Битката за елемент 120: ще може ли науката да преодолее последната граница?

Учените синтезираха елемент 116 с помощта на струя от титан-50.

Учени от Националната лаборатория „Лорънс Бъркли“ в Калифорния обявиха, че са синтезирали нов химичен елемент – ливерморий (пореден номер 116). Този свръхтежък елемент е получен чрез бомбардиране на мишена от кюрий с титанови ядра. Това постижение доближава изследователите до хипотетичния „остров на стабилността“ – област на трансурановите елементи, където ядрата могат да имат повишена стабилност. Очаква се елементите от този сектор да имат по-дълъг живот, което значително ще улесни тяхното изучаване и потенциални практически приложения.

Островът на стабилността е хипотетична област на ядрената изотопна диаграма, в която се намират свръхтежки елементи с необичайно дълъг период на полуразпад. Теорията предвижда, че някои от тези елементи могат да бъдат по-стабилни от най-близките си съседи, въпреки голямата си маса. Идеята за остров на стабилност се основава на ядрените обвивки, подобни на електронните обвивки в атомите, където определен брой протони и неутрони (наречени „магически числа“) създават по-стабилни конфигурации.

Екипът използва лъч от титан-50, за да синтезира елемент 116, който става най-тежкият елемент, създаден в лабораторията. Изследователите от Бъркли вече са участвали в откриването на 16 елемента, вариращи от технеций (елемент 43) до сиборгий (елемент 106).

За да превърнат титана в сноп, а след това и в лъч, учените са го нагряли до близо 3000 градуса по Фаренхайт (около 1649 градуса по Целзий) и са го облъчили с микровълни, като по този начин са премахнали 22 електрона и са подготвили йоните за ускоряване в циклотрона в Бъркли. Тези йони са насочени към мишена от плутоний – всяка секунда в мишената попадат трилиони йони, които създават нов елемент. Резултатът е два атома ливерморий за 22 дни експериментиране.

Това е първият път, в който титаниев лъч се използва за синтезиране на тежък елемент; преди това елементите с номера от 114 до 118 бяха получени с помощта на лъч от калций-48. Успешното създаване на ливерморий потвърждава ефективността на новия метод и дава възможност за по-нататъшни изследвания за създаване на още по-тежки елементи, като например елемент 120.

Опитите за синтезиране на елемент 120 са насрочени за 2025 г. При положителен резултат това ще бъде най-тежкият елемент, създаван някога. Ако тази хипотеза е вярна, животът на изотопите на елемент 120 може да бъде много по-дълъг от този на вече откритите свръхтежки елементи.