ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изотопы сверхтяжёлых элементов. Острова стабильности из "Изотопы Свойства, получение, применение Том 2" Достаточно детально особенности химических экспериментов со столь короткоживущими изотопами описаны М. Шеделем и др. [17]. Здесь лишь отметим, что проведённые до недавнего времени эксперименты не обнаружили каких-либо значимых различий в химических свойствах элементов 104-108 в сравнении с их более лёгкими гомологами Периодической таблицы Д. И. Менделеева. [c.51] Выше отмечалось, что элементы 107-111 были синтезированы в реакциях холодного слияния . К сожалению, эти реакции не могут использоваться в случае СТЭ. Дело в том, что компаунд-ядро с Z 114 было бы нейтроннодефицитным, и продукты испарения нейтронов расположились бы далеко от границы предсказываемого острова стабильности сверхтяжёлых элементов. Отметим, что никакие варианты слияния стабильных и даже долгоживущих изотопов не могут привести к ядрам на вершине острова стабильности. Необходимо стремиться подойти как можно ближе к границам этой неизвестной области с тем, чтобы войти в зону действия сферической оболочки N = 184. Нуклиды с высокими числами нейтронов могут в принципе быть получены при использовании изотопов тяжёлых актинидов с Z = 94-98 в качестве мишенного материала и редкого изотопа Са в качестве налетающей частицы. [c.51] Идея состоит в том, что, теряя возможность использования магических ядер для мишени при переходе от 208р нейтронно-избыточным изотопам актиноидных элементов, мы вновь приобретаем магические числа протонов и нейтронов, но уже в налетающей частице [18]. [c.51] И гамма-лучей. Можно ожидать, что при этой энергии возбуждения оболочечные эффекты всё ещё заметны в нагретом ядре, и вероятность выживания продуктов испарения больше, чем в случае с обычными реакциями горячего слияния Ех 50 МэВ). В то же время масс-асимметрия ядер во входном канале (Zl Z2 2000) должна вести к уменьшению динамических запретов на слияние ядер и, следовательно, к увеличению сечения образования ком-паунд-ядра по сравнению с реакциями холодного слияния. [c.52] Несмотря на эти очевидные преимущества, все предыдущие попытки синтезировать новые элементы при помощи налетающих частиц Са, сделанные в период с 1977 по 1985 годы в различных лабораториях [19-21], завершились лишь получением верхних пределов сечений их образования. В то же время прогресс в экспериментальной технике, достигнутый за последние годы, и возможность получения интенсивных пучков ионов Са на ускорителях тяжёлых ионов нового поколения позволяют улучшить чувствительность данных экспериментов на два или даже три порядка. Исходя из этого, в Дубне был выбран этот путь, чтобы приблизиться к области стабильности сверхтяжёлых элементов. [c.52] Выше отмечалась, что материнское ядро, имплантированное в детектор, может быть надёжно идентифицировано, если последовательные а- и /3-рас-пады ведут к нуклидам с известными свойствами. По мере дальнейшего продвижения в область ядер с большим избытком нейтронов данное преимущество теряется. Здесь распад материнского ядра заканчивается образованием ещё неизвестного изотопа, свойства которого могут быть предсказаны с точностью теоретических моделей. [c.52] В то же время можно полагать, что если фундаментальное теоретическое предсказание о существовании острова стабильности сверхтяжёлых элементов верно, то стабильность ядер по отношению к спонтанному делению будет увеличиваться при приближении к оболочке N = 184. Поскольку соотношение протонов и нейтронов в этих нуклидах близко к линии /5-стабильности, они должны быть более стабильными также и к -распаду. В этом случае а-распад становится основным способом распада. После испускания а-частицы дочернее ядро А — 4 и Z — 2) также будет испускать а-частицы. Последовательные а-распады будут происходить до того момента, когда наступит ситуация когда Т Тзр. Последовательная цепочка распада окончится образованием спонтанно делящихся ядер. [c.52] Проверкой этого заключения было бы наблюдение той же цепочки распада в независимом эксперименте. Из всех возможных путей эксперимент по синтезу 116-го элемента в реакции Са + является наиболее прямым. [c.54] В первых экспериментах по синтезу изотопов 114 элемента ускоритель работал с непрерывным пучком Са. В эксперименте по синтезу 116-го элемента этот режим был изменён. После имплантации в фокальную плоскость детектора тяжёлого ядра с ожидаемыми параметрами (энергия и скорость) и его распада с эмиссией а-частицы с 7 10 МэВ (эти два сигнала имеют одинаковую позиционную координату) пучок автоматически отключался. [c.54] Фоновые измерения, проведённые сразу после отключения пучка, показали, что выход а-частиц (Еа 9 МэВ) и осколков деления в любом стрипе в интервале Аж = 0,8 мм, определяемом позиционным разрешением, составляет 0,45/год и 0,1/год, соответственно. Случайные совпадения сигналов, симулирующих полутораминутную цепочку распада ядра 2881 4 (о--о -5Р), практически исключаются даже в случае единичного события [24]. В этих условиях при дозе пучка в 2,25 10 ионов было зарегистрировано три цепочки распада 116-го элемента (рис. 11.3.1,6) [25]. [c.54] Экспериментально регистрируемая а-радиация характеризуется строго определённой энергией распада, что указывает на отсутствие запретов в наблюдаемых распадах. [c.56] Это отношение строго выполняется для всех известных к настоящему времени 60 чётно-чётных ядер тяжелее РЬ, для которых значения энергии и периода полураспада измерялись одновременно. На рис. 11.3.3 представлены экспериментальные и расчётные данные для области тяжёлых ядер с Z 100. [c.56] Результаты, полученные для новых Z-чётных изотопов с Z = 112, 114 и 116 хорошо согласуются с теорией а-распада. [c.56] Поскольку в экспериментах значения Еа и Та были также измерены одновременно для всех ядер в цепочках распада, из соотношения Log T a (Qa) можно определить атомные номера а-излучателей. Ввиду того, что в эксперименте наблюдаются последовательные а-распады можно определить, что цепочка состоит из ядер с Z = 116-114-112-110. Достоверность такой идентификации составляет 99,2%. [c.56] Наконец, в спонтанном делении ядер 280цо полная энергия от осколков спонтанного деления в детекторах составляет около Е = 206 МэВ (рис. 11.3.2). Это значение с поправкой на потерю энергии в мёртвых слоях фронтального и бокового детекторов соответствует средней полной кинетической энергии осколков деления ТКЕ 230 МэВ. Такое большое значение полной кинетической энергии указывает на спонтанное деление довольно тяжёлого ядра (при делении вызванном медленными нейтронами, ТКЕ = = 168 МэВ). [c.56] Вместе с тем, в интервале энергий Ех = 41-53 МэВ было зарегистрировано 12 событий распада более короткоживущего изотопа 114 элемента. Данный нуклид испытывает лишь один а-распад Еа = = 10 МэВ, Та 0,6 с) с последующим спонтанным делением дочернего изотопа 112 элемента ( 0,1 с). И наконец, при максимальной использованной в эксперименте Ех = 53 МэВ (энергия ионов Са около 253 МэВ) была зарегистрирована ещё одна цепочка распада изотопа элемента 114 (а-а-5Р), отличная от двух предыдущих. [c.58] Вернуться к основной статье