Ostrov stability je to úžasné miesto, kde je ťažké izotopy z prvky držať sa dostatočne dlho na to, aby ste ich mohli študovať a používať. „Ostrov“ sa nachádza v mori rádioizotopov, ktoré sa tak rýchlo rozpadajú na dcérske jadrá pre vedcov je ťažké dokázať, že tento prvok existuje, omnoho menej využíva izotop na praktické účely aplikácie.
Kľúčové cesty: ostrov stability
- ostrov stability sa týka oblasti periodickej tabuľky pozostávajúcej z veľmi ťažkých rádioaktívnych prvkov, ktoré majú aspoň jeden izotop s relatívne dlhým polčasom rozpadu.
- model jadrového obalu sa používa na predpovedanie polohy "ostrovov" na základe maximalizácie väzbovej energie medzi protónmi a neutrónmi.
- Predpokladá sa, že izotopy na „ostrove“ majú „magické čísla“ protónov a neutrónov, ktoré im umožňujú udržiavať určitú stabilitu.
- Element 126, ak by sa niekedy vyrobil, má sa za to, že má izotop s dostatočne dlhým polčasom rozpadu, ktorý sa dá študovať a potenciálne použiť.
História ostrova
Glenn T. Seaborg Koncom 60. rokov vznikol výraz „ostrov stability“. S použitím modelu jadrového obalu navrhol vyplniť energetické hladiny daného obalu optimálnym počtom
protóny a neutróny maximalizovať väzbová energia na nukleón, čo umožňuje, aby tento konkrétny izotop mal dlhšiu dobu polovičný život ako iné izotopy, ktoré nevyplnili škrupiny. Izotopy, ktoré vyplňujú jadrové škrupiny, majú tzv. Magické čísla protónov a neutrónov.Nájdenie ostrova stability
Poloha ostrova stability sa predpovedá na základe známych polčasov rozpadu izotopov a predpokladaných polčasov rozpadu prvkov ktoré neboli dodržané, na základe výpočtov vychádzajúcich z prvkov, ktoré sa správajú ako prvky nad nimi v periodickej tabuľke (kongenor) a poslúchajúce rovnice, ktoré zodpovedajú relativistickým účinkom.
Dôkaz, že koncept „ostrov stability“ je zdravý, prišiel, keď fyzici syntetizovali prvok 117. Aj keď sa izotop 117 rýchlo rozpadol, jedným z produktov jeho rozpadového reťazca bol izotop Lawrencium, ktorý nikdy predtým nebol pozorovaný. Tento izotop, Lawrencium-266, vykazoval polčas rozpadu 11 hodín, ktorý je mimoriadne dlhý pre atóm takého ťažkého prvku. Doteraz známe izotopy Lawrencium mali menej neutrónov a boli oveľa menej stabilné. Lawrencium-266 má 103 protónov a 163 neutrónov, čo poukazuje na doteraz neobjavené magické čísla, ktoré sa môžu použiť na vytvorenie nových prvkov.
Ktoré konfigurácie môžu obsahovať magické čísla? Odpoveď závisí od toho, koho sa pýtate, pretože je to otázka výpočtu a neexistuje štandardná množina rovníc. Niektorí vedci naznačujú, že by mohol existovať ostrov stability okolo 108, 110 alebo 114 protónov a 184 neutrónov. Iní navrhujú sférické jadro so 184 neutrónmi, ale 114, 120 alebo 126 protónov by mohlo fungovať najlepšie. Unbihexium-310 (prvok 126) je „dvojnásobne mágia“, pretože jeho protónové číslo (126) a neutrónové číslo (184) sú magické číslo. Avšak hodíte kúzelnými kockami, údaje získané syntézou prvkov 116, 117 a 118 ukazujú na zvyšujúci sa polčas, keď sa počet neutrónov blíži 184.
Niektorí vedci sa domnievajú, že najlepší ostrov stability by mohol existovať pri oveľa väčších atómových číslach, napríklad okolo prvku číslo 164 (164 protónov). Teoretici skúmajú oblasť, kde Z = 106 až 108 a N je približne 160 - 164, čo sa javí ako dostatočne stabilné vzhľadom na beta rozpad a štiepenie.
Vytváranie nových prvkov z ostrova stability
Hoci vedci môžu byť schopní tvoriť nové stabilné izotopy známych prvkov, nemáme technológiu, ktorá by prešla oveľa okolo 120 (práca, ktorá práve prebieha). Je pravdepodobné, že bude potrebné skonštruovať nový urýchľovač častíc, ktorý by bol schopný sústrediť sa na cieľ s väčšou energiou. Tiež sa musíme naučiť vyrábať väčšie množstvá známeho ťažkého materiálu nuklidy slúžiť ako ciele na výrobu týchto nových prvkov.
Nové tvary atómových jadier
Obvyklý atómové jadro pripomína silnú guľu protónov a neutrónov, ale atómy prvkov na ostrove stability môžu nadobudnúť nové tvary. Jednou z možností by mohlo byť bublinkové alebo duté jadro, pričom protóny a neutróny by tvorili druh obalu. Je ťažké si predstaviť, ako by takáto konfigurácia mohla ovplyvniť vlastnosti izotopu. Jedna vec je istá, aj keď... ešte je potrebné objaviť nové prvky, takže periodická tabuľka budúcnosti bude vyzerať veľmi odlišne od tej, ktorú používame dnes.