כיצד אי היציבות עשוי לעזור לנו לגלות אלמנטים חדשים

אי היציבות הוא אותו מקום מופלא בו כבד איזוטופים של אלמנטים להישאר מספיק זמן כדי ללמוד ולהשתמש בהן. "האי" ממוקם בתוך ים של רדיואיזוטופים שמתפרקים לגרעיני בת כל כך מהר שהוא קשה למדענים להוכיח את היסוד שקיים, הרבה פחות להשתמש באיזוטופ לפרקטיקה יישום.

Takeaways Key: אי היציבות

גלן ט. סייבורג טבע את הביטוי "אי יציבות" בסוף שנות השישים. באמצעות מודל המעטפת הגרעינית, הוא הציע למלא את רמות האנרגיה של מעטפת נתונה במספר האופטימלי של פרוטונים ו נויטרונים היה ממקסם אנרגיה מחייבת לכל נוקלאון, ומאפשר לאיזוטופ הספציפי הזה להיות ארוך יותר חצי חיים

מיקום אי היציבות ניבא על בסיס מחצית החיים הידועה של איזוטופ וחזוי מחצית החיים של היסודות שלא נצפו, על סמך חישובים הנשענים על היסודות שמתנהגים כמו אלה שמעליהם בטבלה המחזורית (מצטרפים) וציית למשוואות שמסבירות על השפעות יחסיות.

ההוכחה שמושג "אי היציבות" הוא צליל הגיעה כאשר הפיזיקאים סינתזו את האלמנט 117. אף שהאיזוטופ של 117 התפורר מהר מאוד, אחד התוצרים של שרשרת הריקבון שלו היה איזוטופ של לורנציום שמעולם לא נצפה לפני כן. איזוטופ זה, lawrencium-266, הציג זמן מחצית חיים של 11 שעות, שהוא ארוך במיוחד לאטום של יסוד כה כבד. לאיזוטופים ידועים בעבר של לורנציום היו פחות נויטרונים והיו הרבה פחות יציבים. ל- Lawrencium-266 103 פרוטונים ו -163 נויטרונים, שמרמזים על מספרי קסם שטרם נתגלו שעשויים לשמש ליצירת אלמנטים חדשים.

אילו תצורות עשויות להכיל מספרי קסם? התשובה תלויה את מי שואלים, כי זה עניין של חישוב ואין מערך משוואות סטנדרטי. ישנם מדענים המציעים כי ייתכן שיש אי של יציבות בסביבות 108, 110 או 114 פרוטונים ו -184 נויטרונים. אחרים מציעים גרעין כדורי עם 184 נויטרונים, אך 114, 120 או 126 פרוטונים עשויים לעבוד בצורה הטובה ביותר. Unbihexium-310 (אלמנט 126) הוא "קסם כפליים" מכיוון שמספר הפרוטונים שלו (126) ומספר הנויטרונים (184) הם שניהם מספר קסם. עם זאת אתה מגלגל את קוביות הקסם, נתונים שהתקבלו מסינתזה של היסודות 116, 117 ו- 118 מצביעים לעבר חיי מחצית מוגדלים ככל שמספר הנויטרונים התקרב ל 184.

יש חוקרים הסבורים כי האי הטוב ביותר ליציבות עשוי להתקיים במספרים אטומיים גדולים בהרבה, כמו סביב האלמנט מספר 164 (164 פרוטונים). תיאורטיקנים חוקרים את האזור בו Z = 106 עד 108 ו- N הוא בסביבות 160-164, שנראה יציב מספיק ביחס לריקבון בטא וקרע.

למרות שמדענים יוכלו ליצור איזוטופים יציבים חדשים של יסודות ידועים, אין לנו את הטכנולוגיה שעוברת הרבה מעבר ל 120 (עבודה שנמצאת כרגע בעיצומה). ככל הנראה יהיה צורך לבנות מאיץ חלקיקים חדש שיוכל להתמקד ביעד עם אנרגיה רבה יותר. נצטרך גם ללמוד להכין כמויות גדולות יותר של כבד ידוע גרעינים לשמש יעדים לייצור אלמנטים חדשים אלה.

הרגיל גרעין אטומי דומה לכדור מוצק של פרוטונים ונויטרונים, אך אטומי יסודות באי היציבות עשויים ללבוש צורות חדשות. אפשרות אחת תהיה גרעין בצורת בועה או חלול, כאשר הפרוטונים והנויטרונים יוצרים מעין מעטפת. קשה אפילו לדמיין כיצד תצורה כזו עשויה להשפיע על תכונות האיזוטופ. אך דבר אחד בטוח... ישנם טרם התגלות אלמנטים חדשים, כך שהטבלה המחזורית של העתיד תיראה שונה מאוד מזו שאנו משתמשים בה כיום.