Техника - молодёжи 1978-04, страница 44
ГЕРМАН СМИРНОВ Есть 107-й элемент! Еще один шаг на пути к «острову стабильности» Сообщение об открытии деления урана побудило многих ученых заняться исследованием этого процесса. Среди них был и американец Е. Макмиллан, который случайно вместо осколков деления урана-235 обнаружил новый, 93-й элемент нептуний, образовавшийся за счет захвата нейтронов ядрами неделящегося урана-238. Это-то открытие и положило начало целому направлению в науке — синтезу трансурановых элементов... Макмиллан сделал свое открытие в 1940 году. А спустя несколько месяцев группа американских физиков, возглавляемая Г. Сибор-гом, бомбардируя уран-238 ядрами тяжелого водорода, ускоренными в циклотроне, получила следующий, 94-й элемент — плутоний. Новый элемент стал ключом к синтезу следующих двух трансураиов: 95-го (амерция) и 96-го (кюрия), полученных в 1944—1945 годах. Первый был синтезирован бомбардировкой плутония-239 нейтронами в ядерном реакторе, второй — бомбардировкой плутония-239 ионами гелия в циклотроне. Получение весовых количеств чистого амерция позволило сделать следующий шаг: бомбардируя его атомы ионами гелия в циклотроне, Г. Снборг в 1949—1950 годах получил 97-й элемент — берклий — и 98-й — калифорний. Следующие трансура-ны — 99-й эйнштейний и 100-й фермий — впервые были обнаружены в пыли, образовавшейся после термоядерного взрыва в 1952 году, — не правда лн, печальная слава! Впоследствии установили, что они получились в результате многократного захвата нейтронов ядрами урана-238. Наконец в 1955 году бомбардировкой эйнштейния ионами гелия в циклотроне удалось получить 101-й элемент — менделевий. На этом возможности применявшихся методов исчерпались, и долгое время менделевий оставался элементом с самым высоким атом ным номером. Чтобы идти дальше, было необходимо прибегнуть к более тяжелым бомбардирующим частицам — ионам углерода, кислорода, неона, ускоренным до 10 Мэв на иуклон. А для этого требовались специальные ускорители... В 1955 году наметились два пути получения энергичных пучков сложных ядер. Ученые в США считали наиболее перспективным создание многоступенчатых линейных ускорителей. В Советском Союзе приняли решение соорудить классический циклотрон для ускорения многозарядных ионов. В 1957 году появилось сообщение о том, что в Нобелевском институте в Швеции бомбардировкой изотопов кюрия ионами углерода синтезирован 102-й элемент — нобелнй. В 1961 году калифорнийские физики объявили о синтезе элемента 103 — лоуренсия — при бомбар днровке калифорния иоиами бора. Однако результаты этих ранних работ впоследствии не подтвердились, надеждная идентификация изото пов трансмендслевиевых элементов была осуществлена позднее, когда в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне был введен в строй У-300 — циклотрон много-Зарядных ионов с самым мощным в мире пучком. На протяжении нескольких лет здесь были получены изотопы 102-го и 103-го элементов, а в 1964 году впервые синтезирован и изучен следующий трансуран — 104-й элемент курчатовий, полученный бомбардировкой плутония-242 ионами иеона. В 1969 году в Дубне был открыт 105-й элемент. Спустя два месяца после опубликования результатов, полученных в Дубне, появилось сообщение о синтезе этого элемента и американскими физиками. Физики социалистических стран предложили назвать его нильсборием в честь Нильса Бора. Для элементов 102-го и 103-го оии также предложили иные названия: жолиотий и резерфор-дий. Таким образом, начиная со 102-го элемента, единственным реальным способом синтеза оказались ядерные реакции с ускоренными тяжелыми ионами. Накапливая в мощ Схема экспериментальной установки. ных реакторах миллиграммы высокорадиоактивных изотопов кюрия, берклия, калифорния и облучая их ускоренными ионами срав нительно легких элементов: углерода, кислорода, неона, ученые смогли синтезировать десятки траис-фермиевых изотопов. Но вот беда — по мере утяжеления синтезируемых ядер вероятность их образования резко падает. В ядерной физике эта вероятность характеризуется так называемым сечением реакции, измеряемым в см2. Так вот, при получении 102-го элемента с помощью ионов углерода сечение реакции образования его ядер равно примерно 10—30 см2. А при синтезе изотопа элемента 106 с помощью ионов кислорода она уже в 10 тыс. раз меньше — 10—34 см2> Поэтому-то и оказалась неудачной первая попытка синтеза 107-го элемента, предпринятая в 1972 году, когда его пытались получить, бомбардируя уран-238 ионами фосфора. Для дальнейшего продвижения вперед требовался принципиально новый метод. И он был предложен Ю. Оганесяном в 1973 году... Оказывается, устойчивость вновь синтезируемых ядер сильно зависит от минимальной энергии их возбуждения. Поэтому далеко не безразлично, из каких частей складывается новое составное ядро. Так, при слиянии тяжелого кюрия 242 и сравнительно легкого кислоро-да-16 минимальная энергия возбуждения получающегося изотопа курчатовия-258 достигает 40 Мэв. А если тот же самый изотоп возникает при слиянии более близких по массе ядер свинца-208 и тита-на-50, минимальная энергия возбуждения составит всего 18 Мзв. В результате ядро курчатовия, получившееся по первой реакции, испускает четыре-пять нейтронов, а по второй -— два-три. Вторая реакция в десятки, если не в сотни раз эффективнее первой. Многочисленные эксперименты, в результате которых и были получены как известные уже изотопы фермия и 102-го элемента, так и новые нзотопы фермия и 104-го элемента, подтвердили приемуще-ства нового метода. В 1974 году 42 * КОЛЛЕКТОРЫ пычок ионов ПЛЮДЯНЫ1 ДЕТЕКТОР! МИШЕНЬ |
