достигает 0,10 скорости света. Затем ионы вылетают из камеры и мчатся по каналу к плутонию. Вероятность, что эти два ядра столкнутся, до сих пор была лишь гипотетической. Столкновение двух веществ происходит подобно бильярдным шарам, когда на огромной скорости разгоряченный кальций “бьет” в плутоний, а из продукта столкновения и появляется новый элемент.

К сожалению, “новорожденного” нельзя не то что взять на руки, но даже увидеть под микроскопом. Он настолько ничтожно мал, что лишь электронные датчики фиксируют его рождение.

— Новый элемент — аналог обычной ртути, т.е. имеет в точности такие же химические свойства, — поясняет Сергей Дмитриев, замдиректора лаборатории ядерных реакций. — Известно, что ртуть — летучий металл, то же самое мы наблюдаем и у 112-го, когда пускаем в камеру гелий. Подобно ртути “новый элемент” оседает на поверхности золота. Именно по этим уникальным признакам мы и идентифицируем химические свойства “сто двенадцатого”. В течение опыта датчики зарегистрировали распад двух ядер, полностью соответствующего распаду изотопа 112-го элемента, ранее зарегистрированного в физическом эксперименте.

Радости ученых нет предела, несмотря на то что “новорожденный” живет всего 4 секунды. Для людей это ничтожно мало, а в ядерном масштабе считается гигантским временем. Оказывается, многие искусственные элементы живут всего лишь микросекунды.

— А что дает открытие нового элемента? — спрашиваю ученых.

— Открытие нового — всегда событие в науке, — говорит профессор Сергей Дмитриев. — Например, в 40-е годы первые искусственные элементы нептуний и плутоний стали переворотом в ядерной физике и химии. С тех пор вопрос о существовании предела элементов в таблице Менделеева представляет огромный интерес для изучения строения материи и способностях ее превращения. Открытие 112-го элемента ждали более четверти века, ведь считалось, что 111-й — последний стабильный элемент периодической системы.

Сам Менделеев расположил в таблице 78 веществ. С середины 60-х годов теоретиками была выдвинута гипотеза о возможном существовании очень тяжелых долгоживущих атомных ядер, которые есть в природе. Однако с тех пор, несмотря на открытия десятка новых элементов, их так и не удалось найти в реальной жизни. Очевидно, новые элементы настолько малы, что пока современная техника их просто не может распознать.

Для фундаментальной науки практическое применение нового элемента не столь важно. Возможно, при наличии обычной ртути его аналог — 112 — никогда не будут производить в промышленных масштабах.

— Бывает, что новый элемент ждет своего звездного часа десятки лет, — говорит Сергей Дмитриев. — В любом случае открытие не проходит бесследно для технического прогресса. Например, сегодня на тех же ускорителях, что и вырабатывают изотопы новых химических элементов, делают уникальные фильтры для медицины. Они фильтруют не только воздух и воду, но и невидимые человеческому глазу бактерии. Если бы не было открытий новых элементов, это было бы невозможным.

Что принесет человечеству 112-й элемент, пока не знают и сами ученые. Однако это открытие уже сегодня подтверждает существование других элементов вплоть до 118-го. Академик Юрий Оганесян в лаборатории ядерных реакций в Дубне проводил опыты, которые доказывают, что последующие элементы живут в десятки и сотни тысяч раз дольше, чем их более легкие предшественники.




Партнеры