Остров стабильности

Остров стабильности — гипотетическая трансурановая область на карте изотопов, для которой (в соответствии с теорией оболочечного строения ядра М. Гёпперт-Мейер и Х. Йенсена, удостоенных в 1963 году Нобелевской премии по физике) вследствие предельного заполнения в ядре протонных и нейтронных оболочек, время жизни изотопов значительно превышает время жизни «соседних» трансурановых изотопов, делая возможным долгоживущее и стабильное существование таких элементов, в том числе в природе.

На острове, а точнее островах стабильности, есть пики и спуски относительной стабильности разных элементов. Наиболее яркими кандидатами на принадлежность первому Острову стабильности долгое время рассматривались изотопы элементов, имеющих порядковые номера 114 и 126 и соответственно так называемые магическое и дважды магическое числовые значения ядер по оболочечной теории.

Первые изотопы элемента 114, синтезированные в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ), действительно имеют нетипично большой период полураспада^[1], что подтверждает оболочечную теорию. В мае 2006 года российские учёные под руководством Юрия Оганесяна из ОИЯИ объявили, что им удалось подтвердить существование первого долгоживущего изотопа элемента 114 и получить экспериментальное подтверждение существования Острова стабильности — в ходе этого эксперимента в дополнение к ранее проведённым физическим экспериментам была проведена химическая идентификация цепочек распада^[2]. Элемент флеровий (114), как и элемент ливерморий (116), был признан IUPAC в декабре 2011 года и получил зарегистрированное официальное название в мае 2012 года.

Синтезированы и ожидают официальной регистрации другие менее яркие элементы первого Острова стабильности — до атомного номера 118 по состоянию на 2012 год. Также предпринимались попытки синтеза следующих сверхтяжёлых трансурановых элементов, в том числе были заявления о синтезе элемента унбиквадий (124) и косвенных свидетельствах о элементах унбинилий (120) и унбигексий (126), которые пока не подтверждены. При этом при попытках синтеза элемента 124 на Большом национальном ускорителе тяжёлых ионов (GANIL) в 2006—2008 годах измерения прямого и запаздывающего деления составных ядер показали сильный стабилизирующий эффект протонной оболочки также не столько для Z = 114, сколько для Z = 120^[3].

Синтезирование новых элементов Острова стабильности продолжается международными коллективами в ОИЯИ в России (Дубна), Европейском Центре по изучению тяжёлых ионов имени Гельмгольца в Германии, Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и Ливерморской национальной лаборатории в США, Институте физико-химических исследований в Японии и других лабораториях^[4][5].

Поиски сверхтяжёлых элементов в природе пока не увенчались успехом^[6]. Обнаружение в землях Челекена элемента сергения (108) в начале 1970-х гг. подтверждено не было. В 2008 году было объявлено об обнаружении элемента экатория-унбибия (122) в образцах природного тория^[7], однако это заявление в настоящее время оспаривается на основании последних попыток воспроизведения данных с использованием более точных методов. В 2011 году российские учёные сообщили^[8] об открытии в метеоритном веществе следов столкновений с частицами с атомными числами от 105 до 130, что может являться косвенным доказательством существования стабильных сверхтяжёлых ядер^[9].

Примечание: для элементов 109—118 наиболее долгоживущий изотоп является самым тяжёлым из полученных. Можно предположить, что более тяжёлые, ещё неполученные изотопы имеют более долгий срок жизни.