Учените са на път да създадат най-тежкия химичен елемент в света, известен като елемент 120. Изследователи от Националната лаборатория "Лорънс Бъркли" в Калифорния обявиха, че за първи път са използвали лъч от титан, за да направят свръхтежкия елемент, ливерморий (елемент 116 от периодичната таблица). 

След надграждане на оборудването на лабораторията екипът планира да използва подобни техники, за да се опита да произведе елемент 120. Най-тежкият елемент, който е направен до момента е оганесон (елемент 118) който е синтезиран за първи път през 2002 г., пише списание Nature. 

"Изследването е наистина новаторско, защото търсенето на свръхтежките елементи отвъд 118  се оказва голямо предизвикателство", казва Хиромицу Хаба, който ръководи групата за изследване на свръхтежки елементи в научния център RIKEN в Сайтама.

По думите му, данните от експеримента значително ще подобрят точността на съществуващите теоретични изчисления и значително ще придвижат човечеството към откриването на елементи 119 и 120.

Хаба е част от екип в RIKEN, целящ да синтезира елемент 119. Свръхтежките елементи са изключително трудни за производство, изискващи трудни за производство изходни материали и продължителни експерименти, така че някои групи по ядрена физика се фокусират върху само един от тях.

Ядрени ограничения

Свръхтежките елементи не се срещат естествено на Земята, но учените смятат, че те могат да се появяват в звездите. Те са силно радиоактивни, разпадат се бързо чрез ядрено делене и нямат много перспективи за пряко практическо приложение. 

Но чрез създаването на нови елементи изследователите задълбочават разбирането за това как работи Вселената и попълват теоретични модели за поведението на атомното ядро и за неговите граници - като например колко протони и неутрони може да побере.

Периодичната таблица, ще получи осми ред, ако учените успеят да синтезират елементи 119 и 120. 

Джаклин Гейтс, ръководител на групата за тежки елементи в лабораторията Бъркли, казва, че химиците са особено развълнувани от следващия набор от елементи, защото те ще попаднат в нов ред на периодичната таблица (известна още и като Менделеева таблица, кръстена на името на руския учен Дмитрий Менделеев) . Елементи 119 и 120 ще бъдат първите документирани от осмия „период“. 

За да създадат нови елементи, изследователите използват ускорители на частици, за да сблъскат лъчи от йони с атоми в твърди мишени, надявайки се да предизвикат реакции, които ще слеят ядрата им, за да произведат елементи с все по-голям брой протони и неутрони. Но съществуващите изходни материали се изчерпват. 

Най-скорошният набор от открити свръхтежки елементи (номера от 114 до 118) са произведени чрез бомбардиране на мишени, направени от актиниди (елементи от седмия период) с лъчи калций-48, който има 20 протона и 28 неутрона. Този изотоп на калция е особено стабилен, което го прави идеален за насърчаване на необходимите реакции на ядрен синтез.

Калцият обаче може да отведе учените само до определено ниво във външните части на периодичната таблица. Достигането до елемент 120 с калциев лъч ще изисква цел, която може да осигури поне допълнителни 100 протона. Но създаването на мишени от такива тежки елементи, които са редки и радиоактивни, е изключително предизвикателство. 

Най-тежкият елемент, който учените могат да произведат в достатъчни количества, за да се превърнат в мишени, е калифорний, който има само 98 протона. Така че единственият път напред е да се работи с по-тежки лъчи, включително изотопи на титан и хром.

Теоретичен прогрес

Данните от подобни експерименти ще подобрят теоретичните модели, смятат изследователите. Част от трудностите са свързани с това, че теорията не може да даде много насоки за този регион на периодичната таблица. В зависимост от енергията на йонния лъч, използван за бомбардиране на целта, вероятността за производство на даден свръхтежък изотоп може да варира в широки граници.

Гейтс казва, че следващите стъпки на нейния екип са да повтори синтеза на ливерморий с титанова настройка, за да стесни най-добрите експериментални параметри. След това изследователите планират да си сътрудничат с учени от Националната лаборатория Оук Ридж в Тенеси, за да генерират мишена, която да се използва в експерименти с цел създаване на елемент 120. Съоръжението в Бъркли ще трябва да бъде надстроено, за да се гарантира, че персоналът и оборудването му са защитени в достатъчна степен от този радиоактивен материал.

Гейтс изчислява, че след като експериментите започнат, изследователите ще се нуждаят от 100-200 дни време за работа, бомбардирайки калифорний с титан, преди да произведат елемент 120. На практика това ще отнеме две до три години.

Новините на Darik Business Review във Facebook , Instagram , LinkedIn и Twitter !