Unbinilium

Unbinilium ( symbol Ubn ) je systematický název podle IUPAC pro chemický prvek hypotetické atomovým číslem 120 , někdy nazývané také eka-radium ve vztahu k prozatímním označením prvků podle Dmitrij Ivanovič Mendělejev , a téměř vždy s názvem element 120 ve vědecké literatuře . V periodické tabulce , tento prvek bude ve druhé poloze na 8 té doby , se vlastnosti mohou být podobné těm z kovu alkalických zemin , které patří do bloku s . Kvůli relativistickým účinkům, které stlačují jeho 8s oběžnou dráhu , by byl méně reaktivní než radium a baryum a měl by chemické vlastnosti blíže těm stroncia po dobu 5 než těm radia po dobu 7 ; jeho atomový poloměr by byl také stejného řádu jako rádium.

Prvek 120 přitahoval pozornost vědců, protože určité předpovědi ho na okamžik umístily do středu ostrova stability , určité verze teorie relativistického středního pole ve skutečnosti předpovídají, že nuklid 304 120 je „ dvojnásobně magický. “, S 120 protonů a 184 neutronů ; Tento ostrov stability byla následně umístěna kolem kopernicium a flerovium .

Přes četné pokusy německých a ruských týmů o jeho syntézu nebyl tento prvek nikdy pozorován. Experimentální data získaná během těchto experimentů ukázala, že prvky období 8 budou mnohem obtížněji pozorovatelné než prvky předchozích období a že prvek 119 by z tohoto hlediska mohl být při současných technologiích detekován jako poslední, přičemž prvek 120 zůstane prozatím nepřístupné.

Úvod do syntézy supertěžkých jader

Obecné zásady

Tyto superheavy prvky jako prvek 120 se vyrábějí jadernou fúzi . V závislosti na excitační energie jádra získaného, hovoříme o „horké fúze“ nebo „studená fúze“, druhý má v rámci syntézy superheavy atomových jader, žádný vztah s mediálním konceptem. „ Studená fúze “ jmenování, hypotetické „jaderné“ reakce při okolním tlaku a teplotě.

Při horkých fúzních reakcích jsou lehké střely velmi silně zrychleny, aby zasáhly velmi masivní cíle aktinidů , což má za následek vysoce vzrušená jádra sloučeniny (~ 40 až 50 MeV ) vyvíjející se štěpením nebo odpařováním několika neutronů (typicky 3 až 5).
Při reakci studené fúze, projektily jsou těžší (typicky od 4 th období ) a cíle jsou lehčí (skládající se z olova nebo bismutu , například), takže výsledné jádra se vyrábějí s energetickou slabší buzením (~ 10 , aby 20 MeV ) , což snižuje pravděpodobnost následného štěpení; taková jádra se uvolní do základního stavu a emitují pouze jeden nebo dva neutrony.

Použití lehčích cílů má však tu nevýhodu, že produkuje nuklidy, které mají poměr neutronů a protonů příliš nízký, aby umožňovaly pozorování izotopů prvků umístěných za fleroviem ( prvek 114 ), takže fúze horká je jedinou metodou přístupu k těmto jádra, natož má na 8 th období.

Aplikace na prvky 119 a 120

Syntéza prvků 119 a 120 zahrnuje řízení jak mimořádně malého průřezu reakcí produkujících tyto nuklidy, tak velmi krátkého poločasu rozpadu těchto izotopů , pravděpodobně několika mikrosekund , což je sotva dostatečné, aby jim umožnilo dosáhnout detektorů. Mezi izotopy z prvku 120 by představovala ve skutečnosti poločas od rozpadu alfa v řádu několika mikrosekund .

Syntézu velmi těžkých prvků doposud značně usnadňovali dva faktory kvalifikované jako anglické stříbrné kulky , to znamená neočekávané pomůcky:

na jedné straně, je deformace jaderných vrstev z hassium 270 , což zvyšuje stabilitu sousedních nuklidů;
na druhou stranu existence vápníku 48 , což je projektil, který je obzvláště bohatý na neutrony a navzdory všemu téměř stabilní, což umožnilo produkovat těžké nuklidy při současném omezení jejich excitační energie.

Tyto faktory budou bohužel nefunkční v případě prvku 120. Takto vyrobené izotopy skutečně vykazují deficit neutronů ve srovnání s těmi, které se předpokládají na ostrově stability . Ale především by výroba prvku 120 s 48 Ca zahrnovala použití fermium 257 cílů :

48
20Tento +257
100Fm →305
120Ubn * .

Nyní máme jen několik málo pikogramů na Fermium, zatímco můžeme vyrobit miligramů na berkelium a californium ; navíc by takové fermiové cíle vykazovaly nižší výtěžek s 48 Ca než einsteiniový cíl k produkci prvku 119 . Je proto nutné používat projektily těžší než 48 Ca, což má tu nevýhodu, že vede k symetrickějším fúzním reakcím, které jsou chladnější a mají menší šance na úspěch.

Pokusy o syntézu

Po jejich úspěchu se syntézou oganessonu z 249 Cf a 48 Ca se tým ve Společném ústavu pro jaderný výzkum (JINR) v Dubně , Rusko pokusil o podobný experiment z 58 Fe a 244 Pu v březnudubna 2007. Experiment neměl umožňují detekovat jakýkoliv atom prvku 120 do výše 400 fb z průřezu na energii dosažené ( 1 Femto stodoly = 10 -39 cm 2 , tedy 10 -25 nm 2 ).

58
26Fe +244
94Pu →302
120Ubn * → selhání .

v dubna 2007Se GSI v Darmstadt , Německo , pokus o podobný pokus s 64 Ni na 238 U cíl :

64
28Ni +238
92U →302
120Ubn * → selhání .

Při dosažené energii nebyl opět detekován žádný atom prvku 120 v průřezu 1,6 bp . GSI zopakoval tuto zkušenost v dubnuKvěten 2007, Leden-Březen 2008 a záříříjna 2008, stále neúspěšný v limitu 90 fb účinné sekce. Po úpravě svých zařízení, aby mohli používat více radioaktivních cílů, se výzkumníci GSI v červnu pokusili o asymetrickější fúzi.července 2010, pak znovu v roce 2011:

54
24Cr +248
96Cm →302
120Ubn * → selhání .

Bylo vypočítáno, že tato změna v reakci by měla pětinásobit pravděpodobnost vzniku prvku 120 , protože účinnost těchto reakcí silně závisí na jejich asymetrii. Byly pozorovány tři korelované signály v souladu s energií rozpadu a predikovanou pro 299 120 a pro její dceřiný nuklid 295 Og , stejně jako ten, který byl experimentálně určen pro vnuka 291 Lv ; poločas těchto signálů však byl mnohem delší, než se očekávalo, a tyto výsledky nebylo možné potvrdit. Tuto zkušenost studoval také tým RIKEN v Japonsku.

V srpnu-října 2011, nový tým v GSI se pokusil o asymetrickější reakci s nástrojem TASCA :

50
22Ti +249
98Srov. →302
120Ubn * → selhání .

Vzhledem k jeho větší asymetrii musela být reakce mezi 50 Ti a 249 Cf nejpříznivější pro výrobu prvku 120 , i když byla docela studená. Znovu nebyl detekován žádný atom tohoto prvku pro průřez 200 fb . Maximální průřez pro výrobu prvku 120 byl vypočítán na 0,1 fb , ve srovnání s 20 fb pro prvek 119 a 30 fb pro nejmenší průřez získaný reakcí syntézy fúzního nuklidu. (V tomto případě reakce 209 Bi ( 70 Zn , n ) 278 Nh ), zdá se, že syntéza prvku 119 je na extrémní hranici současných technologií a syntéza prvku 120 bude vyžadovat vývoj nových metod.

V roce 2008 sdělení CNRS oznámilo pozorování jader prvku 120 na GANIL ve Francii . Tento tým bombardovaly cíl niklu přírodní s ionty z uranu-238 studovat radioaktivní období o spontánní štěpení složených jader získaných:

238
92U +přírodní
28Ani →296, 298, 299, 300, 302
120Ubn * → štěpení .

Tato metoda také umožňuje vyhodnotit vliv nasycení jaderných vrstev na životnost různých superheavy jader, aby bylo možné přesně lokalizovat další magické číslo, které má být objeveno ( Z = 114 , 120, 124 nebo 126). Získané výsledky ukázaly, že jádra sloučeniny měla vysokou excitační energii, řádově 70 MeV , a podstoupila štěpení s měřitelnou periodou větší než 10 –18 s . I když je velmi krátká, skutečnost, že toto období lze měřit, naznačuje existenci měřitelného stabilizačního účinku pro Z = 120 . Při nižších excitačních energiích může tento stabilizační účinek umožnit pozorování mnohem delších poločasů štěpení. Protože byla učiněna podobná pozorování pro prvek 124, ale ne pro flerovium ( prvek 114 ), naznačuje to, že další magický počet protonů je nad 120.

Populární kultura

V seriálu Halo: Nightfall je prvek použitý při radiologickém útoku Paktu na lidskou kolonii popsán jako velmi blízký prvku 120, ale s bezprecedentní transmutací.

Poznámky a odkazy

(in) Darleane C. Hoffman , Diana M. Lee a Valeria Pershina , „ transactinidový prvek Elements and Elements Future “ , The Chemistry of the Actinide Elements and transactinide element , 2011, str. 1652-1752 ( ISBN 978-94-007-0210-3 , DOI 10.1007 / 978-94-007-0211-0_14 , Bibcode 2011tcot.book.1652H , číst online )
(en) Alexander V. Karpov , Valerij I. Zagrebaev , Y. Martinez Palenzuela a Walter Greiner , „ Superheavy Nuclei: rozklad a stabilita “ , vzrušující interdisciplinární fyzika , 26.dubna 2013, str. 69-79 ( DOI 10.1007 / 978-3-319-00047-3_6 , Bibcode 2013eipq.book ... 69K , číst online )
(in) Glenn T. Seaborg , „ Perspektivy dalšího nejvýznamnějšího rozšíření periodické tabulky “ , Journal of Chemical Education , sv. 46, n o 10, Říjen 1969, str. 626 ( DOI 10.1021 / ed046p626 , Bibcode 1969JChEd..46..626S , číst online )
Databáze Chemical Abstracts dotazována prostřednictvím SciFinder Web 15. prosince 2009 ( výsledky hledání )
(in) Robert C. Barber, Heinz W. Gäggeler Paul J. Karol, Hiromichi Nakahara, Emanuele Vardaci a Erich Vogt , „ Objev prvku s atomovým číslem 112 (IUPAC Technická zpráva) “ , Pure and Applied Chemistry , sv. 81, n o 7, Květen 2009, str. 1331-1343 ( DOI 10.1351 / PAC-REP-08-03-05 , číst online )
(in) Peter Armbruster a Gottfried Münzenberg , „ Vytváření supertěžkých prvků “ , Scientific American , sv. 260, n o 5, Květen 1989, str. 66-72 ( DOI 10.1038 / scientificamerican0589-66 , Bibcode 1989SciAm.260e..66A , číst online )
(en) Valeriy Zagrebaev, Alexander Karpov a Walter Greiner , „ Budoucnost výzkumu těžkých prvků: Která jádra by mohla být syntetizována během několika příštích let? ” , Journal of Physics: Conference Series , sv. 420, n o 1, Březen 2013Článek n o 012001 ( DOI 10,1088 / 1742 - 6596/420/1 / 012.001 , bibcode 2013JPhCS.420a2001Z , číst on-line )
(in) P. Roy Chowdhury, C. Samanta a DN Basu , „ Hledání nejtěžších jader s dlouhou životností za údolím stability “ , Physical Review C , roč. 77, n O 4, Dubna 2008, Článek n o 044603 ( DOI 10.1103 / PhysRevC.77.044603 , bibcode 2008PhRvC..77d4603C , číst on-line )
(in) P. Roy Chowdhury, C. Samanta, DN Basud , „ Jaderné poločasy alfa-radioaktivity prvků se 100 ⩽ Z ⩽ 130 “ , Atomic Data and Nuclear Data Tables , sv. 94, n O 6, Listopadu 2008, str. 781-806 ( DOI 10.1016 / j.adt.2008.01.003 , Bibcode 2008ADNDT..94..781C , číst online )
(en) CM Folden Iii, DA Mayorov, TA Werke, MC Alfonso, ME Bennett a MJ DeVanzo , „ Vyhlídky na objev dalšího nového prvku: Vliv projektilů se Z> 20 “ , Journal of Physics : Conference Series , sv. 420, n o 1, Březen 2013Článek n o 012007 ( DOI 10,1088 / 1742 - 6596/420/1 / 012.007 , bibcode 2013JPhCS.420a2007F , číst on-line )
(in) ZaiGuo Gan, Zhou Xiaohong, Minghui Huang, Zhaoqing Feng a Li Junqing , „ Předpovědi syntetizujících prvků 119 a 120 “ , Science China Physics, Mechanics and Astronomy , Vol. 54, n o 1, srpna 2011, str. 61-66 ( DOI 10.1007 / s11433-011-4436-4 , Bibcode 2011SCPMA..54 ... 61G , číst online )
(in) Yu. Ts. Oganessian, VK Utyonkov, Yu. V. Lobanov, F. Sh. Abdullin, AN Polyakov, RN Sagaidak, IV Shirokovsky, Yu. S. Tsyganov, AA Voinov, AN Mezentsev, VG Subbotin, AM Sukhov, K. Subotic, VI Zagrebaev „SN Dmitriev, RA Henderson, KJ Moody, JM Kenneally, JH Landrum, DA Shaughnessy, MA Stoyer, NJ Stoyer a PA Wilk , „ Pokus vyrobit prvek 120 v reakci 244 Pu + 58 Fe “ , Physical Review C , sv. 79, n O 2 5. února 2009, Článek n o 024603 ( DOI 10.1103 / PhysRevC.79.024603 , bibcode 2009PhRvC..79b4603O , číst on-line )
(in) S. Hofmann , „ Search Element 120 ON Isotopes of the Island of Shn “ , Exotic Nuclei: EXON 2014 - Proceedings of the International Symposium , června 2015, str. 213-224 ( DOI 10.1142 / 9789814699464_0023 , číst online )
(in) Kosuke Morita, „ Budoucí plán experimentálního programu syntézy nejtěžšího prvku v RIKEN “ [PDF] , TASCA07 v Davosu ve Švýcarsku , 28. září 2007(zpřístupněno 23. prosince 2016 ) .
(in) K. Siwek-Wilczyńska, T. a J. Cap Wilczyński , „ Jak lze syntetizovat jeden prvek Z = 120? ” , International Journal of Modern Physics E , sv. 19, n o 4, 2010, str. 500-507 ( DOI 10.1142 / S021830131001490X , Bibcode 2010IJMPE..19..500S , číst online )
(in) Alexander Yakushev, " superheavy Element Research na Tasca " [PDF] na japonské agentury pro atomovou energii , 2012(zpřístupněno 14. prosince 2016 ) .
(in) Jens Volker Kratz, „ The Impact of Superheavy Elements on the Chemical and Physical Sciences “ [PDF] on the 4th International Conference on the Chemistry and Physics of the transactinide element Elements , září 2011(zpřístupněno 14. prosince 2016 ) .
Tisková zpráva CNRS : „Nová super těžká atomová jádra v Ganilu“.
(en) M. Morjean, D. Jacquet, JL Charvet, A. L'Hoir, M. Laget, M. Parlog, A. Chbihi, M. Chevallier, C. Cohen, D. Dauvergne, R. Dayras, A. Drouart, C. Escano-Rodriguez, JD Frankland, R. Kirsch, P. Lautesse, L. Nalpas, C. Ray, C. Schmitt, C. Stodel, L. Tassan-Got, E. Testa a C Wheel , " Měření doby štěpení: Nová sonda do stability těžkých prvků " , Physical Review Letters , sv. 101, n o 7, 15. srpna 2008Článek n o 072701 ( PMID 18764526 , DOI 10,1103 / PhysRevLett.101.072701 , bibcode 2008PhRvL.101g2701M. , Čtení on-line )
(in) Joseph B. Natowitz , „ Pohled: Jak stabilní jsou nejtěžší jádra? » , Fyzika , roč. 1, 11. srpna 2008, Článek n o 12 ( DOI 10.1103 / Physics.1.12 , bibcode 2008PhyOJ ... 1 ... 12N )

Podívejte se také

Ahoj

Být

narozený

N / A

Ano

PROTI

Spol

Nebo

Eso

Pozn

Já

Čs

The

Tento

Odpoledne

Měl

Číst

Vaše

Kost

Fr.

Čt

Mohl

Dopoledne

Srov

Mt.

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

Alkalické kovy	Alkalická země	Lanthanidy	Přechodné kovy	Špatné kovy	kovově loids	Nebankovní kovy	geny halo	Vzácné plyny	Položky nezařazené
		Aktinidy
		Superaktinidy