Остров стабильности - Island of stability

О речи Джимми Картера см. Остров стабильности (речь).

В ядерная физика, то остров стабильности это предсказанный набор изотопы из сверхтяжелые элементы это может быть значительно дольше период полураспада чем известные изотопы этих элементов. Предполагается, что он появится как "остров" в карта нуклидов, отдельно от известных стабильный и долгожитель первичные радионуклиды. Его теоретическое существование объясняется стабилизирующими эффектами предсказанного "магические числа "из протоны и нейтроны в области сверхтяжелых масс.[1][2]

Диаграмма, показывающая измеренные и прогнозируемые периоды полураспада тяжелых и сверхтяжелых нуклидов, а также линию бета-стабильности и прогнозируемое местоположение острова стабильности.
Диаграмма Объединенный институт ядерных исследований отображение измеренных (в рамке) и прогнозируемых период полураспада сверхтяжелого нуклиды, упорядоченные по количеству протонов и нейтронов. Ожидаемое расположение острова стабильности вокруг Z = 112 обведен кружком.[3][4]
Ядерная физика
NuclearReaction.svg
Ядро  · Нуклоны  (п, п ) · Ядерное дело  · Ядерная сила  · Ядерная структура  · Ядерная реакция

Было сделано несколько прогнозов относительно точного местоположения острова стабильности, хотя обычно считается, что центр находится недалеко от Copernicium и флеровий изотопов в окрестности предсказанного замкнутого нейтронного оболочка в N = 184.[4] Эти модели убедительно свидетельствуют о том, что закрытая оболочка придаст дополнительную устойчивость к деление и альфа-распад. Хотя ожидается, что эти эффекты будут наибольшими около атомный номер Z = 114 и N = 184, ожидается, что область повышенной стабильности будет охватывать несколько соседних элементов, а вокруг более тяжелых ядер могут появиться дополнительные островки стабильности. вдвойне магия (имеющий магические числа как протонов, так и нейтронов). Период полураспада элементов на острове обычно составляет минуты или дни; по некоторым оценкам период полураспада составляет миллионы лет.[5]

Хотя модель ядерной оболочки, предсказывающая магические числа, существует с 1940-х годов, существование долгоживущих сверхтяжелых нуклидов не было окончательно продемонстрировано. Как и остальные сверхтяжелые элементы, нуклиды на острове стабильности никогда не обнаруживались в природе; таким образом, они должны быть созданы искусственно в ядерная реакция быть изученным. Ученые не нашли способа осуществить такую ​​реакцию, поскольку вполне вероятно, что для заселения ядер вблизи центра острова потребуются новые типы реакций. Тем не менее успешный синтез сверхтяжелых элементов до Z = 118 (Оганессон ) с количеством нейтронов до 177 демонстрирует небольшой стабилизирующий эффект вокруг элементов 110 до 114, что может продолжаться в неизвестных изотопах, подтверждая существование острова стабильности.[4][6]

Введение

Нуклидная стабильность

Смотрите также: Долина стабильности
Полная диаграмма периодов полураспада нуклидов по осям атомного номера Z и нейтронного числа N.
График периодов полураспада известных нуклидов

Состав нуклид (атомное ядро ) определяется количество протонов Z и количество нейтронов N, что в сумме массовое число А. Число протонов Z, также называемый атомным номером, определяет положение элемент в периодическая таблица. Около 3300 известных нуклидов[7] обычно представлены в диаграмма с участием Z и N за его оси и период полураспада для радиоактивный распад указаны для каждого нестабильного нуклида (см. рисунок).[8] По состоянию на 2019 год, 252 нуклида стабильный (разложение никогда не наблюдалось);[9] как правило, по мере увеличения числа протонов стабильные ядра имеют более высокую нейтронно-протонное отношение (больше нейтронов на протон). Последний элемент периодической таблицы, имеющий стабильную изотоп является вести (Z = 82),[а][b] со стабильностью (т.е. период полураспада наиболее долгоживущих изотопов), как правило, снижается в более тяжелых элементах.[c][12] Периоды полураспада ядер также уменьшаются, когда имеется неравномерное нейтронно-протонное отношение, так что получающиеся ядра имеют слишком мало или слишком много нейтронов, чтобы быть стабильными.[13]

Стабильность ядра определяется его энергия связи, более высокая энергия связи обеспечивает большую стабильность. Энергия связи на нуклон увеличивается с увеличением атомного номера до широкого плато вокруг А = 60, затем уменьшается.[14] Если ядро ​​можно разделить на две части, имеющие меньшую полную энергию (следствие массовый дефект в результате большей энергии связи), он нестабилен. Ядро может удерживаться вместе в течение конечного времени, потому что существует потенциальный барьер противодействуя расколу, но этот барьер можно преодолеть квантовое туннелирование. Чем ниже барьер и массы фрагменты, тем больше вероятность разделения на единицу времени.[15]

Протоны в ядре связаны вместе сильная сила, что уравновешивает Кулоновское отталкивание между положительно заряжен протоны. В более тяжелых ядрах требуется большее количество незаряженных нейтронов, чтобы уменьшить отталкивание и придать дополнительную стабильность. Даже в этом случае, когда физики начали синтезировать элементы, которые не встречаются в природе, они обнаружили, что стабильность снижалась по мере того, как ядра становились тяжелее.[16] Таким образом, они предположили, что периодическая таблица Менделеева может прийти к концу. Первооткрыватели плутоний (элемент 94) решил назвать его «ультимиумом», считая его последним.[17] После открытия более тяжелых элементов, некоторые из которых распадались за микросекунды, казалось, что нестабильность в отношении спонтанное деление ограничит существование более тяжелых элементов. В 1939 г. верхний предел синтеза потенциальных элементов оценивался примерно в элемент 104,[18] и после первых открытий трансактинидные элементы в начале 1960-х годов этот прогноз верхнего предела был расширен до элемент 108.[16]

Диаграмма, показывающая уровни энергии известных и предсказанных протонных оболочек с промежутками с атомными номерами 82, 114, 120 и 126.
Диаграмма, показывающая уровни энергии известных и предсказанных протонных оболочек (слева и справа показаны две разные модели).[19] Пробелы в Z = 82, 114, 120 и 126 соответствуют закрытиям оболочки,[19] которые имеют особенно стабильные конфигурации и, таким образом, приводят к более стабильным ядрам.[20]

Магические числа

Еще в 1914 г. возможное существование сверхтяжелые элементы с атомными номерами, намного превосходящими атомные номера урана - в то время самого тяжелого из известных элементов - было предложено, когда немецкий физик Ричард Суинн предложил, чтобы сверхтяжелые элементы вокруг Z = 108 были источником излучения в космические лучи. Хотя он не сделал никаких окончательных наблюдений, в 1931 году он предположил, что трансурановые элементы около Z = 100 или Z = 108 могут быть относительно долгоживущими и, возможно, существовать в природе.[21] В 1955 г. американский физик Джон Арчибальд Уиллер также предположил наличие этих элементов;[22] ему приписывают первое использование термина «сверхтяжелый элемент» в статье 1958 года, опубликованной вместе с Фредериком Вернером.[23] Эта идея не вызвала широкого интереса до десятилетия спустя, после улучшений в модель ядерной оболочки. В этой модели атомное ядро ​​построено в «оболочках», аналогичных электронные оболочки в атомах. Независимо друг от друга нейтроны и протоны имеют уровни энергии которые обычно расположены близко друг к другу, но после того, как одна оболочка заполнена, требуется значительно больше энергии, чтобы начать заполнение следующей. Таким образом, энергия связи на нуклон достигает локального максимума, и ядра с заполненными оболочками более устойчивы, чем ядра без них.[24] Эта теория модели ядерной оболочки возникла в 1930-х годах, но только в 1949 году немецкие физики Мария Гепперт Майер и Йоханнес Ханс Даниэль Йенсен и другие. самостоятельно разработал правильную формулировку.[25]

Число нуклонов, для которых заполнены оболочки, называют магические числа. Для нейтронов наблюдались магические числа 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126, и следующим числом предсказывается 184.[6][26] Протоны разделяют первые шесть из этих магических чисел,[27] и 126 предсказывалось как магическое число протонов с 1940-х годов.[28] Нуклиды с магическим числом каждого, например 16О (Z = 8, N = 8), 132Sn (Z = 50, N = 82), и 208Pb (Z = 82, N = 126) - называются «дважды магическими» и более стабильны, чем близлежащие нуклиды, из-за большей энергии связи.[29][30]

В конце 1960-х годов более сложные модели оболочек были сформулированы американским физиком Уильямом Майерсом и польским физиком. Владислав Свёнтецкий, и независимо немецкий физик Хайнер Мелднер (1939-2019[31][32]). С помощью этих моделей, принимая во внимание кулоновское отталкивание, Мелднер предсказал, что следующее магическое число протона может быть 114 вместо 126.[33] Майерс и Свёнтецкий, кажется, придумали термин «остров стабильности», а американский химик Гленн Сиборг, позже открывший многие из сверхтяжелых элементов, быстро принял этот термин и продвигал его.[28][34] Майерс и Свёнтецкий также предположили, что некоторые сверхтяжелые ядра будут долгоживущими вследствие более высокого барьеры деления. Дальнейшие усовершенствования модели ядерной оболочки советским физиком Вилен Струтинский привело к появлению макроскопически-микроскопического метода, модели ядерной массы, которая учитывает обе плавные тенденции, характерные для модель капли жидкости и местные колебания, такие как оболочечные эффекты. Такой подход позволил шведскому физику Свен Нильссон и др., а также другие группы, чтобы сделать первые подробные расчеты стабильности ядер внутри острова.[33] С появлением этой модели Струтинский, Нильссон и другие группы выступили за существование дважды магического нуклида. 298Fl (Z = 114, N = 184), а не 310Убх (Z = 126, N = 184), что предсказывалось как двойное волшебство еще в 1957 году.[33] Впоследствии оценки магического числа протонов варьировались от 114 до 126, и до сих пор нет единого мнения.[6][20][35]

Открытия

Наиболее стабильные изотопы сверхтяжелых элементов (Z ≥ 104)
ЭлементАтомный
количество		Наиболее
стабильный
изотоп		Период полураспада[d]
Публикации
[36][37]		НУБАЗА 2016
[38]
Резерфордий104267Rf1,3 ч2,5 часа
Дубний105268Db1,2 дн1,1 г
Сиборгий106269Sg14 мин[39]5 минут
Бориум107270Bh[e]1 мин3,8 мин.
Калий108269Hs9,7 с[41]16 с
Мейтнерий109278Mt[f][г]4,5 с7 с
Дармштадтиум110281Ds[f]12,7 с14 с
Рентгений111282Rg[f][час]1,7 мин1,6 мин
Копернициум112285Cn[f]28 с32 с
Nihonium113286Nh[f]9,5 с7 с
Флеровий114289Fl[f][я]1.9 с2,4 с
Московиум115290Mc[f]650 мс410 мс
Ливерморий116293Lv[f]57 мс80 мс
Tennessine117294Ц[f]51 мс70 мс
Оганессон118294Og[f][j]690 мкс1,15 мс

Интерес к возможному острову стабильности рос на протяжении 1960-х годов, поскольку некоторые расчеты предполагали, что он может содержать нуклиды с периодом полураспада в миллиарды лет.[43][44] Также было предсказано, что они будут особенно устойчивы к спонтанному делению, несмотря на их высокую атомную массу.[33][45] Считалось, что если такие элементы существуют и являются достаточно долгоживущими, у них может быть несколько новых применений вследствие их ядерных и химических свойств. К ним относятся использование в ускорители частиц так как источники нейтронов, в ядерное оружие как следствие их прогнозируемого низкого критические массы и большое количество нейтронов, испускаемых при делении,[46] и в качестве ядерное топливо для космических миссий.[35] Эти предположения побудили многих исследователей в 1960-х и 1970-х годах провести поиски сверхтяжелых элементов как в природе, так и в природе. нуклеосинтез в ускорителях частиц.[22]

В течение 1970-х годов было проведено множество поисков долгоживущих сверхтяжелых ядер. Эксперименты по синтезу элементов с атомными номерами от 110 до 127 проводились в лабораториях по всему миру.[47][48] Эти элементы искали в реакциях термоядерного испарения, в которых тяжелая мишень из одного нуклида облученный ускоренными ионами другого в циклотрон, а после этих ядер образуются новые нуклиды. предохранитель и полученная возбужденная система высвобождает энергию, испаряя несколько частиц (обычно протонов, нейтронов или альфа-частиц). Эти реакции делятся на «холодный» и «горячий» синтез, которые соответственно создают системы с более низкой и высокой возбуждение энергии; это влияет на выход реакции.[49] Например, реакция между 248См и 40Ожидалось, что Ar будет давать изотопы элемента 114, а между 232Че и 84Ожидалось, что Kr будет давать изотопы 126-го элемента.[50] Ни одна из этих попыток не увенчалась успехом,[47][48] что указывает на то, что такие эксперименты могли быть недостаточно чувствительными, если реакция поперечные сечения были низкими - что приводило к более низким выходам - ​​или что любые ядра, достижимые с помощью таких реакций слияния-испарения, могли быть слишком короткоживущими для обнаружения.[k] Последующие успешные эксперименты показывают, что периоды полураспада и поперечные сечения действительно уменьшаются с увеличением атомного номера, что приводит к синтезу всего нескольких короткоживущих атомов самых тяжелых элементов в каждом эксперименте.[51]

Подобные поиски в природе также не увенчались успехом, из чего следует, что, если сверхтяжелые элементы действительно существуют в природе, их содержание меньше 10.−14 родинки сверхтяжелых элементов на моль руды.[52] Несмотря на эти безуспешные попытки наблюдать долгоживущие сверхтяжелые ядра,[33] синтезированы новые сверхтяжелые элементы каждые несколько лет в лабораториях через бомбардировка легкими ионами и холодный синтез[l] реакции; резерфордий, первый трансактинид, был открыт в 1969 году, а коперниций - восемь протонов ближе к острову стабильности, предсказанный в Z = 114, было достигнуто к 1996 году. Несмотря на то, что периоды полураспада этих ядер очень короткие (порядка секунды ),[38] само существование элементов тяжелее резерфорда указывает на стабилизирующие эффекты, которые, как считается, вызваны закрытыми оболочками; а модель без учета таких эффектов запретит существование этих элементов из-за быстрого спонтанного деления.[18]

Флеровий с ожидаемыми магическими 114 протонами был впервые синтезирован в 1998 г. Объединенный институт ядерных исследований в Дубна, Россия, группой физиков во главе с Юрий Оганесян. Был обнаружен один атом 114-го элемента со временем жизни 30,4 секунды, и его продукты распада период полураспада измеряется минутами.[53] Поскольку образовавшиеся ядра претерпели альфа-распад, а не деление, а период полураспада был несколько порядки величины дольше, чем предполагалось ранее[м] или наблюдается для сверхтяжелых элементов,[53] это событие рассматривалось как «хрестоматийный пример» цепочки распада, характерной для «острова стабильности», что является убедительным доказательством существования «острова стабильности» в этом регионе.[55] Несмотря на то, что исходная цепочка 1998 года больше не наблюдалась, и ее назначение остается неопределенным,[40] дальнейшие успешные эксперименты в следующие два десятилетия привели к открытию всех элементов до Оганессон, период полураспада которых превышает первоначально предсказанные значения; эти свойства распада дополнительно подтверждают наличие острова стабильности.[6][42][56] Хотя известные ядра все еще не дотягивают до нескольких нейтронов. N = 184, где ожидается максимальная стабильность (подтвержденные ядра с наибольшим количеством нейтронов, 293Lv и 294Ц, только дотянуться N = 177), а точное местоположение центра острова остается неизвестным,[5][6] тенденция повышения стабильности ближе к N = 184. Например, изотоп 285Cn, на восемь нейтронов больше, чем 277Cn имеет период полураспада почти на пять порядков больше. Ожидается, что эта тенденция сохранится и в неизвестных более тяжелых изотопах.[57]

Схема наблюдаемых цепочек распадов даже Z-сверхтяжелых нуклидов, состоящих из нескольких альфа-распадов и заканчивающихся спонтанным делением.
Сводка наблюдаемых цепочек распадов в четныхZ сверхтяжелые элементы, включая предварительные назначения в цепях 3, 5 и 8.[40] Существует общая тенденция повышения стабильности для изотопов с большим нейтронным избытком (N − Z, разница в количестве протонов и нейтронов), особенно в элементах 110, 112 и 114, что убедительно свидетельствует о том, что центр острова стабильности находится среди еще более тяжелых изотопов.

Деформированные ядра

Хотя ядра внутри острова стабильности вокруг N = 184 прогнозируются сферический, исследования с начала 1990-х, начиная с польских физиков Зигмунта Патыка и Адама Собичевского в 1991 году.[58]- предполагают, что некоторые сверхтяжелые элементы не имеют идеально сферических ядер.[59][60] Изменение формы ядра меняет положение нейтронов и протонов в оболочке. Исследования показывают, что большие ядра дальше от сферических магических чисел деформированный,[60] заставляя магические числа сдвигаться или появляться новые магические числа. Текущие теоретические исследования показывают, что в регионе Z = 106–108 и N ≈ 160–164, ядра могут быть более устойчивыми к делению из-за оболочечных эффектов для деформированных ядер; таким образом, такие сверхтяжелые ядра испытали бы только альфа-распад.[61][62][63] Калий-270 теперь считается дважды магически деформированным ядром с деформированными магическими числами. Z = 108 и N = 162.[64] Его период полураспада составляет 9 секунд.[38] Это согласуется с моделями, которые учитывают деформированный характер ядер, промежуточных между актинидами и островком стабильности вблизи N = 184, в котором «полуостров» устойчивости возникает при деформированных магических числах Z = 108 и N = 162.[65][66] Определение распадных свойств соседних изотопов хассия и сиборгия вблизи N = 162 является еще одним убедительным доказательством этой области относительной стабильности в деформированных ядрах.[45] Это также убедительно свидетельствует о том, что остров стабильности (для сферических ядер) не изолирован полностью от области стабильных ядер, а скорее, что обе области вместо этого связаны через перешеек относительно стабильных деформированных ядер.[65][67]

Прогнозируемые свойства распада

Диаграмма, изображающая четыре основных режима распада (альфа, электронный захват, бета и спонтанное деление) известных и предсказанных сверхтяжелых ядер.
Диаграмма, изображающая предсказанные моды распада сверхтяжелых ядер, с наблюдаемыми ядрами, выделенными черными контурами. Наиболее нейтронодефицитные ядра, а также ядра сразу за замыканием оболочки при N = 184, по прогнозам, будут преимущественно подвергаться спонтанному делению (SF), тогда как альфа-распад (α) может доминировать в нейтронодефицитных ядрах ближе к острову, и значительный бета-распад (β) или захват электронов (EC) ветви могут появиться ближе всего к центру острова вокруг 291Cn и 293Cn.[4]

В период полураспада ядер на самом острове стабильности неизвестны, так как ни один из нуклидов, которые были бы «на острове», не наблюдался. Многие физики считают, что период полураспада этих ядер относительно невелик, порядка минут или дней.[5] Некоторые теоретические расчеты показывают, что их период полураспада может быть длительным, порядка 100 лет,[4][51] или, возможно, до 109 лет.[44]

Закрытие корпуса на N = 184 приведет к увеличению частичный период полураспада для альфа-распада и спонтанного деления.[4] Считается, что закрытие оболочки приведет к более высоким барьерам деления ядер вокруг 298Fl, сильно затрудняя деление и, возможно, приводя к периодам полураспада на 30 порядков больше, чем у ядер, не затронутых закрытием оболочки.[33][68] Например, нейтронодефицитный изотоп 284Fl (с участием N = 170) подвергается делению с периодом полураспада 2,5 миллисекунды и считается одним из наиболее нейтронодефицитных нуклидов с повышенной стабильностью вблизи N = 184 закрытие корпуса.[39] По прогнозам, за пределами этой точки некоторые неоткрытые изотопы будут подвергаться делению с еще более короткими периодами полураспада, что ограничивает существование[n] и возможное наблюдение[k] сверхтяжелых ядер вдали от острова стабильности (а именно для N <170, а также для Z > 120 и N > 184).[13][18] Эти ядра могут подвергаться альфа-распаду или спонтанному делению за микросекунды или меньше, с некоторым периодом полураспада деления, по оценкам, порядка 10−20 секунд при отсутствии барьеров деления.[61][62][63][68] Напротив, 298Fl (предположительно находящийся в области максимальных оболочечных эффектов) может иметь гораздо более длительный период полураспада спонтанного деления, возможно, порядка 1019 лет.[33]

В центре острова может происходить конкуренция между альфа-распадом и спонтанным делением, хотя точное соотношение зависит от модели.[4] Период полураспада при альфа-распаде 1700 ядер с 100 ≤Z ≤ 130 были рассчитаны в модели квантового туннелирования с экспериментальным и теоретическим альфа-распадом. Q-значения, и согласуются с наблюдаемыми периодами полураспада для некоторых из самых тяжелых изотопов.[61][62][63][72][73][74]

Также прогнозируется, что самые долгоживущие нуклиды будут находиться на линия бета-стабильности, для бета-распад предсказывается, что он будет конкурировать с другими модами распада вблизи предсказанного центра острова, особенно для изотопов элементов 111–115. В отличие от других режимов распада, предсказанных для этих нуклидов, бета-распад не изменяет массовое число. Вместо этого нейтрон превращается в протон или наоборот, образуя соседний изобара ближе к центру устойчивости (изобара с наименьшим избыток массы ). Например, значительные ветви бета-распада могут существовать в таких нуклидах, как 291Fl и 291Nh; эти нуклиды имеют лишь на несколько нейтронов больше, чем известные нуклиды, и могут распадаться по "узкому пути" к центру острова стабильности.[3][4] Возможная роль бета-распада весьма неопределенна, поскольку некоторые изотопы этих элементов (например, 290Fl и 293Mc), как предполагается, будут иметь более короткие частичные периоды полураспада для альфа-распада. Бета-распад снизит конкуренцию и приведет к тому, что альфа-распад останется доминирующим каналом распада, если только не существует дополнительной устойчивости к альфа-распаду в супердеформированный изомеры этих нуклидов.[75]

Диаграмма, изображающая четыре основных режима распада (альфа, электронный захват, бета и спонтанное деление) известных и предсказанных сверхтяжелых ядер в соответствии с моделью KTUY.
Эта диаграмма прогнозируемых режимов распада, полученная в результате теоретических исследований Японское агентство по атомной энергии, предсказывает центр острова стабильности вокруг 294Ds; это будет самый долгоживущий из нескольких относительно долгоживущих нуклидов, в первую очередь подвергающихся альфа-распаду (обведено). Это область, где линия бета-устойчивости пересекает область, стабилизированную замыканием оболочки при N = 184. Слева и справа периоды полураспада уменьшаются по мере того, как деление становится доминирующей модой распада, что согласуется с другими моделями.[13][68]

Рассматривая все моды распада, различные модели указывают на смещение центра острова (т. Е. Самого долгоживущего нуклида) от 298Fl на более низкий атомный номер и конкуренция между альфа-распадом и спонтанным делением в этих нуклидах;[76] они включают 100-летний период полураспада для 291Cn и 293Сп,[51][71] период полураспада 1000 лет для 296Сп,[51] и период полураспада 300 лет для 294Ds,[68] последние два точно в N = 184 закрытие корпуса. Также предполагалось, что эта область повышенной устойчивости для элементов с 112 ≤Z ≤ 118 может быть следствием деформации ядра, и что истинный центр острова стабильности для сферических сверхтяжелых ядер находится вокруг 306Ubb (Z = 122, N = 184).[19] Эта модель определяет остров стабильности как область с наибольшим сопротивлением делению, а не с наибольшим полным периодом полураспада;[19] нуклид 306У Ubb все еще прогнозируется короткий период полураспада по отношению к альфа-распаду.[4][63]

Другой потенциально значимый режим распада наиболее тяжелых сверхтяжелых элементов был предложен кластерный распад румынскими физиками Дорин Н. Поэнару и Раду А. Гергеску и немецкий физик Уолтер Грейнер. это коэффициент ветвления относительно альфа-распада, как ожидается, будет увеличиваться с увеличением атомного номера, так что он может конкурировать с альфа-распадом около Z = 120, и, возможно, станет доминирующей модой распада более тяжелых нуклидов вокруг Z = 124. Таким образом, ожидается, что он будет играть большую роль за пределами центра острова стабильности (хотя все еще подвержен влиянию оболочечных эффектов), если только центр острова не находится под более высоким атомным номером, чем предсказывалось.[77]

Возможное естественное возникновение

Несмотря на то, что период полураспада сверхтяжелых элементов составляет сотни или тысячи лет, он слишком короткий, чтобы такие нуклиды существовали. изначально на земле. Кроме того, нестабильность ядер промежуточного звена между первичными актинидами (232Чт, 235U, и 238U ), а остров стабильности может подавлять образование ядер внутри острова в р-обработать нуклеосинтез. Различные модели предполагают, что спонтанное деление будет доминирующей модой распада ядер с А > 280, и что нейтронно-индуцированные или задержанные бета деление - соответственно захват нейтронов и бета-распад, сразу за которым следует деление, - станут основными каналами реакции. В результате бета-распад по направлению к острову стабильности может происходить только на очень узком пути или может быть полностью заблокирован делением, что исключает синтез нуклидов внутри острова.[78] Отсутствие наблюдения сверхтяжелых нуклидов, таких как 292Hs и 298Считается, что в природе Fl является следствием низкой урожайности в р-процесс, возникающий в результате этого механизма, а также период полураспада, слишком короткий, чтобы позволить измеримым количествам сохраняться в природе.[79][o]

Несмотря на эти препятствия на пути их синтеза, исследование 2013 года, опубликованное группой российских физиков под руководством Валерий Загребаев предполагает, что самые долгоживущие изотопы коперниция могут встречаться в количестве 10−12 относительно свинца, благодаря чему они могут быть обнаружены в космические лучи.[57] Аналогичным образом, в эксперименте 2013 года группа российских физиков во главе с Александром Багулей сообщила о возможном наблюдении трех космогенный сверхтяжелые ядра в оливин кристаллы в метеоритах. Атомный номер этих ядер оценивался от 105 до 130, при этом одно ядро, вероятно, ограничивалось от 113 до 129, а их время жизни оценивалось как минимум 3000 лет. Хотя это наблюдение еще не подтверждено независимыми исследованиями, оно убедительно свидетельствует о существовании острова стабильности и согласуется с теоретическими расчетами периодов полураспада этих нуклидов.[82][83][84]

Возможный синтез и трудности

Трехмерный график стабильности элементов в зависимости от числа протонов Z и нейтронов N, показывающий «горную цепь», идущую по диагонали через график от меньшего числа к большому, а также «остров стабильности» при высоких значениях N и Z.
3-х мерный рендеринг острова стабильности вокруг N = 178 и Z  = 112

Производство ядер на острове стабильности оказывается очень трудным, поскольку ядра, доступные в качестве исходных материалов, не доставляют необходимое количество нейтронов. Пучки радиоактивных ионов (например, 44S) в сочетании с актинидами-мишенями (такими как 248См ) может позволить получить более богатые нейтронами ядра ближе к центру острова стабильности, хотя в настоящее время такие пучки не доступны с интенсивностью, необходимой для проведения таких экспериментов.[57][85][86] Несколько более тяжелых изотопов, таких как 250См и 254Es могут по-прежнему использоваться в качестве мишеней, позволяя производить изотопы с одним или двумя нейтронами больше, чем известные изотопы,[57] хотя производство нескольких миллиграммов этих редких изотопов для создания мишени затруднено.[87] Также возможно исследовать альтернативные каналы реакции в том же 48Ca -индуцированные реакции термоядерного испарения, которые заселяют самые богатые нейтронами известные изотопы, а именно pxn и αxn (испускание протона или альфа-частица соответственно, за которыми следуют несколько нейтронных) каналов. Это может позволить синтез нейтронно-обогащенных изотопов элементов 111–117.[88] Хотя предсказанные сечения порядка 1–900fb, меньше, чем в xn (только излучение нейтронов) каналов, в этих реакциях все еще может быть возможно генерировать недоступные иным образом изотопы сверхтяжелых элементов.[88][89] Некоторые из этих более тяжелых изотопов (например, 291Mc, 291Fl и 291Nh) также может пройти захват электронов (превращая протон в нейтрон) в дополнение к альфа-распаду с относительно большим периодом полураспада, распадаясь на ядра, такие как 291Cn, которые, по прогнозам, лежат около центра острова стабильности. Однако это остается в значительной степени гипотетическим, поскольку сверхтяжелые ядра вблизи линии бета-стабильности еще не синтезированы, и предсказания их свойств значительно различаются в разных моделях.[3][57]

Процесс медленного захват нейтронов используется для производства нуклидов такой тяжелой, как 257FM заблокирован кратковременным изотопы фермия которые подвергаются самопроизвольному делению (например, 258Fm имеет период полураспада 370 мкс); это известно как «фермиевый промежуток» и предотвращает синтез более тяжелых элементов в такой реакции. Возможно, удастся обойти этот пробел, а также еще одну прогнозируемую область нестабильности вокруг А = 275 и Z = 104–108, в серии управляемых ядерных взрывов с более высокой нейтронный поток (примерно в тысячу раз больше, чем потоки в существующих реакторах), что имитирует астрофизические р-обработать.[57] Впервые предложенная Мельднером в 1972 году, такая реакция могла бы позволить производство макроскопических количеств сверхтяжелых элементов внутри острова стабильности;[3] роль деления в промежуточных сверхтяжелых нуклидах весьма неопределенна и может сильно повлиять на выход такой реакции.[78]

Диаграмма JAEA для нуклидов до Z = 149 и N = 256, показывающая предсказанные режимы распада и линию бета-стабильности
На этой диаграмме нуклидов, используемой Японским агентством по атомной энергии, показаны известные (в рамке) и предсказанные режимы распада ядер вплоть до Z = 149 и N = 256. Вокруг предсказанных закрытий оболочки видны области повышенной стабильности. N = 184 (294Ds–298Fl) и N = 228 (354126), разделенный промежутком из короткоживущих делящихся ядер (т1/2 <1 нс; не окрашены в графике).[68]

Также возможно образование изотопов на острове стабильности, таких как 298Fl в многонуклонных реакции переноса при низкоэнергетических столкновениях актинид ядра (например, 238U и 248См).[85] Этот механизм обратного квазиделения (частичное слияние с последующим делением со смещением от равновесия масс, что приводит к более асимметричным продуктам)[90] может обеспечить путь к острову стабильности, если вокруг Z = 114 являются достаточно прочными, хотя более легкие элементы, такие как нобелий и сиборгий (Z = 102–106), как ожидается, принесут более высокие урожаи.[57][91] Предварительные исследования 238U +238U и 238U +248Реакции переноса см не привели к образованию элементов тяжелее менделевий (Z = 101), хотя увеличение выхода в последней реакции предполагает, что использование еще более тяжелых мишеней, таких как 254Es (при наличии) может позволить производство сверхтяжелых элементов.[92] Этот результат подтверждается более поздним расчетом, предполагающим, что выход сверхтяжелых нуклидов (с Z ≤ 109), вероятно, будет выше в реакциях переноса с использованием более тяжелых мишеней.[86] Исследование 2018 г. 238U +232Реакция на Техас A&M Институт циклотрона, Сара Вуэншель и др. обнаружил несколько неизвестных альфа-распадов, которые, возможно, можно отнести к новым, богатым нейтронами изотопам сверхтяжелых элементов с 104 <Z <116, хотя для однозначного определения атомного номера продуктов необходимы дальнейшие исследования.[86][93] Этот результат убедительно свидетельствует о том, что оболочечные эффекты оказывают значительное влияние на поперечные сечения и что остров стабильности, возможно, может быть достигнут в будущих экспериментах с реакциями переноса.[93]

Другие острова стабильности

Смотрите также: Расширенная таблица Менделеева

Дальнейшее закрытие оболочки за пределами основного острова стабильности в районе Z = 112–114 может привести к появлению дополнительных островков устойчивости. Хотя предсказания местоположения следующих магических чисел значительно различаются, два значительных острова, как полагают, существуют вокруг более тяжелых дважды магических ядер; первый рядом 354126 (с 228 нейтронами) и второй около 472164 или 482164 (с 308 или 318 нейтронами).[33][68][94] Нуклиды в пределах этих двух островов стабильности могут быть особенно устойчивыми к спонтанному делению и иметь период полураспада альфа-распада, измеряемый годами, таким образом, имея стабильность, сравнимую с элементами в непосредственной близости от флеровий.[33] Другие области относительной стабильности также могут появиться с более слабым замыканием протонной оболочки в бета-стабильных нуклидах; такие возможности включают регионы вблизи 342126[95] и 462154.[96] Существенно больше электромагнитное отталкивание между протонами в таких тяжелых ядрах может значительно снизить их стабильность и, возможно, ограничить их существование локализованными островками вблизи оболочечных эффектов.[97] Это может иметь следствием изоляцию этих островов от основных карта нуклидов, поскольку промежуточные нуклиды и, возможно, элементы в «море нестабильности» быстро подверглись бы делению и по существу не существовали бы.[94] Также возможно, что за пределами области относительной стабильности вокруг элемента 126 более тяжелые ядра будут лежать за пределами порога деления, заданного моделью жидкой капли, и, таким образом, подвергаться делению с очень коротким временем жизни, что делает их практически несуществующими даже в окрестностях больших магических чисел. .[95]

Также было установлено, что в регионе за пределами А > 300, целое "континент стабильности "состоящий из гипотетической фазы стабильного кварковая материя, состоящий из свободно текущих вверх и вниз кварки, а не кварки связанные в протоны и нейтроны, могут существовать. Такая форма материи считается основным состоянием барионная материя с большей энергией связи на барион чем ядерное дело, способствуя распаду ядерной материи сверх этого массового порога на кварковую материю. Если такое состояние вещества существует, оно могло бы быть синтезировано в тех же реакциях слияния, приводящих к нормальным сверхтяжелым ядрам, и было бы стабилизировано против деления вследствие его более сильного связывания, которого достаточно для преодоления кулоновского отталкивания.[98]

Смотрите также

Заметки

  1. ^ Самым тяжелым стабильным элементом считался висмут (атомный номер 83) до 2003 года, когда его единственным стабильным изотопом, 209Би наблюдается альфа-распад.[10]
  2. ^ Теоретически возможно и для других наблюдательно стабильный нуклиды распадаются, хотя их предсказанные периоды полураспада настолько велики, что этот процесс никогда не наблюдался.[11]
  3. ^ Область повышенной стабильности охватывает торий (Z = 90) и уран (Z = 92), период полураспада которых сравним с возраст Земли. Элементы, промежуточные между висмутом и торием, имеют более короткий период полураспада, а более тяжелые ядра, помимо урана, становятся более нестабильными с увеличением атомного номера.[12]
  4. ^ В разных источниках указаны разные значения периодов полураспада; для справки приведены последние опубликованные значения в литературе и NUBASE.
  5. ^ Неподтвержденный 278Bh может иметь более длительный период полураспада - 11,5 минут.[40]
  6. ^ а б c d е ж г час я j Для элементов 109–118 самый долгоживущий изотоп всегда является самым тяжелым из открытых на сегодняшний день. Это делает вид, что среди еще более тяжелых изотопов есть более долгоживущие неоткрытые изотопы.[42]
  7. ^ Неподтвержденный 282Mt может иметь более длительный период полураспада - 1,1 минуты.[40]
  8. ^ Неподтвержденный 286Rg может иметь более длительный период полураспада - 10,7 минут.[40]
  9. ^ Неподтвержденный 290Fl может иметь более длительный период полураспада - 19 секунд.[40]
  10. ^ Неподтвержденный 295Og может иметь более длительный период полураспада, составляющий 181 миллисекунду.[40]
  11. ^ а б Хотя такие ядра могут быть синтезированы и серии сигналов распада могут быть зарегистрированы, распад быстрее, чем одна микросекунда, может накапливаться с последующими сигналами и, таким образом, быть неотличимыми, особенно когда могут образоваться несколько не охарактеризованных ядер и испускать серию подобных альфа-частиц.[70] Таким образом, основная трудность состоит в том, чтобы отнести распады к правильному родительское ядро, поскольку сверхтяжелый атом, распадающийся, не достигнув детектора, вообще не будет зарегистрирован.[71]
  12. ^ Эта концепция отличается от гипотетического синтеза при комнатной температуре (холодный синтез ); вместо этого оно относится к реакциям синтеза с более низкой энергией возбуждения.
  13. ^ Оганесян заявил, что элемент 114 будет иметь период полураспада порядка 10−19 s при отсутствии стабилизирующих эффектов в окрестности теоретического острова.[54]
  14. ^ В Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) определяет предел ядерного существования с периодом полураспада 10−14 секунды; это примерно время, необходимое нуклонам, чтобы организовать себя в ядерные оболочки и таким образом сформировать нуклид.[69]
  15. ^ Наблюдение долгоживущих изотопов рентгений и унбибиум в природе было заявлено израильским физиком Амнон Маринов и другие.,[80][81] хотя оценки использованной техники и последующие безуспешные поиски ставят под сомнение эти результаты.[48]

использованная литература

  1. ^ Московиц, К. (2014). «Сверхтяжелый элемент 117 указывает на легендарный« остров стабильности »в таблице Менделеева». Scientific American. Получено 20 апреля 2019.
  2. ^ Робертс, С. (2019). «Пришло ли время перевернуть таблицу Менделеева? - Знаковая диаграмма элементов служит химии на протяжении 150 лет. Но это не единственный вариант, и ученые расширяют его пределы». Нью-Йорк Таймс. Получено 27 августа 2019.
  3. ^ а б c d Загребаев, В. (2012). Возможности синтеза новых сверхтяжелых ядер (что действительно можно сделать в ближайшие несколько лет). 11-я Международная конференция по ядерно-ядерным столкновениям (NN2012). Сан-Антонио, Техас, США. С. 24–28. Архивировано из оригинал 3 марта 2016 г.
  4. ^ а б c d е ж г час я Карпов, А. В .; Загребаев, В. И .; Palenzuela, Y.M .; и другие. (2012). «Распад и устойчивость самых тяжелых элементов» (PDF). Международный журнал современной физики E. 21 (2): 1250013-1–1250013-20. Bibcode:2012IJMPE..2150013K. Дои:10.1142 / S0218301312500139.
  5. ^ а б c "Подтверждение сверхтяжелого элемента 114: ступенька к острову стабильности". Лаборатория Беркли. 2009. Получено 23 октября 2019.
  6. ^ а б c d е Оганесян, Ю. Ц .; Рыкачевский, К. (2015). «Плацдарм на острове стабильности». Физика сегодня. 68 (8): 32–38. Bibcode:2015ФТ .... 68ч..32О. Дои:10.1063 / PT.3.2880. OSTI  1337838.
  7. ^ Тоннессен, М. (2018). «Проект открытия нуклидов». Получено 13 сентября 2019.
  8. ^ Подгорсак 2016, п. 512
  9. ^ «Атомная структура». Австралийское агентство радиационной защиты и ядерной безопасности. Содружество Австралии. 2017 г.. Получено 16 февраля 2019.
  10. ^ Marcillac, P .; Coron, N .; Dambier, G .; и другие. (2003). «Экспериментальное обнаружение α-частиц от радиоактивного распада природного висмута». Природа. 422 (6934): 876–878. Bibcode:2003Натура.422..876D. Дои:10.1038 / природа01541. PMID  12712201. S2CID  4415582.
  11. ^ Belli, P .; Bernabei, R .; Даневич, Ф. А .; и другие. (2019). «Экспериментальные поиски редких альфа- и бета-распадов». Европейский физический журнал A. 55 (8): 140-1–140-7. arXiv:1908.11458. Bibcode:2019EPJA ... 55..140B. Дои:10.1140 / epja / i2019-12823-2. ISSN  1434-601X. S2CID  201664098.
  12. ^ а б Грейнер, В. (2012). "От тяжелого к стабильности". Физика. 5: 115-1–115-3. Bibcode:2012PhyOJ ... 5..115G. Дои:10.1103 / Физика.5.115.
  13. ^ а б c Koura, H .; Katakura, J .; Tachibana, T .; Минато, Ф. (2015). «Карта нуклидов». Японское агентство по атомной энергии. Получено 12 апреля 2019.
  14. ^ Подгорсак 2016, п. 33
  15. ^ Blatt, J.M .; Вайскопф В. Ф. (2012). Теоретическая ядерная физика. Dover Publications. С. 7–9. ISBN  978-0-486-13950-0.
  16. ^ а б Сакс, О. (2004). «Привет с острова стабильности». Нью-Йорк Таймс. Архивировано из оригинал 4 июля 2018 г.. Получено 16 февраля 2019.
  17. ^ Хоффман 2000, п. 34
  18. ^ а б c Мёллер, П. (2016). «Пределы ядерной карты, установленные делением и альфа-распадом» (PDF). Сеть конференций EPJ. 131: 03002-1–03002-8. Bibcode:2016EPJWC.13103002M. Дои:10.1051 / epjconf / 201613103002.
  19. ^ а б c d Кратц, Дж. В. (2011). Влияние сверхтяжелых элементов на химические и физические науки (PDF). 4-я Международная конференция по химии и физике трансактинидных элементов. стр. 30–37. Получено 27 августа 2013.
  20. ^ а б Koura, H .; Чиба, С. (2013). «Одночастичные уровни сферических ядер в области сверхтяжелых и сверхтяжелых масс». Журнал Физического общества Японии. 82 (1): 014201-1–014201-5. Bibcode:2013JPSJ ... 82a4201K. Дои:10.7566 / JPSJ.82.014201.
  21. ^ Краг 2018, стр. 9–10
  22. ^ а б Хоффман 2000, п. 400
  23. ^ Thompson, S.G .; Цанг, К. Ф. (1972). Сверхтяжелые элементы (PDF) (Отчет). Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. п. 28. LBL-665.
  24. ^ Нейв, Р. «Оболочечная модель ядра». Гиперфизика. Кафедра физики и астрономии, Государственный университет Джорджии. Получено 22 января 2007.
  25. ^ Caurier, E .; Martínez-Pinedo, G .; Новацкий, Ф .; и другие. (2005). «Оболочечная модель как единый взгляд на структуру ядра». Обзоры современной физики. 77 (2): 428. arXiv:nucl-th / 0402046. Bibcode:2005RvMP ... 77..427C. Дои:10.1103 / RevModPhys.77.427. S2CID  119447053.
  26. ^ Сатаке, М. (2010). Введение в ядерную химию. Издательство Discovery. п. 36. ISBN  978-81-7141-277-8.
  27. ^ Ebbing, D .; Гаммон, С. Д. (2007). Общая химия (8-е изд.). Хоутон Миффлин. п. 858. ISBN  978-0-618-73879-3.
  28. ^ а б Краг 2018, п. 22
  29. ^ Дюме, Б. (2005). ""Магические «числа остаются волшебными». Мир физики. IOP Publishing. Получено 17 февраля 2019.
  30. ^ Бланк, В .; Реган, П. Х. (2000). «Магические и дважды магические ядра». Новости ядерной физики. 10 (4): 20–27. Дои:10.1080/10506890109411553. S2CID  121966707.
  31. ^ https://www.llnl.gov/community/retiree-and-employee-resources/in-memoriam/heiner-walter-meldner
  32. ^ https://www.legacy.com/obituaries/sandiegouniontribune/obituary.aspx?n=heiner-walter-meldner&pid=193040302
  33. ^ а б c d е ж г час я Bemis, C.E .; Никс, Дж. Р. (1977). «Сверхтяжелые элементы - квест в перспективе» (PDF). Комментарии к ядерной физике и физике элементарных частиц. 7 (3): 65–78. ISSN  0010-2709.
  34. ^ Краг, Х. (2017). «Поиск сверхтяжелых элементов: исторические и философские перспективы». С. 8–9. arXiv:1708.04064 [Physics.hist-ph ].
  35. ^ а б Кортленд, Р. (2010). "Весовая шкала для атомов может отобразить остров стабильности.'". Новый ученый. Получено 4 июля 2019.
  36. ^ Эмсли 2011, п. 566
  37. ^ Оганесян, Ю. Ц .; Утёнков В. К. (2015). «Исследование сверхтяжелых элементов». Отчеты о достижениях физики. 78 (3): 036301-14–036301-15. Bibcode:2015RPPh ... 78c6301O. Дои:10.1088/0034-4885/78/3/036301. PMID  25746203.
  38. ^ а б c Audi, G .; Кондев, Ф. Г .; Wang, M .; и другие. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF). Китайская физика C. 41 (3): 030001-134–030001-138. Bibcode:2017ЧФК..41с0001А. Дои:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
  39. ^ а б Утёнков, В.К .; Brewer, N.T .; Оганесян, Ю. Ц .; и другие. (2018). «Нейтронодефицитные сверхтяжелые ядра, полученные в 240Pu + 48Ca реакция ". Физический обзор C. 97 (1): 014320-1–014320-10. Bibcode:2018PhRvC..97a4320U. Дои:10.1103 / PhysRevC.97.014320.
  40. ^ а б c d е ж г Hofmann, S .; Heinz, S .; Mann, R .; и другие. (2016). «Обзор четных элементных сверхтяжелых ядер и поиск элемента 120». Европейский физический журнал A. 2016 (52): 180-15–180-17. Bibcode:2016EPJA ... 52..180H. Дои:10.1140 / epja / i2016-16180-4. S2CID  124362890.
  41. ^ Шедель М. (2015). «Химия сверхтяжелых элементов» (PDF). Философские труды Королевского общества A. 373 (2037): 20140191–9. Bibcode:2015RSPTA.37340191S. Дои:10.1098 / rsta.2014.0191. PMID  25666065. S2CID  6930206.
  42. ^ а б Оганесян, Ю. Ц. (2007). «Самые тяжелые ядра из 48Са-индуцированные реакции » (PDF). Журнал физики G: Ядерная физика и физика элементарных частиц. 34 (4): R233. Bibcode:2007JPhG ... 34R.165O. Дои:10.1088 / 0954-3899 / 34/4 / R01.
  43. ^ Лодхи 1978, п. 11
  44. ^ а б Оганесян, Ю. Ц. (2012). «Ядра на« острове стабильности »сверхтяжелых элементов». Journal of Physics: Серия конференций. 337 (1): 012005. Bibcode:2012JPhCS.337a2005O. Дои:10.1088/1742-6596/337/1/012005.
  45. ^ а б Wiok, S .; Heenen, P.-H .; Назаревич, В. (2005). «Сосуществование форм и трехосность в сверхтяжелых ядрах» (PDF). Природа. 433 (7027): 705–709. Bibcode:2005Натура.433..705С. Дои:10.1038 / природа03336. PMID  15716943. S2CID  4368001. Архивировано из оригинал (PDF) 23 июня 2010 г.
  46. ^ Gsponer, A .; Хурни, Ж.-П. (2009). Ядерное оружие четвертого поколения: физические принципы термоядерных взрывчатых веществ, синтез с инерционным удержанием и поиски ядерного оружия четвертого поколения (PDF) (3-е издание 7-го изд.). С. 110–115.
  47. ^ а б Лодхи 1978, п. 35 год
  48. ^ а б c Эмсли 2011, п. 588
  49. ^ Хуягбаатар, Дж. (2017). «Сечения реакций синтеза-испарения: наиболее перспективный путь к сверхтяжелым элементам за пределами Z = 118". Сеть конференций EPJ. 163: 00030-1–00030-5. Дои:10.1051 / epjconf / 201716300030.
  50. ^ Хоффман 2000, п. 404
  51. ^ а б c d Карпов, А .; Загребаев, В .; Грейнер, В. (2015). «Сверхтяжелые ядра: какие области ядерной карты доступны в ближайших исследованиях?» (PDF). ОНА-2015. стр. 1–16. Получено 30 октября 2018.
  52. ^ Хоффман 2000, п. 403
  53. ^ а б Оганесян, Ю. Ц .; Утёнков, В.К .; Лобанов, Ю. V .; и другие. (1999). «Синтез сверхтяжелых ядер в 48Ca + 244Пу Реакция » (PDF). Письма с физическими проверками. 83 (16): 3154. Bibcode:1999ПхРвЛ..83.3154О. Дои:10.1103 / PhysRevLett.83.3154.
  54. ^ Чепмен, К. (2016). «Что нужно для создания нового элемента». Мир химии. Получено 16 января 2020.
  55. ^ Хоффман 2000, п. 426
  56. ^ Оганесян, Ю. Ц .; Абдуллин, Ф. Ш .; Bailey, P.D .; и другие. (2010). «Синтез нового элемента с атомным номером. Z = 117". Письма с физическими проверками. 104 (14): 142502-1–142502-4. Bibcode:2010ПхРвЛ.104н2502O. Дои:10.1103 / PhysRevLett.104.142502. PMID  20481935.
  57. ^ а б c d е ж г Загребаев, В .; Карпов, А .; Грейнер, В. (2013). «Будущее исследований сверхтяжелых элементов: какие ядра могут быть синтезированы в ближайшие несколько лет?». Journal of Physics: Серия конференций. 420. IOP Science. С. 1–15. arXiv:1207.5700. Дои:10.1088 / 1757-899X / 468/1/012012.
  58. ^ Патык, З .; Собичевский, А. (1991). «Свойства основного состояния самых тяжелых ядер проанализированы в многомерном деформационном пространстве». Ядерная физика A. 533 (1): 150. Bibcode:1991НуФА.533..132П. Дои:10.1016 / 0375-9474 (91) 90823-О.
  59. ^ Wiok, S .; Nazarewicz, W .; Хинен, П. Х. (1999). «Структура Odd-N Сверхтяжелые элементы ». Письма с физическими проверками. 83 (6): 1108–1111. Bibcode:1999ПхРвЛ..83.1108С. Дои:10.1103 / PhysRevLett.83.1108.
  60. ^ а б Загребаев, В. И .; Aritomo, Y .; Itkis, M. G .; и другие. (2001). «Синтез сверхтяжелых ядер: насколько точно мы можем его описать и рассчитать сечения?» (PDF). Физический обзор C. 65 (1): 014607-1–014607-14. Дои:10.1103 / PhysRevC.65.014607.
  61. ^ а б c Samanta, C .; Chowdhury, P.R .; Басу, Д. Н. (2007). «Прогнозы периодов полураспада тяжелых и сверхтяжелых элементов при альфа-распаде». Ядерная физика A. 789 (1–4): 142–154. arXiv:nucl-th / 0703086. Bibcode:2007НуФА.789..142С. CiteSeerX  10.1.1.264.8177. Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2007.04.001. S2CID  7496348.
  62. ^ а б c Chowdhury, P.R .; Samanta, C .; Басу, Д. Н. (2008). «Поиски долгоживущих тяжелейших ядер за пределами долины стабильности». Физический обзор C. 77 (4): 044603-1–044603-14. arXiv:0802.3837. Bibcode:2008PhRvC..77d4603C. Дои:10.1103 / PhysRevC.77.044603. S2CID  119207807.
  63. ^ а б c d Chowdhury, P.R .; Samanta, C .; Басу, Д. Н. (2008). «Ядерные периоды полураспада α-радиоактивности элементов с 100 ≤Z ≤ 130". Атомные данные и таблицы ядерных данных. 94 (6): 781–806. arXiv:0802.4161. Bibcode:2008ADNDT..94..781C. Дои:10.1016 / j.adt.2008.01.003.
  64. ^ Dvořák, J .; Brüchle, W .; Челноков, М .; и другие. (2006). "Дважды магическое ядро 270
    108    Hs
    162    "    . Письма с физическими проверками. 97 (24): 242501-1–242501-4. Bibcode:2006ПхРвЛ..97х2501Д. Дои:10.1103 / PhysRevLett.97.242501. PMID  17280272.
  65. ^ а б Möller, P .; Никс, Дж. Р. (1998). «Стабильность и образование сверхтяжелых ядер». Материалы конференции AIP. 425 (1): 75. arXiv:ядерный / 9709016. Bibcode:1998AIPC..425 ... 75M. Дои:10.1063/1.55136. S2CID  119087649.
  66. ^ Meng, X .; Lu, B.-N .; Чжоу, С.-Г. (2020). "Свойства основного состояния и поверхности потенциальной энергии 270Hs из релятивистской модели среднего поля с многомерными ограничениями ". Наука Китай Физика, механика и астрономия. 63 (1): 212011-1–212011-9. arXiv:1910.10552. Bibcode:2020SCPMA..6312011M. Дои:10.1007 / s11433-019-9422-1. S2CID  204838163.
  67. ^ Муди, К. Дж. (2014). «Синтез сверхтяжелых элементов». В Schädel, M .; Шонесси Д. (ред.). Химия сверхтяжелых элементов (2-е изд.). Springer. п. 3. ISBN  978-3-642-37466-1.
  68. ^ а б c d е ж Коура, Х. (2011). Режимы распада и предел существования ядер в области сверхтяжелых масс (PDF). 4-я Международная конференция по химии и физике трансактинидных элементов. Получено 18 ноября 2018.
  69. ^ Эмсли 2011, п. 590
  70. ^ Sun, M.D .; Liu, Z .; Huang, T. H .; и другие. (2017). "Новый короткоживущий изотоп 223Np и отсутствие Z = 92 закрытие подоболочки рядом N = 126". Письма по физике B. 771: 303–308. Bibcode:2017ФЛБ..771..303С. Дои:10.1016 / j.physletb.2017.03.074.
  71. ^ а б Palenzuela, Y.M .; Руис, Л. Ф .; Карпов, А .; Грейнер, В. (2012). «Систематическое изучение свойств распада самых тяжелых элементов» (PDF). Вестник Российской академии наук: Физика. 76 (11): 1165–1171. Bibcode:2012БРАСП..76.1165П. Дои:10.3103 / S1062873812110172. ISSN  1062-8738. S2CID  120690838.
  72. ^ Chowdhury, P.R .; Samanta, C .; Басу, Д. Н. (2006). «Период полураспада α-распада новых сверхтяжелых элементов». Физический обзор C. 73 (1): 014612-1–014612-7. arXiv:ядерный / 0507054. Bibcode:2006PhRvC..73a4612C. Дои:10.1103 / PhysRevC.73.014612. S2CID  118739116.
  73. ^ Chowdhury, P.R .; Basu, D. N .; Саманта, К. (2007). «Цепочки α-распада от элемента 113». Физический обзор C. 75 (4): 047306-1–047306-3. arXiv:0704.3927. Bibcode:2007PhRvC..75d7306C. Дои:10.1103 / PhysRevC.75.047306. S2CID  118496739.
  74. ^ Samanta, C .; Basu, D. N .; Чоудхури П. Р. (2007). «Квантовое туннелирование в 277112 и его цепочка альфа-распада ». Журнал Физического общества Японии. 76 (12): 124201-1–124201-4. arXiv:0708.4355. Bibcode:2007JPSJ ... 76l4201S. Дои:10.1143 / JPSJ.76.124201.
  75. ^ Сарригурен, П. (2019). «Микроскопические расчеты слабых распадов в сверхтяжелых ядрах». Физический обзор C. 100 (1): 014309-1–014309-12. arXiv:1907.06877. Bibcode:2019PhRvC.100a4309S. Дои:10.1103 / PhysRevC.100.014309. S2CID  196831777.
  76. ^ Nilsson, S.G .; Tsang, C.F .; Собичевский, А .; и другие. (1969). «О структуре ядра и устойчивости тяжелых и сверхтяжелых элементов». Ядерная физика A (Представлена ​​рукопись). 131 (1): 53–55. Bibcode:1969НуФА.131 .... 1Н. Дои:10.1016/0375-9474(69)90809-4.
  77. ^ Поэнару, Д. Н .; Gherghescu, R.A .; Грейнер, В. (2011). «Радиоактивность тяжелых частиц сверхтяжелых ядер». Письма с физическими проверками. 107 (6): 062503-1–062503-4. arXiv:1106.3271. Bibcode:2011ПхРвЛ.107ф2503П. Дои:10.1103 / PhysRevLett.107.062503. PMID  21902317. S2CID  38906110.
  78. ^ а б Петерманн, I; Langanke, K .; Martínez-Pinedo, G .; и другие. (2012). «Были ли в природе созданы сверхтяжелые элементы?». Европейский физический журнал A. 48 (122): 122. arXiv:1207.3432. Bibcode:2012EPJA ... 48..122P. Дои:10.1140 / epja / i2012-12122-6. S2CID  119264543.
  79. ^ Ludwig, P .; Faestermann, T .; Корщинек, Г .; и другие. (2012). «Поиск сверхтяжелых элементов с 292 ≤А ≤ 310 в природе с ускорительной масс-спектрометрией » (PDF). Физический обзор C. 85 (2): 024315-1–024315-8. Дои:10.1103 / PhysRevC.85.024315. В архиве (PDF) с оригинала 28 декабря 2018 г.
  80. ^ Маринов, А .; Родушкин, И .; Pape, A .; и другие. (2009). «Существование долгоживущих изотопов сверхтяжелого элемента в природном Au» (PDF). Международный журнал современной физики E. Всемирная научная издательская компания. 18 (3): 621–629. arXiv:nucl-ex / 0702051. Bibcode:2009IJMPE..18..621M. Дои:10.1142 / S021830130901280X. S2CID  119103410. Архивировано из оригинал (PDF) 14 июля 2014 г.. Получено 12 февраля 2012.
  81. ^ Маринов, А .; Родушкин, И .; Кольб, Д .; и другие. (2010). «Свидетельства существования долгоживущего сверхтяжелого ядра с атомным массовым числом A = 292 и атомным номером Z = ~ 122 в натуральном Th». Международный журнал современной физики E. 19 (1): 131–140. arXiv:0804.3869. Bibcode:2010IJMPE..19..131M. Дои:10.1142 / S0218301310014662. S2CID  117956340.
  82. ^ Багуля, А. В .; Владимиров, М. С .; Волков, А.Е .; и другие. (2015). «Зарядовый спектр сверхтяжелых ядер галактических космических лучей, полученный в эксперименте OLIMPIA». Вестник Физического института им. П.Н. Лебедева. 42 (5): 152–156. Bibcode:2015БЛПИ ... 42..152Б. Дои:10.3103 / S1068335615050073. S2CID  124044490.
  83. ^ Александров, А .; Алексеев, В .; Багуля, А .; и другие. (2019). «Естественные сверхтяжелые ядра в астрофизических данных». arXiv:1908.02931 [nucl-ex ].
  84. ^ Giuliani, S.A .; Matheson, Z .; Nazarewicz, W .; и другие. (2019). «Сверхтяжелые элементы: Оганессон и не только». Обзоры современной физики. 91 (1): 24–27. Дои:10.1103 / RevModPhys.91.011001. OSTI  1513815.
  85. ^ а б Попеко, А. Г. (2016). Перспективы исследований SHE в Дубне. Ежегодное собрание NUSTAR 2016. Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Дармштадт, Германия. С. 22–28.
  86. ^ а б c Чжу, Л. (2019). «Возможности получения сверхтяжелых ядер в реакциях многонуклонного переноса на основе радиоактивных мишеней» (PDF). Китайская физика C. 43 (12): 124103-1–124103-4. Bibcode:2019ЧФК..43л4103З. Дои:10.1088/1674-1137/43/12/124103.
  87. ^ Роберто, Дж. Б. (2015). «Актинидные мишени для исследования сверхтяжелых элементов» (PDF). cyclotron.tamu.edu. Техасский университет A&M. стр. 3–6. Получено 30 октября 2018.
  88. ^ а б Hong, J .; Адамян, Г. Г .; Антоненко, Н. В. (2017). «Способы получения новых сверхтяжелых изотопов с Z = 111–117 в каналах испарения заряженных частиц ». Письма по физике B. 764: 42–48. Bibcode:2017ФЛБ..764 ... 42Н. Дои:10.1016 / j.physletb.2016.11.002.
  89. ^ Siwek-Wilczyńska, K .; Кап, Т .; Коваль, П. (2019). «Как получить новые сверхтяжелые ядра?». Физический обзор C. 99 (5): 054603-1–054603-5. arXiv:1812.09522. Дои:10.1103 / PhysRevC.99.054603.
  90. ^ Секизава, К. (2019). «Теория TDHF и ее расширения для реакции переноса множества нуклеонов: мини-обзор». Границы физики. 7 (20): 1–6. arXiv:1902.01616. Bibcode:2019FrP ..... 7 ... 20S. Дои:10.3389 / fphy.2019.00020. S2CID  73729050.
  91. ^ Загребаев, В .; Грейнер, В. (2008). «Синтез сверхтяжелых ядер: поиск новых производственных реакций». Физический обзор C. 78 (3): 034610-1–034610-12. arXiv:0807.2537. Bibcode:2008PhRvC..78c4610Z. Дои:10.1103 / PhysRevC.78.034610.
  92. ^ Шедель, М. (2016). «Перспективы образования тяжелых и сверхтяжелых элементов за счет неупругих ядерно-ядерных столкновений - от 238U + 238U к 18O + 254Es " (PDF). Сеть конференций EPJ. 131: 04001-1–04001-9. Дои:10.1051 / epjconf / 201613104001.
  93. ^ а б Wuenschel, S .; Hagel, K .; Barbui, M .; и другие. (2018). "Экспериментальное исследование образования альфа-распадающихся тяжелых элементов в реакциях 238U + 232Th при 7,5-6,1 МэВ / нуклон ». Физический обзор C. 97 (6): 064602-1–064602-12. arXiv:1802.03091. Bibcode:2018PhRvC..97f4602W. Дои:10.1103 / PhysRevC.97.064602. S2CID  67767157.
  94. ^ а б Грейнер, В. (2013). «Ядра: сверхтяжелые, сверхнейтронные, странные, из антивещества» (PDF). Journal of Physics: Серия конференций. 413 (1): 012002-1–012002-9. Bibcode:2013JPhCS.413a2002G. Дои:10.1088/1742-6596/413/1/012002.
  95. ^ а б Окунев, В. С. (2018). «Об островках стабильности и предельной массе атомных ядер». Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия. 468: 012012-1–012012-13. Дои:10.1088 / 1757-899X / 468/1/012012.
  96. ^ Maly, J .; Вальц, Д. Р. (1980). «Поиск сверхтяжелых элементов среди следов деления окаменелостей в цирконе» (PDF). п. 15. CiteSeerX  10.1.1.382.8189.
  97. ^ Афанасьев, А. Ф .; Agbemava, S.E .; Гьявали, А. (2018). «Сверхтяжелые ядра: существование и стабильность». Письма по физике B. 782: 533–540. arXiv:1804.06395. Bibcode:2018ФЛБ..782..533А. Дои:10.1016 / j.physletb.2018.05.070. S2CID  119460491.
  98. ^ Холдом, Б .; Ren, J .; Чжан, К. (2018). «Кварковая материя, может быть, и не странная». Письма с физическими проверками. 120 (1): 222001-1–222001-6. arXiv:1707.06610. Bibcode:2018PhRvL.120v2001H. Дои:10.1103 / PhysRevLett.120.222001. PMID  29906186. S2CID  49216916.

Список используемой литературы

  • Эмсли, Дж. (2011). Строительные блоки природы: руководство по элементам от А до Я (Новое изд.). Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-960563-7.
  • Hoffman, D. C .; Ghiorso, A .; Сиборг, Г. Т. (2000). Трансурановые люди: внутренняя история. World Scientific. ISBN  978-1-78326-244-1.
  • Краг, Х. (2018). От трансурановых к сверхтяжелым элементам: история споров и творений. Springer. ISBN  978-3-319-75813-8.
  • Лодхи, М.А.К., изд. (1978). Сверхтяжелые элементы: материалы международного симпозиума по сверхтяжелым элементам. Pergamon Press. ISBN  978-0-08-022946-1.
  • Подгорсак Э. Б. (2016). Радиационная физика для медицинских физиков (3-е изд.). Springer. ISBN  978-3-319-25382-4.

внешние ссылки