Ostrovem stability je to úžasné místo, kde je těžké izotopy z elementy držte se dostatečně dlouho na to, abyste je mohli studovat a používat. "Ostrov" se nachází v moři radioizotopů, které se tak rychle rozpadají na dceřinná jádra pro vědce je obtížné prokázat, že tento prvek existuje, mnohem méně použít izotop pro praktické použití aplikace.
Klíčové cesty: ostrov stability
- ostrov stability se týká oblasti periodické tabulky sestávající z velmi těžkých radioaktivních prvků, které mají alespoň jeden izotop s relativně dlouhým poločasem rozpadu.
- model jaderného obalu se používá k předpovídání polohy "ostrovů" na základě maximalizace vazebné energie mezi protony a neutrony.
- Předpokládá se, že izotopy na „ostrově“ mají "magická čísla" protonů a neutronů, které jim umožňují udržovat určitou stabilitu.
- Prvek 126, má-li se to někdy vyrobit, má se za to, že má izotop s dostatečně dlouhým poločasem rozpadu, který lze studovat a potenciálně použít.
Dějiny ostrova
Glenn T. Seaborg koncem šedesátých let vytvořil frázi „ostrov stability“. S využitím modelu jaderné skořápky navrhl vyplnit energetické hladiny dané skořepiny optimálním počtem
protony a neutrony by maximalizoval vazebná energie na nukleon, což umožňuje, aby tento konkrétní izotop měl delší poločas rozpadu než jiné izotopy, které neměly plné náboje. Izotopy, které vyplňují jaderné skořápky, mají tzv. „Magická čísla“ protonů a neutronů.Nalezení ostrova stability
Umístění ostrova stability se předpovídá na základě známých poločasů izotopů a předpovídaných poločasů prvků které nebyly pozorovány, na základě výpočtů založených na prvcích, které se chovají jako prvky nad nimi v periodické tabulce (kongenery) a poslouchají rovnice, které odpovídají za relativistické efekty.
Důkaz, že koncept „ostrova stability“ je zvuk, přišel, když fyzici syntetizovali prvek 117. Přestože se izotop 117 rozpadl velmi rychle, jedním z produktů jeho rozpadového řetězce byl izotop Lawrencium, který nikdy předtím nebyl pozorován. Tento izotop, Lawrencium-266, vykazoval poločas rozpadu 11 hodin, což je mimořádně dlouhé pro atom takového těžkého prvku. Dříve známé izotopy Lawrencium měly méně neutronů a byly mnohem méně stabilní. Lawrencium-266 má 103 protonů a 163 neutronů, což naznačuje na dosud neobjevená magická čísla, která mohou být použita k vytvoření nových prvků.
Které konfigurace mohou obsahovat magická čísla? Odpověď závisí na tom, koho se zeptáte, protože je to otázka výpočtu a neexistuje standardní soubor rovnic. Někteří vědci naznačují, že by mohl existovat ostrov stability kolem 108, 110 nebo 114 protonů a 184 neutronů. Jiní navrhují sférické jádro se 184 neutrony, ale 114, 120 nebo 126 protonů by mohlo fungovat nejlépe. Unbihexium-310 (prvek 126) je „dvojnásobně magická“, protože jeho protonové číslo (126) a neutronové číslo (184) jsou magické číslo. Nicméně hodíte kouzelnou kostkou, data získaná syntézou prvků 116, 117 a 118 ukazují na zvyšující se poločas, když se počet neutronů blíží 184.
Někteří vědci se domnívají, že nejlepší ostrov stability by mohl existovat při mnohem větších atomových číslech, jako je kolem prvku číslo 164 (164 protonů). Teoretici zkoumají oblast, kde Z = 106 až 108 a N je kolem 160-164, což se zdá být dostatečně stabilní s ohledem na beta rozpad a štěpení.
Vytváření nových prvků z ostrova stability
Přestože by vědci mohli tvořit nové stabilní izotopy známých prvků, nemáme technologii, která by mohla překročit 120 (práce, která právě probíhá). Je pravděpodobné, že bude třeba zkonstruovat nový urychlovač částic, který by byl schopen soustředit se na cíl s větší energií. Také se musíme naučit vyrábět větší množství známých těžkých nuklidy sloužit jako cíle pro výrobu těchto nových prvků.
Nové tvary atomových jader
Obvyklý atomové jádro připomíná pevnou kouli protonů a neutronů, ale atomy prvků na ostrově stability mohou nabývat nových tvarů. Jednou z možností by bylo jádro ve tvaru bublin nebo dutin, přičemž protony a neutrony by tvořily jakýsi obal. Je těžké si představit, jak by taková konfigurace mohla ovlivnit vlastnosti izotopu. Jedna věc je jistá, i když... existují nové prvky, které je třeba teprve objevit, takže periodická tabulka budoucnosti bude vypadat velmi odlišně od té, kterou dnes používáme.