Stabiilsuse saar on see imeline koht, kus on raske isotoobid of elemente kinni piisavalt kaua, et seda uurida ja kasutada. "Saar" asub radioisotoopide meres, mis laguneb tütartuumadeks nii kiiresti teadlastel on selle elemendi olemasolu tõestamine keeruline, kasutage isotoopi praktiliselt vähem rakendus.
Võtmeisikud: stabiilsuse saar
- stabiilsuse saar "Perioodilise tabeli piirkond" viitab perioodilise tabeli piirkonnale, mis koosneb ülirasketest radioaktiivsetest elementidest, millel on vähemalt üks suhteliselt pika poolestusajaga isotoop.
- tuumakesta mudel Seda kasutatakse "saarte" asukoha ennustamiseks, mis põhineb prootonite ja neutronite vahelise sidumisenergia maksimeerimisel.
- Arvatakse, et "saarel" on isotoope "maagilised numbrid" prootonite ja neutronite arv, mis võimaldab neil säilitada teatavat stabiilsust.
- 126. element, kui seda kunagi toodetakse, arvatakse olevat piisavalt pika poolväärtusajaga isotoobiga, et seda saaks uurida ja potentsiaalselt kasutada.
Saare ajalugu
Glenn T. Seaborg
lõi fraasi "stabiilsuse saar" 1960ndate lõpus. Tuumakesta mudeli abil tegi ta ettepaneku täita antud kesta energiatase optimaalse arvuga prootonid ja neutronid maksimeeriks siduv energia ühe nukleoni kohta, mis võimaldab sellel konkreetsel isotoobil olla pikem pool elu kui muud isotoobid, millel polnud täidetud kesta. Tuumakestaid täitvatel isotoopidel on prootonite ja neutronite "maagiline arv".Stabiilsuse saare leidmine
Stabiilsuse saare asukoht ennustatakse teadaolevate isotoopide poolestusaegade ja elementide eeldatava poolestusaja põhjal mida ei ole täheldatud ja mis põhineb arvutustel, mis põhinevad elementidel, mis käituvad nagu need, mis ülaltoodud perioodilisel tabelil asuvad (analoogid) ja võrrandite järgimine, mis arvestavad relativistlikke efekte.
Tõestus selle kohta, et "stabiilsuse saare" kontseptsioon on kindel, saadi siis, kui füüsikud sünteesisid elementi 117. Ehkki 117 isotoop laguneb väga kiiresti, oli selle lagunemisahela üheks saaduseks seadreni kaltsiumi isotoop, mida polnud kunagi varem täheldatud. Selle isotoobi, seadreenium-266, poolestusaeg on 11 tundi, mis on sellise raske elemendi aatomi korral erakordselt pikk. Varem teadaolevatel seadusrentsiumi isotoopidel oli vähem neutroneid ja need olid palju vähem stabiilsed. Lawrencium-266-l on 103 prootonit ja 163 neutronit, viidates veel avastamata võlunumbritele, mida võib kasutada uute elementide moodustamiseks.
Millistel konfiguratsioonidel võivad olla võluarvud? Vastus sõltub sellest, kellelt küsite, sest see on arvutamise küsimus ja standardset võrrandikomplekti pole. Mõnede teadlaste arvates võib olla 108, 110 või 114 prootoni ja 184 neutroni ümber püsiv saar. Teised viitavad sfäärilisele tuumale, milles on 184 neutronit, kuid 114, 120 või 126 prootonid võiksid kõige paremini töötada. Unbihexium-310 (element 126) on "kahekordselt võlujõud", kuna selle prootonarv (126) ja neutronarv (184) on mõlemad võluarv. Kuid kui maagilist täringut veeretate, osutavad elementide 116, 117 ja 118 sünteesist saadud andmed poole pikenemise poole, kui neutronite arv läheneb 184-le.
Mõnede teadlaste arvates võib parim stabiilsuse saar eksisteerida palju suurema aatomiarvu juures, näiteks elemendi number 164 (164 prootonit). Teoreetikud uurivad piirkonda, kus Z = 106 kuni 108 ja N on umbes 160-164, mis on beeta lagunemise ja lõhustumise osas piisavalt stabiilne.
Stabiilsuse saarelt uute elementide valmistamine
Ehkki teadlased võiksid moodustada teadaolevate elementide uued stabiilsed isotoobid, pole meil tehnoloogiat, mis läheks palju kaugemale kui 120 (töö, mis on praegu käimas). Tõenäoliselt tuleb ehitada uus osakeste kiirendi, mis oleks võimeline keskenduma suurema energiaga sihtmärgile. Peame õppima ka teadaolevate raskete materjalide suuremaid koguseid nukliidid olla nende uute elementide loomise sihtmärkideks.
Uued aatomituumavormid
Tavaline aatomituum sarnaneb kindlale prootonite ja neutronite kuulile, kuid stabiilsuse saare elementide aatomid võivad omandada uusi kujundeid. Üks võimalus oleks mullikujuline või õõnestuum, kus prootonid ja neutronid moodustavad mingi kesta. On raske isegi ette kujutada, kuidas selline konfiguratsioon võib mõjutada isotoobi omadusi. Üks on aga kindel... uusi elemente on veel avastamata, seega näeb tuleviku perioodiline tabel väga erinev sellest, mida me täna kasutame.