 |
Вы находитесь здесь: dace.ru / Новости химии / Точное измерение атомных масс укажет на остров стабильности
Архивы новостей:
2008 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2009 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2010 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2011 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2012 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2013 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2014 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2015 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2016 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2017 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2018 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2019 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2020 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2021 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2022 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2023 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2024 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2025 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
Точное измерение атомных масс укажет на остров стабильности
Исследователям из Германии впервые удалось провести высокоточное определение атомной массы лоуренсия [1].
Таким образом, лоуренсий становится самым тяжелым атомом, точная атомная масса которого определена в настоящее время, и это измерение представляет собой важный шаг в поисках неуловимого семейства необычайно устойчивых сверхтяжелых элементов – острова стабильности, к которому, как полагают физики, могут относиться элементы, масса которых выше массы синтезированных искусственно трансурановых элементов.
Новое измерение массы лоуренсия является развитием ранее выполненной исследовательской работы этой же группы, руководителем которой является Микаэль Блок (Michael Block) из Центра Исследования Тяжелых Ионов в Дармштадте – ранее эта же группа провела высокоточное измерение массы нобелия [2]. До проведения этих измерений массы трансурановых элементов измерялись недостаточно точно – определению их точной массы мешала их распад.
По мере увеличения атомной массы химического элемента, как правило, стабильность его ядер понижается, что приводит к самопроизвольному радиоактивному распаду таких ядер; время жизни известных к настоящему времени самых тяжелых элементов составляет доли миллисекунд. Однако существует теоретическая модель, в соответствии с которой должны существовать сверхтяжелые элементы, период полураспада ядер которых могут составлять минуты, дни и даже годы. Устойчивость таких ядер должна определяться «правильным» сочетанием числа протонов и нейтронов – заполнение оболочек нуклонов в ядре может приводить к повышению и к понижению устойчивости ядер примерно также, как могут существовать устойчивые и неустойчивые электронные конфигурации. Однако, если устойчивость электронных оболочек предсказывается на основании правила октетов и правила 18 электронов, определить «правильное» сочетание числа протонов и нейтронов для устойчивого атомного ядра пока не получается – ряд моделей предсказывает, что остров стабильности начнется с элемента, в ядре которого 114 протонов, другие – что остров стабильности начинается с элементов с номерами 120 или даже 126.
Такая неопределенность является следствием недостаточно полных представлений об энергии, обуславливающей целостность атомного ядра – сильных взаимодействиях, связывающих протоны и нейтроны. Единственный способ непосредственного измерения прочности атомного ядра – измерение его массы. Масса атомного ядра должна отличаться от суммы масс образующих его протонов и нейтронов, это различие называется дефектом массы, и, чем выше дефект массы ядра, тем это ядро устойчивее.
Для точного измерения массы первоначально нужно было получить атомы лоуренсия. Для синтеза 256Lr частицы 48Ca с помощью ускорителя разгоняли до скорости, составляющей около 10% скорости света, и бомбардировали этими ядрами кальция мишень – ядра 209Bi. Образующиеся в результате ионы Lr замедляли и захватывали с помощью ионной ловушки. Затем эти ионы перехватывали круговой магнитной камерой, где измерялась частота вращения частицы, эта частота использовалась для определения массы иона.
Главным моментом в определении атомной массы была воспроизводимость эксперимента – для точного определение массы лоуренсия надо было произвести не менее 50 раз. Если ядра нобелия, масса которого была определена в 2010, получали со скоростью примерно одно ядро в секунду, для ядра 256Lr происходило образование ядер со скоростью одно ядро в минуту. Такая эффективность синтеза приводила к тому, что в ионную ловушку удавалось захватывать один атом в два часа и делать одно измерение массы раз в четыре часа. Таким образом, для точного измерения атомной массы нуклида 256Lr исследователям из Дармштадта потребовалось два года. В перспективе Блок планирует продолжить работу над измерением точных атомных масс сверхтяжелых элементов, однако для этого потребуется еще больше времени – в отличие от нобелия и лоуренсия для синтеза одного атома флеровия – элемента № 114, требуются уже не секунды и минуты, а 3-4 дня.
Источники: [1] Science, 2012, DOI: 10.1126/science.1225636; [2] Nature, 2010, 463, 785 (DOI: 10.1038/nature08774)
Источник: http://www.chemport.ru
13.08.2012 15:41 | |
|
