Московий из америция

8 февраля 2021, 00:00
№7
СЕРГЕЙ КАРПУХИН/ТАСС
Ядра московия рождаются из столкновения ядер америция и кальция

Первая и единственная в мире Фабрика сверхтяжелых элементов в Дубне отчиталась о выдаче первой партии «продукции»: это 27 ядер московия, 115-го элемента таблицы Менделеева.

Элемент, названный в честь Московской области, здесь, в Дубне, и открыли, точнее синтезировали: в природе такие тяжелые элементы не встречаются, поскольку распадаются за доли секунды.

Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне знают все физики-ядерщики мира: именно здесь синтезировали сразу пять новых химических элементов, завершающих седьмой период таблицы Менделеева: 114-й (флеровий), 115-й (московий), 116-й (ливерморий), 117-й (теннессин) и 118-й (оганесон). Что особенно приятно, это крупнейшее достижение мировой науки было сделано не в легендарные советские времена, а сейчас, в ХХI веке.

Самый тяжелый элемент в природе — уран (№ 92). Идущие вслед за ним элементы, такие как плутоний, создают в ядерных реакторах. Но для элементов тяжелее фермия (№ 100) уже нужен другой метод синтеза — на ускорителях, где ядра новых элементов образуются в результате столкновений ядра-«снаряда» и ядра-«мишени». Чтобы преодолеть силы кулоновского отталкивания и включить ядерные силы, которые свяжут протоны и нейтроны столкнувшихся ядер воедино, нужно разогнать «снаряд» до скорости в одну десятую световой (если больше, он распадется).

Шанс двух ядер столкнуться очень невелик и зависит от интенсивности пучка, то есть от количества ускоренных ядер, достигающих мишени в секунду. Раньше эксперименты по получению новых элементов в ОИЯИ делали на ускорителе У-400, но в 2019 году запустили новый ускоритель ДЦ-280, ставший основой фабрики — научного комплекса по синтезу и изучению новых элементов. Он увеличил интенсивность пучка на порядок — до 60 трлн ядер в секунду. За миллионы таких бурно прошедших в ускорителе секунд фабрика зафиксировала появление 27 ядер московия, рожденных из столкновения ядер америция и кальция. Они существовали от нескольких сотых долей секунды до единиц секунд, а затем по-разному распадались, давая исследователям возможность узнавать свойства нового элемента.

Фабрика продолжает работать: на очереди синтез ядер новых сверхтяжелых элементов — с атомными номерами 119 и 120. Его собираются осуществить в следующем году.