27.03.2005 18:16:08
Transuran s atomovým číslem 114
114 - Uuq - Ununquadium

Výzkumníci společného Spojeného ústavu pro jaderný výzkum v Dubně (JINR, Joint Institute of Nuclear Research) v získali na sklonku roku 1998 prvek s atomovým číslem 114.

Jurij Colakovič OGANESJAN	Michail ITKIS

V lednu 1999 oznámila skupina z Dubny, že se jí podařilo v reakci ⁴⁸Ca s terčem z ²⁴⁴Pu syntetizovat ²⁸⁹Uuq (Z = 114). Ze složeného jadera byly přitom emitovány pouze tři neutrony. Izotop se rozpadal třemi po sobě následujícími alfa přeměnami zakončenými spontánním rozštěpením. Z naměřených časových prodlev mezi nimi byly odhadnuty poločasy rozpadu u ²⁸⁹Uuq a jeho dceřiných jader. Ty byly poměrně dlouhé – desítky sekund až minuty. Že bychom se už dostali na dohled k předpověděnému ostrovu stability?

Pracovníci skupiny z Dubna:
Yu. Ts. Oganessian, V. K. Utyonkov, Yu. V. Lobanov, F. Sh. Abdullin, A. N. Polyakov, I. V. Shirokovsky, Yu. S. Tsyganov, G. G. Gulbekian, S. L. Bogomolov, B. N. Gikal, A. N. Mezentsev, S. Iliev, V. G. Subbotin, A. M. Sukhov, O. V. Ivanov, G. V. Buklanov, K. Subotic, M. G. Itkis, K. J. Moody, J. F. Wild, N. J. Stoyer, M. A. Stoyer, R. W. Lougheed, C. A. Laue, Ye. A. Karelin, A. N. Tatarinov.

Fotogalerie z experimentu (kryodetekce) s prvky 112 a 114 (po kliknutí kompletní)

Kompletní informace ze získání prvku 114 v ruském Dubně získáte po kliknutí zde

[kliknutím k originálu v angličtině][pro níže uvedený text je použit strojový překlad eurotran]

První pohlednice od ostrova nukleární stability

Nedávné experimenty, které vzaly místo u spojeného ústavu pro jaderný výzkum, Dubna, blížit se k Moskvě, ohlásil důkaz pro prvek 114, první obyvatel nového ostrova nukleární stability.

Už od objevu neptunia a plutonia před téměř 60 roky, fyzici nepřetržitě snažili se syntetizovat další umělé, transuranové prvky. Většina z těchto jadera jsou velmi nestálá, ale základní nukleární fyzikální předpověď říká, že tyto prvky supertěžké by nakonec dosáhly “ostrova stability” (číslo 1).
   Toto zajímat hypotézu, který byl navrhován více než 30 roků dříve a má od té doby been rozvinutý intenzivně, se zdá k obdrželi nedávné experimentální potvrzení u spojeného ústavu pro jaderný výzkum v Dubna blížit se k Moskvě.
   V 34 ozáření dne těžkého terče plutonia-244 vápníkem-48 paprsek (celková dávka 5.2 x 10¹⁸ ionty), neobvyklý rozpadový řetězec byl zaznamenán pozicí-citlivá detektorová sada. Tento rozpadový řetězec sestával z těžkého, implantovaného atomu, tři následný alpha se rozkládá a spontánní štěpení (SF), který dohromady trval asi 34 min (2a čísla).

   Všech pět signály byly korelované v čase a pozici. Velké hodnoty alpha-energie částečky a dlouhé doby rozpadu, kromě ukončení sekvence spontánním štěpením, poskytovat důkaz pro rozpad jader s velkými atomovými čísly. V experimentálních podmínkách daný, pravděpodobnost bytí schopného simulovat takový nastávání rozpadového řetězce náhodnou koincidencí je významně malé.

Autoři zvažují toto být vynikající kandidát na rozpadový řetězec pocházet z alfy rozpad mateřského jadera s atomovým číslem 114 a masový 289, produkoval odpařováním tří neutronů od jadera separace s průřezem asi 1 pb. Tam jsou plány učinit další pokus u trvání druhá událost v nastávajícím experimentu v červenci 1999 a udělat finální výklad výsledků pak.
   Experiment byl vykonáván v Dubna Flerov laboratoři jaderných reakcí v listopadu a prosinci 1998 v spolupráci s nás Lawrence Livermore národní laboratoř. Dubna plyn-naplněný převinout oddělovač (DGFRS), který je schopný oddělování, v letu, jadera supertěžké zbytky odpařování od projectiles a jiné reakční produkty, byl zaměstnán vyjmout samotné atomy.
   Intenzita paprsku u U400 těžký-cyclotron iontu byl přibližně 4 x 10¹² / s ­ ve spotřebním poměru 0.3 mg/h jedinečného vápníku-48 izotop ve zdroji iontů.
   Následný experiment byl uskutečněn v březnu a dubnu (s účastnictvím GSI, Darmstadt; RIKEN, Tokio; a Comenius univerzita, Bratislava). Cíl u té příležitosti byl syntéza nového izotopu prveku 114 s hmotnostním číslem 287 v reakcích mezi vápníkem-48 a plutonium-242. VASSILISSA elektrostatický ucouvnout oddělovač prosíval reakční produkty a nahrával se rozkládá nových nuklidů.
   Experiment trval asi 30 dnů, který zahrnoval úplnou paprskovou dávku 7.5 x 10¹⁸. Dvě podobné události byly zaznamenány jako krátký rozpadový řetězec. Oni sestávali z převinout jadero, alfa částice vydávala nemnoho sekund pozdnější a finální SF s half-life nemnoho minut (kóduje 2b). V každém případě, všechny tři signály sekvence úpadku byly korelované v čase a pozici.

Spontánně fissioning vydavatel (který má celý život o 1.5 min) byl pozorován v časnějším experimentu, který byl vykonáván stejnou spoluprácí v reakcích mezi vápníkem-48 a uran-238. U té příležitosti, dva poznamenalo spontánní štěpení události pokusně byly přiděleny do rozpadu nového izotopu prveku 112 s hmotnostním číslem 283 (2c čísla).
   V nejnovějším experimentu, stejný jadero bylo vytvořené jako dceřinné produktové dlužení k alfě rozpad mateřského jadera hmoty 287 a číslo protonu 114. Atomová množství syntetizovaných jader budou předurčená chemicky. První experiment, který je zaměřen na chemické oddělení prveku 112, teď je připravený.
   Half-lives nových nuklidů být odhadovaný sahat od sekund k tens sekund. Jejich dceřiná jadera ­ produkty rozpadu ­ žít pro minuty: téměř milionkrát jak dlouho jako lehčí izotopy 110 a 112 s neutronovými čísly 163 a 165.
   Toto je přesně v řadě s teoretickými předpověďmi. Když se blíží k uzavřenému 184-neutronová skořápka, rostoucí neutronové číslo by mělo měnit tvar jadera od elipsovitý k kulatý. Tento kulatý shell, následovat 126-neutronová skořápka ve vedení stáje-208 jadero, je tak silný to jeho vliv, podle výpočtů, se prodlužuje dokonce k těm jaderům, která mají víc než 170 neutronů, tak zvýšit jejich celý život o mnoho závažností.
   Od tohoto hlediska vlastnosti nových jader, syntetizovaný v reakcích vyvolaných vápníkem-48, mohl být považován za první experimentální znamení existence ostrova stability supertěžké kulatých jader.

prvek 114 Analýza vědeckého hledání

•            V paletě minulých roků vědecké pocity 114 objevu prvku může být voláno nejvíce nevýnosný pro lidstvo. Ale přesto to má rekord pro naši odezvu dnů ve vědecké společnosti také jak mezi všechny druhy lidí. Tento jev možná bude analyzovaný v budoucnosti. Tady my pokusíme se vypátrat běh událostí a nejprve celého vědeckého myšlenkového vývoje. Vědecký vůdce experimentu Prof. Yu.Tz.Oganessian, dopisující člen RAS mluví:

• Unreachable nebo neexistující?
  

  Vědci ne jediný z Ruska ale od USA, Francie, Německo a Japonsko jako studna se pokusili mnohokrát syntetizovat 114 prveku. Ale všechno bylo marně, výsledek byl nula. Tak názor stál se k formě, která teoreticky uvažovala těžký ostrov iontů stability není jediný unreachable ale jeho existence je věc pochybnosti.

  Ale přesto to bylo rozhodnuto ke zkoušce “k dosahu”. Čtyři roky byly utracené zvýšit značně - 500 časů - citlivost experimentu. Zařízení byla zlepšená a zdokonalovala a hodně zážitek vyhrál od posledního experimentu na 114 syntéze prveku v Darmstadt v roce 1985. To dávalo nějaké ujištění a naději pro úspěch.

  Dostat citlivost nutnou pro úspěch experimentu to bylo rozhodl se zahazovat staré, mít intenzitu světového rekordu těžkých svazků iontů, zařízení a vytvořit nový dokonalejší.

  Statistiky a rodinné tieds

  První experiment s vysokou intenzitou paprsky byly vykonávány v březnu 1998. Že uran času byl ozářen s ⁴⁸Ca u VASSILISSA zařízení. Během 25 experimentu dnů dvě události byly pozorované a oni se dívali velmi hodně podobný 112 prveku. To bylo ohláseno k tisku a u mezinárodní konference v USA. Ale to nevypadalo, že je přijímán. Fakt je ten celý život “naše” izotop 112 prveku bylo hodně více než jeden se dostal k Darmstadt. Takový výsledek neodporuje teorii, ale Dubna izotop byl 6 neutrones těžší Darmstadt jeden a toto dalo tomu zvláštní stabilitu rozšiřovat celý život několik sto tisíckrát. Ale to je všeobecně přijímané zvažovat výsledek být nejspolehlivější jestliže v tom jeden dost množství jader bylo dostalé (statistiky získaný) nebo ne jen jadero bylo syntetizované ale “genetický” řetěz jeho dcery-jadera alpha se rozkládá byl vypátrán. Ale v našem experimentu jediné spontánní štěpení bylo pozorované. Přesto náš výsledek povzbudil nás, aby zahájil nový experiment.

  Na “stabilních horských” stranách
  

  Experiment trval 40 dnů a byl dokončen na 31. prosince 1998. Syntéza byla vykonávána u plynu-naplněný oddělovač (GFS) v štěpné rekci ⁴⁸Ca a ²⁴⁴Pu (nejtěžší izotop, to bylo dáno našimi collaborants Livermore národní laboratoř USA; cíl byl připravený našimi collegue G.V.Buklanov). To bylo čekal, že se dostane k reakci nejtěžší celého možného izotopu 114 prveku se 175 neutrones v jaderu.

  Na 25 prosinci některé výsledky experimentu byl analyzován. Co by mělo být viděno v případě jadero existovalo nakonec? Jaká cesta mohlo by to “valit se pryč” “stabilní horská” strana? Po první alfě rozpad 114 prveku, mít ztratil dva neutrony a dva protones, se stojí 112 jeden (to je “dcera” v genetických řetězech), po druhé alfě rozpad to stojí se 110 jeden (“tisícovka-dcera”), po třetině - 108 jeden (“velký-vnučka”), a tak na untill spontánní štěpení rozbije řetěz. Tak to bylo nutné mezi paletu signálů hledání pro se rozkládá končil spontánním štěpením.

  Sloni nesou slony

  Spontánní štěpení je velmi výhodný jev pro hledání: v alpha se rozkládá detektorové uvolňování energie je se rovnat přibližně k 10 MeV ale během spontánního štěpení to přijde až 200. Tak problém má najít detektoru registrované velké signály a “ke stopě” jejich záda prehistorie. To je možné si uvědomit, protože oddělovací východiskový detektor je pozice-citlivý přístroj. Jako pravidlo určité charakteristiky jader prošly oddělovačem takový jak rychlost, energie, osy a čas jsou registrováni. Pozdnější během jistého časového intervalu opakované signály vzhled je stopován v bodech osy kde příjezd jadera byl registrovaný. Oni jsou jen jeho stopy úpadku a podle nich “genetický” řetěz je uspořádán.

  Naštěstí jediný několik spontánního štěpení velké signály byly registrované. Dvakrát štěpení se stalo v thousandth sekunda po jaderech byla implantovaná v detektorech. Tito jsou dobře známá jadera (tak nazvaný spontánně fissioning izomery, oni byli objeveni u naší laboratoře v roce 1962) - Americium-244, oni se objeví v takovém množství že oddělovač je neschopný prosít je úplně. Ale ta jadera mají daný důkaz, že všechno pracovalo dobře.

  A konečně oba spontánní štěpné úlomky se objevily, a dříve - čtyři signalizuje více. Nejprve-převinout jadero, v 30 sekundách-první alfa rozpad, v 15 minutách - druhá alfa rozpad, v 2 minutách-třetí a konečně v 17 minutách - signál spontánního štěpení. To znamená, že celý rozpadový řetězec vezme 34 minut - obří čas na jadernou fyziku! Soudit podle 112 to žije 15 minut nebo 110 to žije 2 minuty to je možné říkat, že teoretická předpověď stabilní ostrovní existence je bytí potvrdilo. A v zášti fakta že my jsme nedosáhli vrcholu ale jediný odnože hory stability jadero už cítí tento obří skořápkový vliv a bere více stabilní kulovitý tvar. Protože to jeho celý život se zvětší velmi. Toto není výjimka z pravidla, toto je pravidlo. To je proč spolehlivost syntézy nového prvku je potvrzena pokračováním “genetický” řetěz: 114 životů prveku pro polovinu minuta, jeho “dcera” - pro 15 minut, “tisícovka-dcera” - pro 2 minuty, “velký-vnučka” - pro 17 minut, to znamená to dlouho-játra rodí dlouho-játra jak studna jako sloni nesou slony.

  Nechat je opakovat

  114 prveku bylo objeveno v Dubna, ale to by mohlo se stal v Darmstadt nebo v Berkly také protože vědci se blížili k výsledku spolu, sdílet zážitek, informace, chytání do chyb uvažování a výsledky každého jiný. “114 prvek je obrovského významu pro prvky supertěžké výzkum fyziky, “- říkal Prof. Giorso od Berkly. Výsledek je velmi důležitý v skutku tak jeho spolehlivost musí být velmi vysoká.

  114 prveku syntézové opakování je v aktivní přípravě v Berkly nyní. Oni dostali nějaké zvláštní financování, osazenstva, vyrobený hlavně stejný plyn vyplnil oddělovač, nový zdroj iontů. Experiment je naplánovaný na tento podzim. Stejný experiment je naplánovaný na toto léto v Dubna.

  To je pro výhodu pro krajinu studia

  To bylo rozhodl se opakovat pokus. Ale podmínky byly změněné: místo toho ²⁴⁴Pu byl používán ²⁴² Pu vyráběl v Rusku; experiment byl vykonáván u VASSILISSA zařízení jiným týmem a v různé spolupráci (s GSI Německa a RIKIEN Japonska); jediná vysoká intenzita ⁴⁸Ca paprsky byly opuštěny. Nový a lehčí (2 jednotkami hmotnosti) izotop byl čekal, že má takové vlastnosti: to by mělo být krátký řetěz 114 (žít pro nemnoho sekund) a dcera, více stabilní 112 prveku (žít pro nemnoho minut).

  Experiment u VASSILISSA trval protože 2 March obdělává 4 duben: během těchto 32 dnů dvě události výroby a rozpad 114 prveku byli pozorovaní. V obou případech oni byli krátké řetězy opravdu: nový izotop 114 existoval pro nemnoho sekundy pak alfa rozpad následovali, produkoval 112 prveku existovalo pro 3 minuty pak jeho spontánní štěpení znamenalo.

  Tak v důsledku dvou různých experimentů 6 dlouho-jadera játr byla pozorovaná: 114, 112, 110, 108 prvků během prvního experimentu a 114 a 112 během sekundy jeden. Tento test vypadá více cenný protože jestliže my jsme opravdu dostali se do ostrovu stability pak potvrdit jeho existenci to je nutné ne jediný “ke skoku” na stejném místě ale “k procházce” podél toho ujistit se že toto je pravý druh krajiny.

  Sto miliónů roků stará jadera mohou existovat někde

  A dále jsou tam dva způsoby, jak jít, každý atraktivní v jeho vlastní cestě. Jestliže celý život nových prvků je změřen minutami pak to je možné zkoumat jejich chemické vlastnosti. Tento rok to je plánováno ke studijním vlastnostem 112 prveku (analogického se rtutí). Toto je začátek velkého programu na prvekech supertěžké. Vědci od mnoha laboratoří Německa, Francie, švýcarský, USA a Japonsko je čekal, že se zúčastní.

  Druhá cesta má zářit ⁴⁸Ca vysílá Americium místo toho plutonia, například, dostávat řetěz 115, 113, 111 prvků nebo Curium, čekat na 116, 114, 112 jader... V krátkosti přemísťovat ostrov stability syntetizovat nové prvky, určovat jejich radioaktivní a chemické vlastnosti.

  Jestliže během nucleosynthesis jadera se 184 neutrones (u vrcholu stability) byla vytvořená a měla celý život déle než 100 miliónů roků oni mohli přežít v přírodě obdělávat naše dny. Tak je důvod k návratu k hledání supertěžké prvků v přírodě. G.N.Flerov věnoval deset roků jeho aktivního života k takovým experimentům. Ten čas 114 prveku (analogického s vedením) bylo zvažováno nejtrvanlivější a tak materiály vedení byly hlavně vyšetřovány. Vysoká citlivost byla podávaná, ale nic bylo pozorované. Naše teorie předpovídá a to následuje ven našich experimentů to 108 prveku, analogický s osmiem nebo být více si vynutit jeho izotop mít 180 neutronů, muset být nejvíce stabilní. Ale tam bylo žádné hledání prvků supertěžké mezi nerosty osmia přesto.

  To je proč to je tak důležité znát chemické vlastnosti prvků supertěžké: ekaosmium, ekaplatinum, ekamercury - protože hledání nějakého vzácného prveku v přírodě je založené na obohacení. V jiném úspěchu slov v prvekech supertěžké výzkum vlastností může sloužit jako východisko pro hledání těchto prvků v přírodě, pod zemí, pryč od paprsků prostoru kde to je možné k hlídacímu přirozenému rozpadu jader supertěžké...

odkaz 114