Аркадий Курамшин - Жизнь замечательных веществ

И наконец, открывателями самого тяжелого на настоящий момент элемента, завершающего седьмой ряд Периодической системы, – «эка-радона», элемента с порядковым номером 118, были признаны ученые из ОИЯИ и Ливерморской национальной лаборатории. При получении этого элемента мишенью для луча из ядер кальция-48 стал калифорний-249 («Physical Review C», 2006, 74, 4, 044602; doi: 10.1103/PhysRevC.74.04460).

249 98Cf + 48 20Ca → 294 118Og + 3 1 0n

Элемент № 118 находится в группе инертных газов, которые, за исключением гелия, традиционно имеют окончание «-он» (-on): неон, аргон, криптон, ксенон, радон. Поэтому опять в 2016 году в правила IUPAC были внесены изменения, согласно которым по принятой в химической номенклатуре традиции элементам 18-й группы (группы инертных или благородных газов) должны даваться названия, заканчивающиеся на «-on». Элемент № 118 получил название «оганесон» (Oganesson, Og) в честь академика РАН Юрия Цолаковича Оганесяна, научного руководителя Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова того самого дубнинского ОИЯИ, за его новаторский вклад в исследование трансактиноидовых элементов. Научные достижения Ю.Ц. Оганесяна включают в себя открытия сверхтяжёлых элементов и значительные достижения в области ядерной физики сверхтяжёлых ядер, включая экспериментальное свидетельство существования острова стабильности. Таким образом, Оганесян оказался вторым ученым после Гленна Сиборга, именем которого химический элемент был назван прижизненно (название «сиборгий» было утверждено в 1997 году, а Сиборг, участвовавший в открытии плутония и девяти других трансурановых элементов, скончался 25 февраля 1999 года).

У оганесона, как и у нихония, тоже непростая история открытия. Впервые о его синтезе сообщили физики из Беркли в 1999 году, однако синтез элемента 118 по заявленной методике не удалось воспроизвести в нескольких центрах ядерных исследований – российском, немецком и американском, из-за чего это первое заявление было признано ошибочным («Physical Review Letters», 2002, 89, 3, 039901, doi: 10.1103/PhysRevLett.83.1104), а его авторов даже обвиняли в фальсификации результатов.

Заполненный седьмой ряд Периодической системы не предел – учёные всегда готовы смело идти за пределы изведенного, туда, где не ступала нога человека. Уже анонсированы планы нескольких ядерных центров синтезировать элементы с номерами 119 и 120. Более того, еще в 2012 году в Институте по изучению тяжелых ионов имени Гельмгольца в течение пяти месяцев предпринимали попытки получить ядра химических элементов со ста девятнадцатью и ста двадцатью протонами, хотя и безрезультатно. Но как оптимистично полагает физик-ядерщик из Университета Ливерпуля Рольф-Дитмар Херцберг, существующие методы синтеза сверхтяжелых элементов позволят справиться и с этой задачей. Однако и Херцберг, и другие его коллеги сходятся во мнении, что шансы на получение элементов с номерами бо́льшими, чем 120, исчезающе малы.

Ускорители частиц дня сегодняшнего могут посылать на мишень 10 12ядер ежесекундно. Тем не менее направление на цель большего количества ядер может просто «сжечь» и мишень, и детектор. Для того чтобы избежать этого, необходимы более эффективные технологии, например, получение большей по размерам мишени и расширение пучка более легких ядер, атакующих мишень, но это, конечно, проще спланировать, чем осуществить, – синтез 20 мг берклия, послужившего сырьем для получения элемента № 117, занял 2 года. Проблему доступности мишеней может решить строящаяся в Дубне «Фабрика сверхтяжелых элементов», вряд ли в скорое время стоит ждать очередного прорыва в заполнении новых клеток таблицы Менделеева.

Тем не менее исследователи не теряют бодрости духа. Есть мнение, что нам удастся добраться до элемента № 124 в течение ближайших двух-трех десятилетий. В немалой степени это мнение основано на том, что ещё пятнадцать лет назад было сложно предположить, что мы зайдём так далеко, как зашли. Охота на новые элементы была и остается движущей силой развития технологии.

Ещё одна идея, которая может позволить выйти за границы изведанного, – попытка проведения реакций ядерного обмена. Как объясняет суть этого подхода эксперт из Института Гельмгольца Кристоф Дулльманн, обстрел урановой мишени ядрами урана не приведет к их слиянию, однако сталкивающиеся ядра могут обмениваться протонами и нейтронами, в результате чего мы можем получить ядро, содержащее, например, 120 протонов. Такой ядерный обмен может стать маршрутом для получения нуклидов, которые нельзя получить ни горячим, ни холодным слиянием.