20 лет назад ученые впервые получили элемент с номером 111 - рентгений

20 лет назад ученые впервые получили элемент с номером 111 - рентгений. Кому интересен элемент, который живет меньше секунды? Узнайте, как наша жизнь обязана другому элементу, чье время жизни более чем в миллиард раз меньше.


Сегодня исполняется 20 лет, как команда ученых под руководством немецкого физика Сигурда Хофманна создала новый элемент с порядковым номером 111. Мы говорим “создали”, а не “открыли”, так как этого элемента на нашей планете 1994 года не существовало. Как можно создать новый элемент? Берем два элемента полегче (в этом случае это были элемент №83 и элемент №28), разгоняем атом одного из них и сталкиваем его со атомом второго. Если вы подберете правильную скорость, достаточно большую, чтобы преодолеть отталкивание между ядрами, но не настолько большую, чтобы все разлетелось на протоны и нейтроны, то вы сможете получить новый элемент.

Рентгений

Именно это сделали в центре по изучению тяжёлых ионов имени Гельмгольца, в пригороде Дармштадта, в Германии. Ученые получили всего три атома нового элемента. Более того, не прошло и одной секунды, как все три атома распались в результате радиоактивного распада. Но этого было достаточно, чтобы признать новый элемент созданным.

Когда вы создаете новый элемент должно пройти время, прежде чем этот элемент будет признан и ему будет присвоено имя. Несколько независимых экспертов должны проверить ваши результаты, а лучше - повторить их в другой лаборатории. Для рентгения такая проверка заняла 10 лет. Как же называли этот элемент до того, как ему было присвоено официальное имя? Назывался он временным именем “унунуний” (Unununium). В честь его номера 111: un (один) un (один) un (один) ium. Сейчас пять элементов находятся в стадии рассмотрения. Их временные имена основаны на их номерах:

  • Ununtrium (№113)
  • Ununpentium (№115)
  • Ununseptium (№117)
  • Ununoctium (№118)
  • Ununennium (№119)

Почти все из этих пяти элементов созданы в Объединённом институте ядерных исследований в Дубне, надалеко от Москвы.

Почему кому-то может быть интересен элемент, который распадется быстрее, чем мы успеем моргнуть? Я не знаю, чем может быть полезен рентгений, но я могу рассказать о другом интересном элементе, время жизни которого в миллиарды раз короче. Этому элементу мы обязаны жизнью на Земле.

История будет об элементе номер 4 - бериллии. Большинство атомов бериллия содержат 4 протона и 5 нейтронов. Такие атомы стабильны и не распадаются. Но существует другая форма бериллия, где атом содержит 4 протона и только 4 нейтрона. Такой бериллий-8 очень нестабилен. За время меньшее одной триллионной секунды распадется больше половины всех атомов. Тем не менее, не будь этого бериллия-8, вся вселенная была бы другой.

Как вы, наверное, знаете, только самые простые элементы водород и гелий образовались во время большого взрыва. Остальные элементы родились в недрах звезд. Сейчас наше Солнце занято тем, что производит гелий путем синтеза из водорода. Когда водород в звезде начинает кончаться, звезда сжимается. Температура увеличивается до сотен миллионов градусов. При этих условиях уже возможно объединение ядер гелия в более тяжелые элементы. Следующим стабильным элементом после гелия (2 протона и 2 нейтрона), который может получиться при таком синтезе является углерод-12 (6 протонов и 6 нейтронов). Для такого синтеза в одном месте должны встретиться три атома гелия. Вероятность такого тройного соударения слишком мала. Если столкнуться два атома гелия, то получится тот самый очень нестабильный бериллий-8. Он не проживет и триллионной доли секунды. Это время хоть и очень мало, но достаточно, чтобы третий гелий успел врезаться в этот нестабильный бериллий. В результате получается стабильный углерод.

Carbon synthesis

Вот вкратце как образование углерода и всех более тяжелых элементов, из которых строится наша Земля, обязано своим существованием бериллию-8, чье время полураспада меньше чем 0.0000000000000001 секунды. Отвечает ли это на вопрос, чем может быть полезен открытый 20 лет назад рентгений? Не думаю. Тем не менее, это хороший пример того, что в природе вопрос о полезности чего-либо часто имеет очень неожиданный ответ.

Думаю, теперь, вам будет интересно посмотреть короткое видео о рентгении: