Неуловимый элемент. Химики впервые за несколько десятилетий смогли изучить эйнштейний

4 февраля 2021, 20:03
Цей матеріал також доступний українською

Ученые успешно изучили эйнштейний — один из самых неуловимых и тяжелых элементов периодической таблицы.

Это достижение приближает химиков к открытию так называемого «острова стабильности», где, как считается, обитают некоторые из самых крупных и короткоживущих элементов.

Видео дня

Впервые о нем узнали в 1952 году при испытании первой водородной бомбы. Этот элемент не встречается на Земле в природе и может быть произведен только в микроскопических количествах с использованием специализированных ядерных реакторов. Кроме того, его трудно отделить от других элементов, он очень радиоактивен и быстро распадается, что делает его чрезвычайно трудным для изучения. На самом деле ученые практически ничего не знали об эйнштейнии до этого времени.

Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Berkeley Lab) в Калифорнийском университете недавно создали 233-нанограммовый образец чистого эйнштейния и провели первые эксперименты с этим элементом за практически 50 лет. При этом они впервые смогли раскрыть некоторые фундаментальные химические свойства элемента, которые описали в своей статье для журнала Nature.

Эйнштейний - очень радиоактивный элемент (Фото: Marilyn Sargent / Berkeley Lab)
Эйнштейний - очень радиоактивный элемент / Фото: Marilyn Sargent / Berkeley Lab

Эйнштейний получают путем бомбардировки целевого элемента — в данном случае кюрия — нейтронами и протонами. Эта реакция предназначена для производства калифорния — коммерчески важного элемента, используемого на атомных электростанциях, — а эйнштейний образуется в очень небольших количествах в качестве побочного продукта.

Извлечь чистый образец эйнштейния из калифорния сложно из-за сходства между двумя элементами, потому исследователи смогли получить лишь крошечный образец эйнштейния-254, одного из самых стабильных изотопов или версий неуловимого элемента. Это настолько маленький образец, что увидеть его невозможно, а определить, что он все-таки есть, можно лишь по радиоактивному излучению. Период его полураспада — 276 дней.

Но добыть эйнштейний — это пол беды. Нужно еще найти, где и как его хранить, чтобы элемент не распался.

«Он постоянно разлагается, поэтому при его изучении вы теряете 7,2% его массы каждый месяц. Вы должны учитывать это при планировании экспериментов», — рассказывает Кори Картер, один из химиков, участвовавших в исследованиях. Из-за того, что ученые начали свои исследования незадолго до начала пандемии коронавируса, драгоценное время было утеряно, и команда не смогла завершить все эксперименты, которые планировались.

Что узнали ученые?

Основным результатом исследования стало измерение длины связи эйнштейния — среднего расстояния между двумя связанными атомами — фундаментального химического свойства, которое помогает ученым предсказать, как он будет взаимодействовать с другими элементами.

Ранее ученые могли лишь догадываться, но теперь они получили доказательства, что длина связи эйнштейния противоречит общей тенденции актинидов. Также он иначе реагирует на воздействие света, но без дополнительных экспериментов ученые не могут объяснить, почему.

Также эти исследования могут упростить создание эйнштейния в будущем — потенциально его можно использовать для создания еще более тяжелых элементов, в том числе неоткрытых, таких как гипотетический элемент 119, также называемый унунениумом. Некоторые ученые хотят в итоге обнаружить гипотетические сверхтяжелые элементы, период полураспада которых составляет минуты или даже дни.

poster
Подписаться на ежедневную email-рассылку
материалов раздела Техно
Рассылка о том как технологии изменяют мир
Каждый понедельник

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X