Pamaskvėje esančio Jungtinio branduolinių tyrimų instituto mokslininkų atradimas bus publikuojamas žurnale Physical Review Letters.
Kuo toliau, tuo mažiau naudos?
Fizikams yra žinoma, jog toli gražu ne kiekvienas protonų ir neutronų derinys gali sudaryti stabilų atomo branduolį. Vandenilio branduolys, paprastai susidedantis iš vieno protono, gali priimti vieną neutroną, o štai dviejų neutronų "pridėjimas" jau lemia tai, kad taip susintezuotas branduolys bus nestabilus (tokio izotopo, žinomo tričio pavadinimu, skilimo pusamžis (pusėjimo trukmė) yra maždaug 11 metų).
Analogiška situacija yra ir su kitais Mendelejevo lentelės elementais, pradedant heliu, baigiant sunkiaisiais elementais, tokiais kaip paladis ar cezis. Neutronų perteklius branduolyje lemia jo nestabilumą. Jeigu eiti dar toliau, ir didinti protonų skaičių, galima susidurti su kita problema: branduoliai tampa nestabilūs esant bet kokiam protonų ir neutronų skaičiaus santykiui. Stabilių elementų už urano jau nepasitaiko, o jų stabilumas taip pat skiriasi. Jų tarpe yra vadinamieji mažiausio aktyvumo elementai, kurie egzistuoja pakankamai ilgai, kad juos spėtume panaudoti praktiškai.
Pats pirmasis nestabilus Mendelejevo lentelės izotopas - tritis. Jis radioaktyvus. Tiesa, jo beta-spindulius puikiai sugeria paprasta plastmasė, todėl tritis naudojamas netgi šviečiančiuose raktų pakabukuose.
Skilimo pusamžis - tai laikas, per kurį skyla pusė konkrečią medžiagą sudarančio elemento branduolių. Būtina pažymėti, jog per du skilimo pusamžius skils ne 100% branduolių (50+50%), o 75% — iš pradžių pusė, o po to pusė pusės. Urano-235, naudojamo branduoliniuose reaktoriuose kaip radioaktyvusis kuras, skilimo pusamžis sudaro daugiau kaip 700 milijonų metų, todėl nuo Saulės sistemos susidarymo iki mūsų dienų liko tik šios vertingos medžiagos likučiai.
Beje, kuo toliau mokslininkai stūmėsi sintezuodami naujus elementus, tuo mažiau likdavo šansų juos pritaikyti praktikoje. Plutonis naudojamas atominėse jėgainėse ir branduolinėje ginkluotėje, americis (95-asis elementas) naudojamas kaip spinduliuotės šaltinis dūmų detektoriuose ir defektoskopuose, kiuris (96-asis elementas) buvo naudojamas marsaeigių spektrografuose, o štai berklis praktiškai taip ir nebuvo pritaikytas.
Berklis pravertė tik Dubnos fizikams, kurie 2009-ųjų vasarą šio reto ir palyginti trumpai gyvuojančio (skilimo pusamžis - 330 dienų) elemento pavyzdį gavo iš kolegų amerikiečių. Būtent iš jo, pritaikius apšaudymą kalcio atomų branduoliais, buvo gautas minėtasis 117-asis elementas. Mokslininkai absoliučiai naujus mūsų planetai atomų branduolius pavyko susintezuoti dviejuose po 70 dienų trukusiuose eksperimentuose.
Dar vienas nestabilaus elemento pavyzdys - plutonio-239 oksido lydinys, nufotografuotas ne krosnyje, kaip būtų galima pagalvoti. Dėl savo didelio radioaktyvumo jo būsena tokia yra ištisą laiką.
Stabilumo salelė
Pagal šešis atomus sunku spręsti apie naujojo metalo spalvą, tvirtumą ir lydymosi temperatūrą. Netgi tai, kad 117-asis elementas yra būtent metalas, yra tik teorinė prielaida. Įdomu kas kita - kažkur už 117-ojo elemento gali prasidėti vadinamoji "stabilumo salelė", ir mokslininkų atlikti naujųjų atomų tyrimai verčia tikėti šia hipoteze.
Jeigu sugebėtume pagaminti dar didesnio eilės numerio elementų, tai, remiantis kai kuriais apskaičiavimais, jie gali būti jei ne absoliučiai stabilūs, tai bent jau ne tiek trumpaamžiai kaip tie, kuriuos pavyko gauti ankstesnių Dubnoje, Berklyje ir Darmštadte vykdytų eksperimentų metu. Ar tai bus, pavyzdžiui, 125-asis elementas, ar koks nors kitas, kol kas pasakyti sudėtinga, tačiau akademiko Jurijaus Oganesiano vadovaujami mokslininkai mano, jog pastarasis jų pasiekimas puikiai dera su "stabilumo salelės" teorija.
Praktinio hipotetinių "stabilumo salelės" elementų pritaikymo sulaukti greičiausiai taip pat neteks: tokios medžiagos gamyba panaudojant greitintuvus yra per daug brangi, kad jos būtų galima susintezuoti nors kiek reikšmingesnį kiekį. Tačiau pats tokių atomų detektavimo faktas mums leis geriau suprasti atomo branduolių sandarą ir apskritai pačios fizikos (ir tuo pačiu chemijos) dėsnius.
