Элементарно, Оганесян

30.10.2019

Российские ученые готовятся заполнить новую клетку таблицы Менделеева

На очереди еще один новый обитатель периодической системы Менделеева. Уже 119-й! Руководит работами академик Юрий Оганесян. Кстати, его имя носит 118-й элемент. По решению Международного союза чистой и прикладной химии он назван "оганесон". Российский ученый стал вторым (после Г. Сиборга), при жизни которого его именем был назван химический элемент.

Надо подчеркнуть, что в этом году среди кандидатов на Нобелевскую премию многие авторитетные ученые особо выделяли исследователей, которые совершили настоящий научный прорыв, существенно пополнив таблицу Менделеева сразу несколькими новыми элементами. Они считались наиболее вероятными претендентами еще и потому, что по решению ООН в этом году во всем мире отмечалось 150-летие таблицы Менделеева. Но Нобелевский комитет решил иначе...

Юрий Оганесян стал вторым ученым, при жизни которого его именем назван химический элемент

Напомним, что, когда наш великий ученый Дмитрий Иванович Менделеев обнародовал свой знаменитый Периодический закон, было известно лишь 63 элемента. В начале ХХ века был открыт последний из существующих в природе химических элементов. Правда, ряд ученых утверждали, что картина неполная, так как на заре Вселенной элементов было намного больше, но часть не дотянула до наших дней, поскольку период их полного распада меньше, чем возраст Земли. Но даже великий Нильс Бор считал невозможным существование элементов с порядковым номером больше 100. Дело в том, что более тяжелые элементы были крайне неустойчивы. Если переходить от элемента с порядковым номером 92 - урана - к элементу номер 102, нобелию, период полураспада их ядер стремительно уменьшается - от 4,5 миллиарда лет до считанных секунд. Поэтому физики полагали, что продвижение в сторону еще более тяжелых элементов приведет очень быстро к пределу их существования и фактически обозначит границу существования материального мира.

Но в конце 1960-х годов теоретики выдвинули гипотезу о возможном существовании сверхтяжелых элементов. Более того, по их расчетам, время жизни атомных ядер элементов с номерами 110-120 должно было существенно возрастать. Эти "долгожители" создают целую область гипотетических элементов, которую назвали "островом Стабильности" и которая значительно отодвигает ранее обозначенные пределы существования химических элементов. Эта идея захватила ведущие научные центры мира, но осуществить ее оказалось непросто.

В центре внимания всех экспериментов - атомное ядро, состоящее из протонов и нейтронов. Его требовалось "слепить" сверхтяжелым, но чтобы оно прожило как можно дольше, а не распалось уже при рождении. Способ создания таких тяжеловесов был очевиден: бомбардировать ядра тяжелых элементов тяжелыми ионами, которые содержат много нейтронов. А разгонять снаряды надо на мощных ускорителях, чтобы частицы могли преодолеть силы кулоновского отталкивания и слиться с ядрами мишени.

- С 1970-го по 1985 г. во всех ведущих лабораториях мирах, в том числе и у нас в Дубне, пытались получить сверхтяжелые элементы, но это никому не удалось, - рассказывает академик Оганесян. - В итоге сформировалось мнение, что такие попытки обречены на неудачу. Анализируя ситуацию, мы пришли к выводу, что все существующие методы синтеза сверхтяжелых ядер себя исчерпали и следует искать новые подходы к решению трудной задачи.

Такой метод учеными из Дубны был предложен и применен в Германии, в США, Франции, Японии. С его помощью были синтезированы новые элементы с атомными номерами 107, 108, 109, 110, 111 и 112.

- Меня часто спрашивали: "Вот вы придумали новый метод синтеза. Почему сами его не используете?" - рассказывает Юрий Оганесян. - Дело в том, что он не ведет туда, где находится "остров Стабильности". В ядрах, полученных таким способом, большой дефицит нейтронов. Поэтому поняли, что надо усложнить схему эксперимента, где-то добыть недостающие нейтроны.

И тогда ученые Дубны решили использовать в мишени элементы, в которых содержится максимальный избыток нейтронов, например, самый тяжелый изотоп - плутоний-244, который может быть накоплен в реакторах с высоким потоком нейтронов. А снарядом стали тяжелые ионы кальция-48. В итоге этим методом мы за 15 лет получили шесть новых элементов таблицы Менделеева - 113-й, 114-й, 115-й, 116-й, 117-й, 118-й, - говорит академик Оганесян. - Время их жизни на порядки больше, чем соседей, скажем, 114-й сохраняется не миллисекунды, как 110-й, а десятки и даже сотни секунд.

По его мнению, пока наука только приблизилась к "острову Стабильности", находится у самого его подножия, а уже 120-й и следующие за ним окажутся очень устойчивыми, будут жить долгие годы, а может, и миллионы лет. Но чтобы добраться до таких долгожителей, надо искать новые методы.

Путешествие к "острову Стабильности" ученый намерен продолжить на первой в мире Фабрике сверхтяжелых элементов, которая недавно заработала в Дубне. Уже осенью этого года российские ученые вместе с зарубежными коллегами начнут эксперименты по получению нового 119-го элемента. В планах 120-й и 121-й. И подъем к вершине острова Стабильности.

Между тем

ЮНЕСКО учредило международную премию ЮНЕСКО-России им. Д.И. Менделеева за достижения в области фундаментальных наук. Первое вручение премии состоится уже в 2020 году. Эта награда "призвана подчеркнуть ведущую роль России в области фундаментальных наук". Размер премии составит 500 тыс. долларов и будет вручаться ежегодно двум отдельным лауреатам в размере 250 тыс. долларов каждому за прорывные открытия, выдающиеся инновации и активное содействие развитию фундаментальных наук. Это единственная и самая крупная премия в области фундаментальных наук в интересах устойчивого развития под эгидой ЮНЕСКО.

 

Источник: Российская газета - Федеральный выпуск № 244(8002)

©РАН 2019