Остров стабильности

Островок стабильности Остров стабильности Предсказанный набор изотопов сверхтяжелых элементов с длительным периодом полураспада   Объясняется стабилизирующими эффектами магических чисел протонов и […]

Островок стабильности

  • Остров стабильности

    • Предсказанный набор изотопов сверхтяжелых элементов с длительным периодом полураспада  
    • Объясняется стабилизирующими эффектами магических чисел протонов и нейтронов  
  • История и теории

    • Модель ядерной оболочки предсказывает магические числа с 1940-х годов  
    • Уильям Майерс и Владислав Свентецкий ввели термин «остров стабильности»  
    • Вилен Струтинский усовершенствовал модель, что позволило провести расчеты стабильности ядер  
  • Стабильность нуклидов

    • Стабильность определяется энергией связи ядра  
    • Энергия связи увеличивается с увеличением атомного номера до A = 60, затем снижается  
    • Ядра с заполненными оболочками более стабильны  
  • Магические числа

    • Магические числа 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126 для нейтронов  
    • Протоны разделяют первые шесть магических чисел, 126 предсказано как магическое  
    • Нуклиды с магическими числами называются «дважды магическими»  
  • Открытия и исследования

    • В 1960-х годах были предложены более сложные модели оболочек  
    • Вилен Струтинский и Свен Нильссон доказали существование дважды магического нуклида 298Fl  
    • Оценки магического числа протона варьируются от 114 до 126  
  • Интерес к острову стабильности

    • В 1960-х годах появились расчеты, предполагающие существование нуклидов с периодом полураспада в миллиарды лет.  
    • Эти элементы могли бы найти применение в ускорителях частиц, ядерном оружии и космических полетах.  
  • Поиски сверхтяжелых элементов

    • В 1970-х годах проводились эксперименты по синтезу элементов с атомными номерами от 110 до 127.  
    • Реакции термоядерного синтеза-испарения не увенчались успехом из-за низких поперечных сечений.  
  • Открытие сверхтяжелых элементов

    • Резерфордий был открыт в 1969 году, коперникий — в 1996 году.  
    • Флеровий был синтезирован в 1998 году, что подтвердило существование островка стабильности.  
  • Деформированные ядра

    • Исследования показали, что некоторые сверхтяжелые элементы имеют деформированные ядра.  
    • Хассий-270 является примером ядра с двойной магической деформацией.  
  • Предсказанные свойства распада

    • Периоды полураспада ядер на острове стабильности неизвестны.  
    • Предполагается, что закрытие оболочки при N = 184 увеличит период полураспада альфа-распада и спонтанного деления.  
    • В центре острова может наблюдаться конкуренция между альфа-распадом и спонтанным делением.  
  • Долгоживущие нуклиды

    • Самые долгоживущие нуклиды будут находиться на линии бета-стабильности.  
    • Бета-распад не изменяет массовое число, а преобразует нейтрон в протон или наоборот.  
  • Бета-распад и его роль

    • Бета-распад может существовать в нуклидах с небольшим количеством нейтронов.  
    • Бета-распад уменьшает конкуренцию с альфа-распадом, если нет дополнительной устойчивости к альфа-распаду.  
  • Смещение центра островка стабильности

    • Центр островка стабильности смещается с 298Fl на более низкий атомный номер.  
    • Альфа-распад и спонтанное деление конкурируют в этих нуклидах.  
  • Модели и предсказания

    • Различные модели указывают на различные периоды полураспада для нуклидов с 112 ≤ Z ≤ 118.  
    • Истинный центр островка стабильности может быть в районе 306Ubb.  
  • Кластерный распад

    • Кластерный распад может конкурировать с альфа-распадом около Z = 120.  
    • Он может стать доминирующим способом распада для более тяжелых нуклидов около Z = 124.  
  • Естественное явление

    • Периоды полураспада в сотни или тысячи лет слишком малы для существования на Земле.  
    • Спонтанное деление и нейтронно-индуцированное деление препятствуют синтезу нуклидов внутри островка.  
  • Синтез и трудности

    • Производство ядер на острове стабильности сложно из-за нехватки нейтронов.  
    • Пучки радиоактивных ионов и актинидные мишени могут быть использованы для синтеза.  
    • Альтернативные каналы реакции, такие как испарение заряженных частиц, могут быть исследованы.  
  • Фермиевый промежуток и управляемые ядерные взрывы

    • Фермиевый промежуток блокирует синтез более тяжелых элементов.  
    • Управляемые ядерные взрывы могут обеспечить синтез макроскопических количеств сверхтяжелых элементов.  
  • Реакция многонуклонного переноса

    • Реакция многонуклонного переноса может обеспечить путь к островку стабильности.  
    • Предварительные исследования не позволили получить элементы тяжелее менделевия.  
  • Другие островки стабильности

    • Дальнейшее закрытие оболочки может привести к появлению дополнительных островков стабильности.  
  • Магические числа и стабильность ядер

    • Вокруг тяжелых ядер с двойной магической активностью существуют два значительных острова стабильности.  
    • Первый остров находится около 354126 (228 нейтронов), второй — около 472164 или 482164 (308 или 318 нейтронов).  
    • Нуклиды в этих островках могут быть устойчивы к самопроизвольному делению и иметь длительный период полураспада.  
  • Другие области стабильности

    • Возможны области относительной стабильности вблизи 342126 и 462154.  
    • Электромагнитное отталкивание между протонами может снизить стабильность тяжелых ядер.  
    • Промежуточные нуклиды и элементы в «море нестабильности» быстро подвергаются делению.  
  • Гипотетический «континент стабильности»

    • В области за пределами A > 300 может существовать «континент стабильности» из кварковой материи.  
    • Кварковая материя может быть синтезирована в ходе термоядерного синтеза и устойчива к делению.  
  • Вопросы и исследования

    • Могут ли сверхтяжелые элементы образоваться в результате взрыва сверхновой?  
    • Можем ли мы наблюдать за ними?  
    • Исследования продолжаются для подтверждения или опровержения этих гипотез.  

Полный текст статьи:

Остров стабильности

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх