\"સ્થિર તત્વો\" માટે શોધ પરિણામો. વાવેતરની રચનામાં એકતાનો કાયદો - માટે માર્ગદર્શિકા

સ્થિરતા ટાપુ પર અતિ ભારે તત્વો

ન્યુક્લિયસની સ્થિરતાના સૈદ્ધાંતિક અને પ્રાયોગિક અધ્યયનથી સોવિયેત ભૌતિકશાસ્ત્રીઓને અગાઉ ઉપયોગમાં લેવાતા સંશોધનનું કારણ મળ્યું. ભારે ટ્રાન્સયુરેનિયમ બનાવવા માટેની પદ્ધતિઓ. ડુબનામાં તેઓએ નવા રસ્તાઓ અને લક્ષ્યો લેવાનું નક્કી કર્યું લીડઅને બિસ્મથ.

ન્યુક્લિયસ, સંપૂર્ણ અણુની જેમ, ધરાવે છે શેલ માળખું. ખાસ કરીને સ્થિર એટોમિક ન્યુક્લી છે જેમાં 2-8-20-28-50-82-114-126-164 પ્રોટોન (એટલે ​​કે સમાન અણુ નંબર સાથે અણુ ન્યુક્લી) અને 2-8-20-28-50-82-126 - 184-196-228-272-318 ન્યુટ્રોન, તેમના શેલની સંપૂર્ણ રચનાને કારણે. તાજેતરમાં જ કમ્પ્યુટર ગણતરીઓ દ્વારા આ મંતવ્યોની પુષ્ટિ કરવાનું શક્ય હતું.

અવકાશમાં અમુક તત્વોના વ્યાપનો અભ્યાસ કરતી વખતે આ અસામાન્ય સ્થિરતાએ સૌ પ્રથમ મારી નજર ખેંચી. આઇસોટોપ્સ, આ પરમાણુ સંખ્યાઓ ધરાવવાને જાદુ કહેવામાં આવે છે. બિસ્મથ આઇસોટોપ 209Bi, જેમાં 126 ન્યુટ્રોન છે, તે એક જાદુઈ ન્યુક્લિડ છે. આમાં આઇસોટોપ્સનો પણ સમાવેશ થાય છે ઓક્સિજન, કેલ્શિયમ, ટીન. બે વાર જાદુ છે: હિલીયમ માટે - આઇસોટોપ 4 He (2 પ્રોટોન, 2 ન્યુટ્રોન), કેલ્શિયમ માટે - 48 Ca (20 પ્રોટોન, 28 ન્યુટ્રોન), લીડ માટે - 208 Pb (82 પ્રોટોન, 126 ન્યુટ્રોન). તેઓ ખૂબ જ વિશિષ્ટ કોર તાકાત દ્વારા અલગ પડે છે.

નવા પ્રકારના અને વધુ શક્તિશાળી આયન પ્રવેગકનો ઉપયોગ કરીને - U-200 અને U-300 એકમો, G. N. Flerov અને Yu નું જૂથ ટૂંક સમયમાં શરૂ થયું ભારે આયનોનો પ્રવાહઅસાધારણ ઊર્જા સાથે. ન્યુક્લિયર ફ્યુઝન હાંસલ કરવા માટે, સોવિયેત ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ સીસા અને બિસ્મથથી બનેલા લક્ષ્યો પર 280 MeV ની ઊર્જા સાથે ક્રોમિયમ આયનો છોડ્યા. શું થયું હશે? 1974 ની શરૂઆતમાં, ડુબનામાં પરમાણુ વૈજ્ઞાનિકોએ આવા બોમ્બ ધડાકાના 50 કેસ નોંધ્યા હતા, જે દર્શાવે છે તત્વ 106 ની રચના, જે, જોકે, 10 -2 સેકંડ પછી ક્ષીણ થઈ જાય છે. આ 50 અણુ ન્યુક્લીની રચના યોજના અનુસાર કરવામાં આવી હતી:

208 Pb + 51 Cr = 259 X

થોડી વાર પછી, લોરેન્સ બર્કલે લેબોરેટરીના ઘીઓર્સો અને સીબોર્ગે અહેવાલ આપ્યો કે તેઓએ એક નવા આઇસોટોપનું સંશ્લેષણ કર્યું છે. 106 -થું, સુપર-એચઆઈએલએસી ઉપકરણમાં ઓક્સિજન આયનો સાથે કેલિફોર્નિયમ-249 પર બોમ્બમારો કરીને સમૂહ નંબર 263 સાથેનું તત્વ.

1976 ના અંત સુધીમાં, ડુબ્ના પરમાણુ પ્રતિક્રિયા પ્રયોગશાળાએ તત્વ 107 ના સંશ્લેષણ પર શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગો પૂર્ણ કર્યા; ડુબના "કિમીયાશાસ્ત્રીઓ" માટે પ્રારંભિક પદાર્થ તરીકે સેવા આપી હતી જાદુઈ"બિસ્મથ-209. જ્યારે 290 MeV ની ઊર્જા સાથે ક્રોમિયમ આયનો સાથે બોમ્બમારો કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે આઇસોટોપમાં ફેરવાઈ જાય છે. 107 -મું તત્વ:

209 Bi + 54 Cr = 261 X + 2 n

તત્વ 107 0.002 સે.ના અર્ધ જીવન સાથે સ્વયંભૂ ક્ષીણ થાય છે અને આલ્ફા કણો પણ બહાર કાઢે છે.

106 અને 107 તત્વો માટે 0.01 અને 0.002 સે.ના અર્ધ-જીવને અમને સાવચેત કર્યા. છેવટે, તેઓ કમ્પ્યુટર ગણતરીઓ દ્વારા અનુમાન કરતાં વધુ તીવ્રતાના ઘણા ઓર્ડર હોવાનું બહાર આવ્યું. કદાચ 107મું તત્વ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની અનુગામી જાદુઈ સંખ્યાની નિકટતાથી પહેલેથી જ નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત થયું હતું - 114, વધતી સ્થિરતા?
જો આવું છે, તો પછી તત્વ 107 ના લાંબા સમય સુધી જીવતા આઇસોટોપ્સ મેળવવાની આશા હતી, ઉદાહરણ તરીકે, શેલિંગ દ્વારા બર્કલેનિયોન આયનો. ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે આ પ્રતિક્રિયા દ્વારા રચાયેલ ન્યુટ્રોન-સમૃદ્ધ આઇસોટોપનું અર્ધ જીવન 1 સેથી વધુ હશે. આનાથી તત્વ 107 ના રાસાયણિક ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવાનું શક્ય બનશે - ઇકેરેનિયા.

પ્રથમ ટ્રાન્સયુરેનિયમનો સૌથી લાંબો સમય જીવતો આઇસોટોપ, તત્વ 93, નેપટ્યુનિયમ-237, 2,100,000 વર્ષનું અર્ધ જીવન ધરાવે છે; તત્વ 100 નો સૌથી સ્થિર આઇસોટોપ, ફર્મિયમ-257, ફક્ત 97 દિવસ ચાલે છે. તત્વ 104 થી શરૂ થાય છે અર્ધ જીવનસેકન્ડના માત્ર અપૂર્ણાંક છે. તેથી, આ તત્વોને શોધવાની કોઈ આશા જણાતી નથી. શા માટે વધુ સંશોધનની જરૂર છે?

આલ્બર્ટ ઘીઓર્સો, ટ્રાન્સયુરેનિયમ પરના અગ્રણી યુએસ નિષ્ણાત, એક વખત આ સંદર્ભમાં બોલ્યા: " આગળના તત્વોની શોધ ચાલુ રાખવાનું કારણ ફક્ત માનવ જિજ્ઞાસાને સંતોષવા માટે છે - શેરીના આગલા ખૂણાની આસપાસ શું થઈ રહ્યું છે?"જો કે, આ, અલબત્ત, માત્ર વૈજ્ઞાનિક જિજ્ઞાસા નથી, ઘીઓર્સોએ હજુ પણ સ્પષ્ટ કર્યું છે કે આવા મૂળભૂત સંશોધનને ચાલુ રાખવું કેટલું મહત્વપૂર્ણ છે.

60 ના દાયકામાં, જાદુઈ પરમાણુ સંખ્યાઓનો સિદ્ધાંત વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ બન્યો. "અસ્થિરતાના સમુદ્ર" માં વૈજ્ઞાનિકોએ જીવન બચાવનાર શોધવાનો સખત પ્રયાસ કર્યો " સંબંધિત સ્થિરતાનું ટાપુ", જેના પર અણુ સંશોધકનો પગ નિશ્ચિતપણે આરામ કરી શકે છે. જો કે આ ટાપુ હજુ સુધી શોધાયો નથી, તેના "સંકલન" જાણીતા છે: તત્વ 114, ઇકાસ લીડ, મોટા સ્થિરતા પ્રદેશનું કેન્દ્ર માનવામાં આવે છે. તત્વ 114 નો આઇસોટોપ 298 લાંબા સમયથી વૈજ્ઞાનિક ચર્ચાનો એક ખાસ વિષય રહ્યો છે કારણ કે, 114 પ્રોટોન અને 184 ન્યુટ્રોન સાથે, તે તે બમણા જાદુઈ અણુ ન્યુક્લીઓમાંનું એક છે જે લાંબા સમય સુધી રહેવાની આગાહી કરે છે. જો કે, લાંબા ગાળાના અસ્તિત્વનો અર્થ શું છે?

પ્રારંભિક ગણતરીઓ દર્શાવે છે: આલ્ફા કણોના પ્રકાશન સાથેનું અર્ધ જીવન 1 થી 1000 વર્ષ સુધીનું છે, અને સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજનના સંબંધમાં - 10 8 થી 10 16 વર્ષ સુધી. આવા વધઘટ, જેમ કે ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ નિર્દેશ કરે છે, "કમ્પ્યુટર રસાયણશાસ્ત્ર" ના અંદાજ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. સ્થિરતાના આગામી ટાપુ માટે ખૂબ જ પ્રોત્સાહક અર્ધ જીવનની આગાહી કરવામાં આવી છે - તત્વ 164, dvislead. સામૂહિક સંખ્યા 482 સાથે તત્વ 164 નું આઇસોટોપ પણ બમણું જાદુઈ છે: તેનું ન્યુક્લિયસ 164 પ્રોટોન અને 318 ન્યુટ્રોન દ્વારા રચાય છે.

વિજ્ઞાન રસપ્રદ અને સરળ છે જાદુઈ સુપર હેવી તત્વો, જેમ કે તત્વ 110 નું આઇસોટોપ-294 અથવા તત્વ 126 નું આઇસોટોપ-310, જેમાં 184 ન્યુટ્રોન છે. તે આશ્ચર્યજનક છે કે કેવી રીતે સંશોધકો આ કાલ્પનિક તત્વોને ગંભીરતાથી જુગલબંદી કરે છે, જાણે કે તેઓ પહેલેથી જ અસ્તિત્વમાં છે. કમ્પ્યુટરમાંથી વધુ અને વધુ નવા ડેટા કાઢવામાં આવી રહ્યા છે અને હવે તે ચોક્કસપણે જાણીતું છે કે શું છે ગુણધર્મો - પરમાણુ, ક્રિસ્ટલોગ્રાફિક અને રાસાયણિક - આ સુપરહેવી તત્વો હોવા જોઈએ. વિશિષ્ટ સાહિત્ય એ તત્વો માટે ચોક્કસ ડેટા એકઠા કરી રહ્યું છે જે લોકો કદાચ 50 વર્ષમાં શોધી શકશે.

પરમાણુ વૈજ્ઞાનિકો હાલમાં અસ્થિરતાના દરિયામાં શોધખોળની રાહ જોઈ રહ્યા છે. તેમની પાછળ નક્કર જમીન હતી: કુદરતી કિરણોત્સર્ગી તત્વો ધરાવતો દ્વીપકલ્પ, જે થોરિયમ અને યુરેનિયમની ટેકરીઓ દ્વારા ચિહ્નિત થયેલ છે, અને અન્ય તમામ તત્વો અને શિખરો સાથે દૂર સુધીની નક્કર જમીન હતી. લીડ, ટીનઅને કેલ્શિયમ.
બહાદુર ખલાસીઓ લાંબા સમયથી ઊંચા સમુદ્ર પર છે. એક અણધારી જગ્યાએ, તેઓને એક સેન્ડબેંક મળ્યો: ખુલ્લા તત્વો 106 અને 107 અપેક્ષા કરતા વધુ સ્થિર હતા.

જી.એન. ફ્લેરોવ દલીલ કરે છે કે તાજેતરના વર્ષોમાં, અમે અસ્થિરતાના સમુદ્ર પર લાંબા સમયથી સફર કરી રહ્યા છીએ, અને અચાનક, છેલ્લી ક્ષણે, અમને અમારા પગ નીચેની જમીનનો અનુભવ થયો. રેન્ડમ અંડરવોટર રોક? અથવા સ્થિરતાના લાંબા સમયથી રાહ જોવાતી ટાપુની સેન્ડબેંક? જો બીજો સાચો છે, તો આપણી પાસે બનાવવાની વાસ્તવિક તક છે સ્થિર સુપરહેવી તત્વોની નવી સામયિક સિસ્ટમઅદ્ભુત ગુણધર્મો સાથે.

સીરીયલ નંબર 114, 126, 164 ની નજીકના સ્થિર તત્વો વિશેની પૂર્વધારણા જાણીતી થયા પછી, વિશ્વભરના સંશોધકોએ આના પર ધક્કો માર્યો. સુપર ભારે"અણુઓ. તેમાંના કેટલાક, સંભવતઃ લાંબા અર્ધ જીવન સાથે, પૃથ્વી પર અથવા અવકાશમાં ઓછામાં ઓછા નિશાનોના રૂપમાં જોવા મળે તેવી આશા હતી. છેવટે, જ્યારે આપણું સૌરમંડળ ઊભું થયું, ત્યારે આ તત્વો બીજા બધાની જેમ જ અસ્તિત્વમાં હતા. .

અતિ ભારે તત્વોના નિશાન- આનાથી શું સમજવું જોઈએ? મહાન દળ અને ઊર્જા સાથે બે પરમાણુ ટુકડાઓમાં સ્વયંભૂ વિભાજન કરવાની તેમની ક્ષમતાના પરિણામે, આ ટ્રાંસ્યુરાન્સે આસપાસના પદાર્થમાં વિનાશના સ્પષ્ટ નિશાન છોડી દીધા હશે.
ખનિજોમાં ખોદકામ કર્યા પછી માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ સમાન નિશાન જોઈ શકાય છે. વિનાશના નિશાનની આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, લાંબા સમયથી મૃત તત્વોના અસ્તિત્વને શોધી કાઢવું ​​​​હવે શક્ય છે. બાકી રહેલા નિશાનોની પહોળાઈ પરથી, કોઈ પણ તત્વની ક્રમાંકિત સંખ્યાનો અંદાજ લગાવી શકે છે - ટ્રેકની પહોળાઈ પરમાણુ ચાર્જના ચોરસના પ્રમાણસર છે.
તેઓ એ હકીકતના આધારે "જીવંત" સુપરહેવી તત્વોને ઓળખવાની પણ આશા રાખે છે કે તેઓ વારંવાર ન્યુટ્રોન ઉત્સર્જન કરે છે. સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન પ્રક્રિયા દરમિયાન, આ તત્વો 10 ન્યુટ્રોન સુધી ઉત્સર્જન કરે છે.

મહાસાગરના ઊંડાણમાંથી મેંગેનીઝ નોડ્યુલ્સમાં તેમજ ધ્રુવીય સમુદ્રમાં ગ્લેશિયર્સ ઓગળ્યા પછી પાણીમાં સુપરહેવી તત્વોના નિશાન શોધવામાં આવ્યા હતા. હજુ પણ પરિણામ નથી. જી.એન. ફ્લેરોવ અને તેમના સાથીઓએ 14મી સદીના એક પ્રાચીન શોકેસના લીડ ગ્લાસ, 19મી સદીના લીડન જાર અને 18મી સદીના લીડ ક્રિસ્ટલ ફૂલદાનીનું પરીક્ષણ કર્યું.
શરૂઆતમાં, સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજનના કેટલાક નિશાનો દર્શાવેલ છે ઇકાસ લીડ- 114મું તત્વ. જો કે, જ્યારે ડુબ્ના વૈજ્ઞાનિકોએ સોવિયેત યુનિયનની સૌથી ઊંડી મીઠાની ખાણમાં અત્યંત સંવેદનશીલ ન્યુટ્રોન ડિટેક્ટર સાથે તેમના માપનું પુનરાવર્તન કર્યું, ત્યારે તેમને સકારાત્મક પરિણામ મળ્યું નહીં. કોસ્મિક રેડિયેશન, જે દેખીતી રીતે અવલોકન કરાયેલ અસરનું કારણ હતું, તે આટલી ઊંડાઈ સુધી પ્રવેશ કરી શક્યું નથી.

1977 માં, પ્રોફેસર ફ્લેરોવે સૂચવ્યું કે તેણે આખરે " નવા ટ્રાન્સયુરેનિયમના સંકેતોકેસ્પિયન સમુદ્રમાં ચેલેકન દ્વીપકલ્પના ઊંડા થર્મલ પાણીનો અભ્યાસ કરતી વખતે.
જો કે, સ્પષ્ટ વર્ગીકરણ માટે નોંધાયેલા કેસોની સંખ્યા ઘણી ઓછી હતી. એક વર્ષ પછી, ફ્લેરોવના જૂથે દર મહિને 150 સ્વયંસ્ફુરિત વિભાગો નોંધ્યા. થર્મલ વોટરમાંથી અજાણ્યા ટ્રાન્સયુરેનિયમથી ભરેલા આયન એક્સ્ચેન્જર સાથે કામ કરતી વખતે આ ડેટા મેળવવામાં આવ્યો હતો. ફ્લેરોવે હાલના તત્વના અર્ધ જીવનનો અંદાજ કાઢ્યો, જેને તે હજી સુધી અલગ કરી શક્યો ન હતો, અબજો વર્ષ છે.

અન્ય સંશોધકોએ વિવિધ માર્ગો અપનાવ્યા. બ્રિસ્ટોલ યુનિવર્સિટીના પ્રોફેસર ફાઉલર અને તેમના સાથીઓએ ઉચ્ચ ઊંચાઈએ ફુગ્ગાઓ સાથે પ્રયોગો હાથ ધર્યા. ન્યુક્લિયસના નાના જથ્થાના ડિટેક્ટર્સનો ઉપયોગ કરીને, 92 થી વધુ પરમાણુ ચાર્જ ધરાવતા અસંખ્ય વિસ્તારોને ઓળખવામાં આવ્યા હતા, અંગ્રેજી સંશોધકોનું માનવું હતું કે એક નિશાન પણ 102...108 તત્વો તરફ નિર્દેશ કરે છે. બાદમાં તેઓએ એક સુધારો કર્યો: અજ્ઞાત તત્વનો સીરીયલ નંબર 96 છે ( ક્યુરિયમ).

આ સુપરહેવી કણો વિશ્વના ઊર્ધ્વમંડળમાં કેવી રીતે આવે છે? અત્યાર સુધી અનેક સિદ્ધાંતો આગળ મૂકવામાં આવ્યા છે. તેમના મતે, ભારે અણુઓ સુપરનોવા વિસ્ફોટો અથવા અન્ય એસ્ટ્રોફિઝિકલ પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન દેખાવા જોઈએ અને કોસ્મિક રેડિયેશન અથવા ધૂળના સ્વરૂપમાં પૃથ્વી પર પહોંચવા જોઈએ - પરંતુ 1000 - 1,000,000 વર્ષ પછી જ. આ કોસ્મિક થાપણો હાલમાં વાતાવરણમાં અને ઊંડા દરિયાઈ કાંપ બંનેમાં શોધવામાં આવે છે.

તો, કોસ્મિક રેડિયેશનમાં સુપરહેવી તત્વો મળી શકે છે? સાચું, 1975 માં સ્કાયલેબ પ્રયોગ હાથ ધરનારા અમેરિકન વૈજ્ઞાનિકોના જણાવ્યા અનુસાર, આ પૂર્વધારણાની પુષ્ટિ થઈ નથી. પૃથ્વીની પરિક્રમા કરતી અવકાશ પ્રયોગશાળામાં, ડિટેક્ટર સ્થાપિત કરવામાં આવ્યા હતા જે અવકાશમાંથી ભારે કણોને શોષી લે છે; માત્ર શોધાયા હતા જાણીતા તત્વોનો ટ્રેક.
1969 માં પ્રથમ ચંદ્ર ઉતરાણ પછી પૃથ્વી પર લાવવામાં આવેલી ચંદ્રની ધૂળની સુપરહેવી તત્વોની હાજરી માટે ઓછી કાળજીપૂર્વક તપાસ કરવામાં આવી ન હતી. જ્યારે 0.025 મીમી સુધીના "લાંબા સમયના" કણોના નિશાન મળી આવ્યા, ત્યારે કેટલાક સંશોધકો માનતા હતા કે તે તત્વો 110 - 119ને આભારી હોઈ શકે છે.

વિવિધ ઉલ્કાના નમૂનાઓમાં સમાવિષ્ટ ઉમદા ગેસ ઝેનોનની વિસંગત આઇસોટોપિક રચનાના અભ્યાસોમાંથી સમાન પરિણામો પ્રાપ્ત થયા હતા. ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ અભિપ્રાય વ્યક્ત કર્યો છે કે આ અસર ફક્ત સુપરહેવી તત્વોના અસ્તિત્વ દ્વારા જ સમજાવી શકાય છે.
1969 ના પાનખરમાં મેક્સિકોમાં પડેલા 20 કિલો એલેન્ડે ઉલ્કાનું પૃથ્થકરણ કરનારા ડુબ્નામાં સોવિયેત વૈજ્ઞાનિકો ત્રણ મહિનાના અવલોકનને પરિણામે અનેક સ્વયંસ્ફુરિત વિચ્છેદન શોધી શક્યા હતા.
જો કે, તે સ્થાપિત થયા પછી "કુદરતી" પ્લુટોનિયમ-244, જે એક સમયે આપણા સૌરમંડળનો અભિન્ન ભાગ હતો, સંપૂર્ણપણે સમાન નિશાન છોડે છે, અર્થઘટન વધુ કાળજીપૂર્વક હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું.

બીજા સહસ્ત્રાબ્દીના અંતમાં, શિક્ષણશાસ્ત્રી વિટાલી લઝારેવિચ ગિન્ઝબર્ગે ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ખગોળ ભૌતિકશાસ્ત્રની ત્રીસ સમસ્યાઓની યાદી તૈયાર કરી હતી જેને તેઓ સૌથી મહત્વપૂર્ણ અને રસપ્રદ ગણતા હતા (જુઓ “વિજ્ઞાન અને જીવન” નંબર 11, 1999). આ સૂચિમાં, 13 નંબર સુપરહેવી તત્વો શોધવાનું કાર્ય સૂચવે છે. પછી, 12 વર્ષ પહેલાં, વિદ્વાનોએ નિરાશા સાથે નોંધ્યું કે "કોસ્મિક કિરણોમાં લાંબા સમય સુધી જીવતા (અમે લાખો વર્ષો વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ) ટ્રાન્સયુરેનિયમ ન્યુક્લીના અસ્તિત્વની હજુ સુધી પુષ્ટિ થઈ નથી." આજે આવા ન્યુક્લિયસના નિશાન મળી આવ્યા છે. આનાથી આખરે સુપરહેવી ન્યુક્લીના સ્થિરતાના ટાપુને શોધવાની આશા મળે છે, જેના અસ્તિત્વની આગાહી એક સમયે પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રી જ્યોર્જી નિકોલાવિચ ફ્લેરોવ દ્વારા કરવામાં આવી હતી.

યુરેનિયમ-92 (238 યુ તેનો સ્થિર આઇસોટોપ છે) કરતાં ભારે તત્વો છે કે કેમ તે પ્રશ્ન લાંબા સમય સુધી ખુલ્લો રહ્યો, કારણ કે તે પ્રકૃતિમાં જોવા મળ્યા ન હતા. એવું માનવામાં આવતું હતું કે 180 થી વધુ અણુ નંબર સાથે કોઈ સ્થિર તત્વો નથી: ન્યુક્લિયસનો શક્તિશાળી હકારાત્મક ચાર્જ ભારે અણુના ઇલેક્ટ્રોનના આંતરિક સ્તરોને નષ્ટ કરશે. જો કે, તે ટૂંક સમયમાં જ સ્પષ્ટ થઈ ગયું કે તત્વની સ્થિરતા તેના કોરની સ્થિરતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, અને શેલ દ્વારા નહીં. સમાન સંખ્યામાં પ્રોટોન Z અને ન્યુટ્રોન N સાથે ન્યુક્લી સ્થિર છે, જેમાંથી પ્રોટોન અથવા ન્યુટ્રોનની કહેવાતી જાદુઈ સંખ્યા સાથે ન્યુક્લી - 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 - ખાસ કરીને અગ્રણી છે - ઉદાહરણ તરીકે, ટીન, સીસું. અને સૌથી વધુ સ્થિર "ડબલ મેજિક ન્યુક્લી" છે, જેમાં ન્યુટ્રોન અને પ્રોટોન બંનેની સંખ્યા જાદુ છે, કહો, હિલીયમ અને કેલ્શિયમ. આ લીડ આઇસોટોપ 208 Pb છે: તેમાં Z = 82, N = 126 છે. તત્વની સ્થિરતા તેના ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યાના ગુણોત્તર પર અત્યંત આધાર રાખે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 126 ન્યુટ્રોન ધરાવતું સીસું સ્થિર છે, પરંતુ તેનો બીજો આઇસોટોપ, જે તેના ન્યુક્લિયસમાં વધુ એક ન્યુટ્રોન ધરાવે છે, તે ત્રણ કલાકથી વધુ સમયમાં ક્ષીણ થઈ જાય છે. પરંતુ, વી.એલ. ગિન્ઝબર્ગે નોંધ્યું છે, સિદ્ધાંત આગાહી કરે છે કે પ્રોટોનની સંખ્યા Z = 114 અને ન્યુટ્રોન N = 184 સાથે, એટલે કે, સામૂહિક અણુ નંબર A = Z + N = 298 સાથે, લગભગ 100 મિલિયન વર્ષ જીવવું જોઈએ. .

આજે, 118મી - 254 યુયુઓ સહિત અનેક તત્વો કૃત્રિમ રીતે મેળવવામાં આવ્યા છે. તે સૌથી ભારે બિન-ધાતુ છે, સંભવતઃ નિષ્ક્રિય ગેસ છે; તેના પરંપરાગત નામો છે ununoctium (તે લેટિન અંકોના મૂળમાંથી રચાય છે - 1, 1, 8), eka-radon અને moscovian Mw. બધા માનવસર્જિત તત્વો એક સમયે પૃથ્વી પર અસ્તિત્વમાં હતા, પરંતુ સમય જતાં ક્ષીણ થઈ ગયા છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્લુટોનિયમ-94 પાસે 16 આઇસોટોપ્સ છે, અને માત્ર 244 Pu નું અર્ધ જીવન T ½ = 7.6 10 7 વર્ષ છે; નેપટ્યુનિયમ-93 પાસે 12 આઇસોટોપ છે અને 237 Np T ½ = 2.14 10 6 વર્ષ છે. આ તત્વોના તમામ આઇસોટોપમાં આ સૌથી લાંબુ અર્ધ જીવન પૃથ્વીની ઉંમર કરતાં ઘણું ઓછું છે - (4.5–5.5) 10 9. નેપ્ચ્યુનિયમના નજીવા નિશાનો, જે યુરેનિયમ અયસ્કમાં જોવા મળે છે, તે કોસ્મિક રેડિયેશન અને યુરેનિયમના સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજનના ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓના ઉત્પાદનો છે, અને પ્લુટોનિયમ નેપટ્યુનિયમ-239 ના બીટા સડોનું પરિણામ છે.

પૃથ્વીના અસ્તિત્વ દરમિયાન અદૃશ્ય થઈ ગયેલા તત્વો બે રીતે મેળવવામાં આવે છે. પ્રથમ, એક વધારાનું ન્યુટ્રોન ભારે તત્વના ન્યુક્લિયસમાં લઈ જઈ શકાય છે. ત્યાં તે બીટા ક્ષયમાંથી પસાર થાય છે, પ્રોટોન, ઇલેક્ટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોન એન્ટિન્યુટ્રિનો બનાવે છે: n 0 → p + e – + v e. પરમાણુ ચાર્જ એક દ્વારા વધશે - એક નવું તત્વ દેખાશે. આ રીતે ફર્મિયમ-100 સુધી કૃત્રિમ તત્વો મેળવવામાં આવ્યા હતા (તેના આઇસોટોપ 257 Fmનું અર્ધ જીવન 100 વર્ષ છે).

પ્રવેગકમાં પણ ભારે તત્વો બનાવવામાં આવે છે, જે મધ્યવર્તી કેન્દ્રોને વેગ આપે છે અને અથડાય છે, ઉદાહરણ તરીકે સોનું (જુઓ “વિજ્ઞાન અને જીવન” નંબર 6, 1997). આ રીતે જ જોઈન્ટ ઈન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર ન્યુક્લિયર રિસર્ચ (JINR, Dubna) ની પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓની પ્રયોગશાળામાં 117મા અને 118મા તત્વો મેળવવામાં આવ્યા હતા. તદુપરાંત, સિદ્ધાંત આગાહી કરે છે કે સ્થિર સુપરહેવી ન્યુક્લી વર્તમાનમાં જાણીતા ભારે કિરણોત્સર્ગી તત્વોથી દૂર અસ્તિત્વમાં હોવા જોઈએ. રશિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી જી.એન. ફ્લેરોવે તત્વોની પ્રણાલીને પ્રતીકાત્મક દ્વીપસમૂહ તરીકે દર્શાવી છે, જ્યાં સ્થિર તત્વો અલ્પજીવી આઇસોટોપ્સના સમુદ્રથી ઘેરાયેલા છે જે ક્યારેય શોધી શકાશે નહીં. દ્વીપસમૂહના મુખ્ય ટાપુ પર સૌથી વધુ સ્થિર તત્વોના શિખરો છે - કેલ્શિયમ, ટીન અને લીડ રેડિયોએક્ટિવિટી સ્ટ્રેટની બહાર યુરેનિયમ, નેપટ્યુનિયમ અને પ્લુટોનિયમના શિખરો સાથે હેવી ન્યુક્લીનો ટાપુ આવેલો છે. અને તેનાથી પણ દૂર સુપરહેવી તત્વોની સ્થિરતાનો એક રહસ્યમય ટાપુ હોવો જોઈએ, જે પહેલાથી ઉલ્લેખિત છે - X-298.

પ્રાયોગિક અને સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રની તમામ સફળતાઓ હોવા છતાં, પ્રશ્ન ખુલ્લો રહે છે: શું કુદરતમાં અતિભારે તત્વો અસ્તિત્વમાં છે, અથવા તે સંપૂર્ણપણે કૃત્રિમ, માનવસર્જિત પદાર્થો, કૃત્રિમ પદાર્થો જેવા જ છે - નાયલોન, નાયલોન, લવસન - કુદરત દ્વારા ક્યારેય બનાવવામાં આવ્યાં નથી?

પ્રકૃતિમાં આવા તત્વોની રચના માટે શરતો છે. તેઓ પલ્સરની ઊંડાઈમાં અને સુપરનોવા વિસ્ફોટ દરમિયાન બનાવવામાં આવે છે. તેમાંના ન્યુટ્રોન પ્રવાહો વિશાળ ઘનતા સુધી પહોંચે છે - 10 38 n 0 / m 2 અને સુપરહેવી ન્યુક્લી પેદા કરવામાં સક્ષમ છે. તેઓ અંતરિક્ષ કોસ્મિક કિરણોના પ્રવાહમાં અવકાશમાં વિખેરી નાખે છે, પરંતુ તેમનો હિસ્સો અત્યંત નાનો છે - દર વર્ષે ચોરસ મીટર દીઠ માત્ર થોડા કણો. તેથી, કોસ્મિક રેડિયેશનના કુદરતી ડિટેક્ટર-સ્ટોરેજનો ઉપયોગ કરવાનો વિચાર આવ્યો, જેમાં સુપરહેવી ન્યુક્લીએ ચોક્કસ, સરળતાથી ઓળખી શકાય તેવા ટ્રેસ છોડવા જોઈએ. ઉલ્કાઓએ આવા ડિટેક્ટર તરીકે સફળતાપૂર્વક સેવા આપી છે.

એક ઉલ્કા, કોઈ કોસ્મિક આપત્તિ દ્વારા તેના માતા ગ્રહમાંથી ફાટી ગયેલો ખડકનો ટુકડો, લાખો વર્ષો સુધી અવકાશમાં પ્રવાસ કરે છે. તે કોસ્મિક કિરણો દ્વારા સતત "ફાયર" થાય છે, જેમાં 90% હાઇડ્રોજન ન્યુક્લી (પ્રોટોન), 7% હિલીયમ ન્યુક્લી (બે પ્રોટોન) અને 1% ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. બાકીના 2%માં અન્ય કણોનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં સુપરહેવી ન્યુક્લીનો સમાવેશ થઈ શકે છે.

ભૌતિક સંસ્થાના સંશોધકોના નામ પરથી. P. N. Lebedev (FIAN) અને ઇન્સ્ટિટ્યુટ ઑફ જીઓકેમિસ્ટ્રી એન્ડ એનાલિટીકલ કેમિસ્ટ્રી નામ આપવામાં આવ્યું છે. V.I. વર્નાડસ્કી (GEOKHI RAS) બે પેલેસાઇટ્સનો અભ્યાસ કરી રહ્યા છે - ઓલિવિન (અર્ધપારદર્શક ખનિજોનું જૂથ જેમાં Mg 2, (Mg, Fe) 2 અને (Mn, Fe) 2 સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ SiO 4 માં ઉમેરવામાં આવે છે. વિવિધ પ્રમાણ ; આ ઉલ્કાઓની ઉંમર 185 અને 300 મિલિયન વર્ષ છે.

ભારે મધ્યવર્તી કેન્દ્ર, ઓલિવાઇન સ્ફટિકમાંથી ઉડતી, તેની જાળીને નુકસાન પહોંચાડે છે, તેમાં તેમના નિશાન છોડી દે છે - ટ્રેક. તેઓ ક્રિસ્ટલની રાસાયણિક સારવાર પછી દૃશ્યમાન બને છે - એચિંગ. અને ઓલિવિન અર્ધપારદર્શક હોવાથી, આ ટ્રેક માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ અવલોકન અને અભ્યાસ કરી શકાય છે. ટ્રેકની જાડાઈ, તેની લંબાઈ અને આકાર દ્વારા, વ્યક્તિ ન્યુક્લિયસના ચાર્જ અને અણુ સમૂહનો નિર્ણય કરી શકે છે. સંશોધન એ હકીકત દ્વારા ખૂબ જ જટિલ છે કે ઓલિવાઇન સ્ફટિકોમાં કેટલાક મિલીમીટરના ક્રમના પરિમાણો હોય છે, અને ભારે કણોનો ટ્રેક ઘણો લાંબો હોય છે. તેથી, તેના ચાર્જની તીવ્રતા પરોક્ષ ડેટા દ્વારા નક્કી કરવી આવશ્યક છે - એચિંગ રેટ, ટ્રેકની જાડાઈમાં ઘટાડો વગેરે.

સ્થિરતાના ટાપુમાંથી સુપરહેવી કણોના નિશાન શોધવાના કાર્યને "પ્રોજેક્ટ ઓલિમ્પિયા" કહેવામાં આવતું હતું. આ પ્રોજેક્ટના ભાગ રૂપે, 55 થી વધુ અને ત્રણ અતિ ભારે ન્યુક્લિયસના ચાર્જ સાથે આશરે છ હજાર ન્યુક્લીઓ પર માહિતી મેળવવામાં આવી હતી, જેનો ચાર્જ 105 થી 130 ની રેન્જમાં છે. આ ન્યુક્લીઓના ટ્રેકની તમામ લાક્ષણિકતાઓ હતી. લેબેડેવ ફિઝિકલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટમાં બનાવેલ ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા સાધનોના સંકુલ દ્વારા માપવામાં આવે છે. સંકુલ આપમેળે ટ્રેકને ઓળખે છે, તેમના ભૌમિતિક પરિમાણોને નિર્ધારિત કરે છે અને, માપન ડેટાને એક્સ્ટ્રાપોલેટ કરીને, ટ્રેકની અંદાજિત લંબાઈ શોધી કાઢે છે તે ઓલિવિન માસિફમાં અટકે તે પહેલાં (યાદ રાખો કે તેના ક્રિસ્ટલનું વાસ્તવિક કદ કેટલાક મિલીમીટર છે).

પ્રાપ્ત પ્રાયોગિક પરિણામો પ્રકૃતિમાં સ્થિર સુપરહેવી તત્વોના અસ્તિત્વની વાસ્તવિકતાની પુષ્ટિ કરે છે.

દોઢ સદી પહેલા, જ્યારે દિમિત્રી ઇવાનોવિચ મેન્ડેલીવે સામયિક કાયદાની શોધ કરી, ત્યારે ફક્ત 63 તત્વો જ જાણીતા હતા. કોષ્ટકમાં ગોઠવાયેલા, તેઓ સરળતાથી પીરિયડ્સમાં નાખવામાં આવ્યા હતા, જેમાંથી દરેક સક્રિય આલ્કલી ધાતુઓ સાથે ખુલે છે અને નિષ્ક્રિય ઉમદા વાયુઓ સાથે અંત (જેમ કે તે પછીથી બહાર આવ્યું છે). ત્યારથી, સામયિક કોષ્ટક કદમાં લગભગ બમણું થઈ ગયું છે, અને દરેક વિસ્તરણ સાથે સામયિક કાયદો ફરીથી અને ફરીથી પુષ્ટિ કરવામાં આવ્યો છે. રુબિડિયમ પોટેશિયમ અને સોડિયમની યાદ અપાવે છે, કારણ કે ઝેનોન ક્રિપ્ટોનનું છે અને આર્ગોન કાર્બનની નીચે સ્થિત છે, જે ઘણી રીતે તેના જેવું જ છે... આજે તે જાણીતું છે કે આ ગુણધર્મો આસપાસ ફરતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. અણુ ન્યુક્લિયસ.

તેઓ એક પછી એક અણુના "ઊર્જા શેલ" ભરે છે, જેમ કે દર્શકો થિયેટરમાં ક્રમમાં તેમની બેઠકો પર કબજો કરે છે: જે છેલ્લો છે તે સમગ્ર તત્વના રાસાયણિક ગુણધર્મો નક્કી કરશે. સંપૂર્ણ રીતે ભરેલા છેલ્લા શેલ સાથેનો અણુ (જેમ કે તેના બે ઇલેક્ટ્રોન સાથે હિલીયમ) જડ હશે; તેના પર એક "અતિરિક્ત" ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતું તત્વ (જેમ કે સોડિયમ) સક્રિયપણે રાસાયણિક બોન્ડ બનાવશે. ભ્રમણકક્ષામાં નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા અણુના ન્યુક્લિયસમાં રહેલા હકારાત્મક પ્રોટોનની સંખ્યા સાથે સંબંધિત છે, અને તે પ્રોટોનની સંખ્યા છે જે વિવિધ તત્વોને અલગ પાડે છે.

પરંતુ એક જ તત્વના ન્યુક્લિયસમાં વિવિધ સંખ્યામાં ન્યુટ્રોન હોઈ શકે છે, તેમની પાસે કોઈ ચાર્જ નથી, અને તેઓ રાસાયણિક ગુણધર્મોને અસર કરતા નથી. પરંતુ ન્યુટ્રોનની સંખ્યાના આધારે, હાઇડ્રોજન હિલીયમ કરતાં ભારે હોઈ શકે છે, અને લિથિયમનો સમૂહ "શાસ્ત્રીય" છ અણુ એકમોને બદલે સાત સુધી પહોંચી શકે છે. અને જો આજે જાણીતા તત્વોની સૂચિ 120 ની નજીક પહોંચી રહી છે, તો પછી ન્યુક્લી (ન્યુક્લાઇડ્સ) ની સંખ્યા 3000 ને વટાવી ગઈ છે. તેમાંના મોટા ભાગના અસ્થિર છે અને કેટલાક સમયના સડો પછી, કિરણોત્સર્ગી સડો દરમિયાન "વધારાના" કણો મુક્ત કરે છે. આનાથી પણ વધુ ન્યુક્લાઇડ્સ સૈદ્ધાંતિક રીતે અસ્તિત્વમાં નથી, તરત જ ટુકડાઓમાં તૂટી જાય છે. આમ, સ્થિર ન્યુક્લીનો ખંડ ન્યુટ્રોન અને પ્રોટોનના અસ્થિર સંયોજનોના આખા સમુદ્રથી ઘેરાયેલો છે.

અસ્થિરતાનો દરિયો

ન્યુક્લિયસનું ભાવિ તેમાં રહેલા ન્યુટ્રોન અને પ્રોટોનની સંખ્યા પર આધારિત છે. ન્યુક્લિયસની રચનાની શેલ થિયરી અનુસાર, 1950 ના દાયકામાં આગળ મૂકવામાં આવે છે, તેમાં રહેલા કણો તેમના ઊર્જા સ્તરો વચ્ચે તે જ રીતે વિતરિત થાય છે જેમ કે ઇલેક્ટ્રોન જે ન્યુક્લિયસની આસપાસ ફરે છે. પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની કેટલીક સંખ્યાઓ સંપૂર્ણપણે ભરેલા પ્રોટોન અથવા ન્યુટ્રોન શેલ સાથે ખાસ કરીને સ્થિર રૂપરેખાંકન આપે છે - 2, 8, 20, 28, 50, 82 અને ન્યુટ્રોન માટે 126 કણો પણ છે. આ સંખ્યાઓને "મેજિક" નંબરો કહેવામાં આવે છે, અને સૌથી સ્થિર ન્યુક્લીમાં કણોની "બમણી જાદુઈ" સંખ્યાઓ હોય છે-ઉદાહરણ તરીકે, 82 પ્રોટોન અને 126 લીડના ન્યુટ્રોન, અથવા હિલીયમના સામાન્ય અણુમાં બે, જે બીજા સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં હોય છે. બ્રહ્માંડમાં તત્વ.

પૃથ્વી પર જોવા મળતા તત્વોના ક્રમિક "રાસાયણિક ખંડ" સીસા સાથે સમાપ્ત થાય છે. તે આપણા ગ્રહની ઉંમર કરતાં ઘણી ઓછી અસ્તિત્વ ધરાવતી ન્યુક્લીની શ્રેણી દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે. તેની ઊંડાઈમાં તેઓ યુરેનિયમ અને થોરિયમ જેવી ઓછી માત્રામાં અથવા પ્લુટોનિયમની જેમ ટ્રેસ માત્રામાં પણ સાચવી શકાય છે. તેને ખડકમાંથી બહાર કાઢવું ​​અશક્ય છે, અને પ્લુટોનિયમનું ઉત્પાદન કૃત્રિમ રીતે, રિએક્ટરમાં, ન્યુટ્રોન સાથે યુરેનિયમ લક્ષ્ય પર બોમ્બમારો કરીને કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ અણુ ન્યુક્લીને બાંધકામના ભાગો તરીકે માને છે, તેમને વ્યક્તિગત ન્યુટ્રોન, પ્રોટોન અથવા સમગ્ર ન્યુક્લીને જોડવા દબાણ કરે છે. આ "અસ્થિરતાના સમુદ્ર" ના સ્ટ્રેટને પાર કરીને વધુને વધુ ભારે ન્યુક્લિડ્સ મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે.

પ્રવાસનો હેતુ ન્યુક્લિયસની રચનાના સમાન શેલ સિદ્ધાંત દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. આ યોગ્ય (અને ખૂબ મોટી) સંખ્યામાં ન્યુટ્રોન અને પ્રોટોન સાથે સુપરહેવી તત્વોનો પ્રદેશ છે, સુપ્રસિદ્ધ "સ્થિરતાનો ટાપુ". ગણતરીઓ કહે છે કે કેટલાક સ્થાનિક "રહેવાસીઓ" હવે માઇક્રોસેકન્ડના અપૂર્ણાંક માટે અસ્તિત્વમાં નથી, પરંતુ તીવ્રતાના ઘણા ઓર્ડર માટે લાંબા સમય સુધી અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. "ચોક્કસ અંદાજ મુજબ, તેઓને પાણીના ટીપાં તરીકે ગણી શકાય," આરએએસ એકેડેમિશિયન યુરી ઓગાનેસ્યાને અમને સમજાવ્યું. - સીસા સુધી, મધ્યવર્તી કેન્દ્ર ગોળાકાર અને સ્થિર હોય છે. તેમને અનુસરતા મધ્યમ સ્થિર ન્યુક્લીનો દ્વીપકલ્પ છે - જેમ કે થોરિયમ અથવા યુરેનિયમ - જે અત્યંત વિકૃત ન્યુક્લીના શોલ દ્વારા વિસ્તરેલ છે અને અસ્થિર સમુદ્રમાં તૂટી જાય છે... પરંતુ તેનાથી પણ આગળ, સ્ટ્રેટની બહાર, ત્યાં એક નવો પ્રદેશ હોઈ શકે છે. ગોળાકાર મધ્યવર્તી કેન્દ્ર, 114, 116 અને આગળના નંબરો સાથે સુપરહેવી અને સ્થિર તત્વો." "સ્થિરતાના ટાપુ" પરના કેટલાક તત્વોનું જીવનકાળ વર્ષો સુધી અથવા તો લાખો વર્ષો સુધી ટકી શકે છે.

સ્થિરતા ટાપુ

ટ્રાન્સયુરેનિયમ તત્વો તેમના વિકૃત ન્યુક્લી સાથે યુરેનિયમ, થોરિયમ અથવા પ્લુટોનિયમથી બનેલા લક્ષ્યો પર ન્યુટ્રોન સાથે બોમ્બમારો કરીને બનાવી શકાય છે. પ્રવેગકમાં પ્રવેગિત પ્રકાશ આયનો સાથે તેમના પર બોમ્બમારો કરીને, તમે ક્રમિક રીતે ઘણા વધુ ભારે તત્વો મેળવી શકો છો - પરંતુ અમુક સમયે મર્યાદા આવી જશે. "જો આપણે જુદી જુદી પ્રતિક્રિયાઓને ધ્યાનમાં લઈએ - ન્યુટ્રોનનો ઉમેરો, આયનોનો ઉમેરો - જુદા જુદા "જહાજો" તરીકે, તો તે બધા અમને "સ્થિરતાના ટાપુ" પર જવા માટે મદદ કરશે નહીં," યુરી ઓગાનેસ્યાન આગળ કહે છે. - આને મોટા "વહાણ" અને અલગ ડિઝાઇનની જરૂર પડશે. લક્ષ્ય યુરેનિયમ કરતાં ભારે કૃત્રિમ તત્વોના ન્યુટ્રોન-સમૃદ્ધ ભારે ન્યુક્લી હોવા જોઈએ, અને તેઓને કેલ્શિયમ-48 જેવા ઘણા ન્યુટ્રોન ધરાવતા મોટા, ભારે આઇસોટોપ્સ સાથે બોમ્બમારો કરવો પડશે."

આવા “જહાજ” પર વૈજ્ઞાનિકોની મોટી આંતરરાષ્ટ્રીય ટીમ જ કામ કરી શકે છે. Elektrokhimpribor પ્લાન્ટના એન્જિનિયરો અને ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ અત્યંત દુર્લભ 48મા આઇસોટોપને કુદરતી કેલ્શિયમથી અલગ કર્યું છે, જે અહીં 0.2% કરતા પણ ઓછા પ્રમાણમાં સમાયેલ છે. યુરેનિયમ, પ્લુટોનિયમ, અમેરીસિયમ, ક્યુરિયમ, કેલિફોર્નિયમના લક્ષ્યાંકો ડિમિટ્રોગ્રાડ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ એટોમિક રિએક્ટર્સમાં, લિવરમોર નેશનલ લેબોરેટરીમાં અને યુએસએમાં ઓક રિજ નેશનલ લેબોરેટરીમાં તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા. વેલ, ન્યુક્લિયર રિએક્શન્સની ફ્લેરોવ લેબોરેટરીમાં જોઈન્ટ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ન્યુક્લિયર ફિઝિક્સ (JINR) ખાતે એકેડેમિશિયન ઓગનેશિયન દ્વારા નવા તત્વોના સંશ્લેષણ પરના મુખ્ય પ્રયોગો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. "દુબ્નામાં અમારું પ્રવેગક વર્ષમાં 6-7 હજાર કલાક કામ કરે છે, કેલ્શિયમ-48 આયનોને પ્રકાશની ઝડપે લગભગ 0.1 સુધી વેગ આપે છે," વૈજ્ઞાનિક સમજાવે છે. "આ ઉર્જા જરૂરી છે જેથી તેમાંના કેટલાક, લક્ષ્યને અથડાવીને, કુલોમ્બના પ્રતિકૂળ દળોને દૂર કરે અને તેના અણુઓના ન્યુક્લી સાથે ભળી જાય. ઉદાહરણ તરીકે, તત્વ 92, યુરેનિયમ, 112, પ્લુટોનિયમ 114 અને કેલિફોર્નિયમ 118 નંબરના નવા તત્વનું ન્યુક્લિયસ ઉત્પન્ન કરશે."

"નવા સુપરહેવી તત્વોની શોધ આપણને વિજ્ઞાનના સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રશ્નોમાંથી એકનો જવાબ આપવા દે છે: આપણા ભૌતિક વિશ્વની સરહદ ક્યાં છે?"

"આવા ન્યુક્લી પહેલેથી જ એકદમ સ્થિર હોવા જોઈએ અને તરત જ ક્ષીણ થશે નહીં, પરંતુ ધીમે ધીમે આલ્ફા કણો અને હિલીયમ ન્યુક્લીનું ઉત્સર્જન કરશે. અને અમે તેમને રજીસ્ટર કરવામાં ખૂબ જ સારા છીએ,” ઓગેનેસ્યાન આગળ કહે છે. સુપરહેવી ન્યુક્લિયસ એક આલ્ફા કણને બહાર કાઢશે, બે અણુ નંબરો હળવા તત્વમાં પરિવર્તિત થશે. બદલામાં, પુત્રી ન્યુક્લિયસ એક આલ્ફા કણ ગુમાવશે અને "પૌત્ર" માં ફેરવાશે - ચાર વધુ હળવા, અને તેથી વધુ, જ્યાં સુધી ક્રમિક આલ્ફા સડોની પ્રક્રિયા રેન્ડમ દેખાવ અને તાત્કાલિક સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન સાથે સમાપ્ત ન થાય ત્યાં સુધી, અસ્થિર ન્યુક્લિયસનું મૃત્યુ. "અસ્થિરતાના સમુદ્ર" માં. આલ્ફા કણોની આ "વંશાવલિ" નો ઉપયોગ કરીને, ઓગેનેસિયન અને તેના સાથીઓએ એક્સિલરેટરમાં મેળવેલા ન્યુક્લિડ્સના પરિવર્તનના સમગ્ર ઇતિહાસને શોધી કાઢ્યો અને "સ્થિરતાના ટાપુ" ના નજીકના કિનારાની રૂપરેખા આપી. અડધી સદીની સફર પછી, પ્રથમ લોકો તેના પર ઉતર્યા.

નવી જમીન

પહેલેથી જ 21મી સદીના પ્રથમ દાયકામાં, એક્સિલરેટેડ કેલ્શિયમ-48 આયનો સાથે એક્ટિનાઇડ્સની ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓમાં, 113 થી 118 ની સંખ્યાવાળા તત્વોના અણુઓ, "મેઇનલેન્ડ" થી સૌથી દૂર "સ્થિરતાના ટાપુ" ના કિનારે આવેલા છે. , સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યા હતા. તેમના જીવનકાળ પહેલાથી જ તેમના પડોશીઓ કરતા લાંબા સમય સુધીનો ઓર્ડર છે: ઉદાહરણ તરીકે, તત્વ 114 એ 110 મીની જેમ મિલિસેકન્ડ માટે નહીં, પરંતુ દસ અને સેંકડો સેકંડ માટે પણ સંગ્રહિત છે. "આવા પદાર્થો રસાયણશાસ્ત્ર માટે પહેલેથી જ ઉપલબ્ધ છે," એકેડેમિશિયન ઓગેનેશિયન કહે છે. - આનો અર્થ એ છે કે અમે મુસાફરીની શરૂઆતમાં જ પાછા ફરી રહ્યા છીએ અને હવે અમે મેન્ડેલીવનો સામયિક કાયદો તેમના માટે અવલોકન કરવામાં આવે છે કે કેમ તે તપાસી શકીએ છીએ. શું તત્વ 112 પારો અને કેડમિયમનું એનાલોગ હશે અને તત્વ 114 એ ટીન અને સીસાનું એનાલોગ હશે? 112મા તત્વ (કોપરનીશિયમ) ના આઇસોટોપ સાથેના પ્રથમ રાસાયણિક પ્રયોગોએ દર્શાવ્યું હતું કે, દેખીતી રીતે, તેઓ કરશે. બોમ્બમારા દરમિયાન લક્ષ્યમાંથી બહાર કાઢવામાં આવેલા કોપરનીશિયમ ન્યુક્લીને વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા 36 જોડી ડિટેક્ટર્સ ધરાવતી લાંબી ટ્યુબમાં નિર્દેશિત કરવામાં આવ્યા હતા, જે આંશિક રીતે સોનાથી કોટેડ હતા. પારો સરળતાથી સોના સાથે સ્થિર ઇન્ટરમેટાલિક સંયોજનો બનાવે છે (આ ગુણધર્મનો ઉપયોગ ગિલ્ડિંગની પ્રાચીન તકનીકમાં થાય છે). તેથી, પારો અને તેની નજીકના અણુઓ ખૂબ જ પ્રથમ ડિટેક્ટરની સોનાની સપાટી પર સ્થિર થવું જોઈએ, અને ઉમદા વાયુઓની નજીકના રેડોન અને અણુઓ ટ્યુબના અંત સુધી પહોંચી શકે છે. આજ્ઞાકારી રીતે સામયિક કાયદાને અનુસરીને, કોપરનીશિયમ પારાના સંબંધી હોવાનું સાબિત થયું. પરંતુ જો પારો પ્રથમ જાણીતી પ્રવાહી ધાતુ હતી, તો કોપરનીશિયમ પ્રથમ વાયુયુક્ત હોઈ શકે છે: તેનો ઉત્કલન બિંદુ ઓરડાના તાપમાને નીચે છે. યુરી ઓગાનેસ્યાનના મતે, આ માત્ર એક ઝાંખી શરૂઆત છે, અને "સ્થિરતાના ટાપુ" ના સુપરહેવી તત્વો આપણા માટે રસાયણશાસ્ત્રનો એક નવો, તેજસ્વી અને અસામાન્ય ક્ષેત્ર ખોલશે.

પરંતુ હમણાં માટે અમે સ્થિર તત્વોના ટાપુના તળિયે વિલંબિત છીએ. એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે કે 120મું અને અનુગામી મધ્યવર્તી કેન્દ્ર ખરેખર સ્થિર બની શકે છે અને ઘણા વર્ષો સુધી અથવા તો લાખો વર્ષો સુધી અસ્તિત્વમાં રહેશે, સ્થિર સંયોજનો બનાવે છે. જો કે, સમાન કેલ્શિયમ-48નો ઉપયોગ કરીને તેમને મેળવવાનું હવે શક્ય નથી: ત્યાં પૂરતા પ્રમાણમાં લાંબા સમય સુધી જીવતા તત્વો નથી કે જે આ આયનો સાથે સંયોજિત થઈને જરૂરી જથ્થાના ન્યુક્લી આપી શકે. કેલ્શિયમ-48 આયનોને વધુ ભારે વસ્તુ સાથે બદલવાના પ્રયાસો પણ પરિણામ લાવ્યા નથી. તેથી, નવી શોધ માટે, દરિયાઈ વૈજ્ઞાનિકોએ તેમના માથા ઉભા કર્યા અને આકાશને નજીકથી જોયું.

જગ્યા અને ફેક્ટરી

આપણા વિશ્વની મૂળ રચના ખૂબ જ વૈવિધ્યસભર ન હતી: બિગ બેંગમાં, માત્ર હાઇડ્રોજન હિલીયમના નાના મિશ્રણ સાથે દેખાયો - અણુઓમાં સૌથી હળવા. સામયિક કોષ્ટકમાં અન્ય તમામ આદરણીય સહભાગીઓ પરમાણુ ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓમાં, તારાઓના આંતરિક ભાગમાં અને સુપરનોવા વિસ્ફોટો દરમિયાન દેખાયા હતા. અસ્થિર ન્યુક્લાઈડ્સ ઝડપથી ક્ષીણ થઈ જાય છે, જ્યારે ઓક્સિજન-16 અથવા આયર્ન-54 જેવા સ્થિર ન્યુક્લાઈડ્સ એકઠા થાય છે. તે આશ્ચર્યજનક નથી કે અમેરિકિયમ અથવા કોપરનીશિયમ જેવા ભારે અસ્થિર તત્વો પ્રકૃતિમાં મળી શકતા નથી.

પરંતુ જો ખરેખર ક્યાંક "સ્થિરતાનો ટાપુ" હોય, તો બ્રહ્માંડની વિશાળતામાં ઓછામાં ઓછા ઓછા પ્રમાણમાં સુપરહેવી તત્વો મળવા જોઈએ, અને કેટલાક વૈજ્ઞાનિકો તેમને કોસ્મિક કિરણોના કણોમાં શોધી રહ્યા છે. એકેડેમિશિયન ઓગાનેસ્યાનના મતે, આ અભિગમ હજુ પણ જૂના બોમ્બ ધડાકા જેટલો ભરોસાપાત્ર નથી. વિજ્ઞાની કહે છે, “સ્થિરતા ટાપુની ટોચ પરના સાચા અર્થમાં લાંબા સમય સુધી જીવતા ન્યુક્લીમાં અસામાન્ય રીતે મોટી માત્રામાં ન્યુટ્રોન હોય છે. "તેથી જ ન્યુટ્રોન-સમૃદ્ધ કેલ્શિયમ-48 ન્યુટ્રોન-સમૃદ્ધ લક્ષ્ય તત્વો પર બોમ્બમારો કરવા માટે આટલું સફળ ન્યુક્લિયસ બન્યું." જો કે, કેલ્શિયમ-48 કરતાં ભારે આઇસોટોપ્સ અસ્થિર હોય છે, અને કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં તેઓ અતિ-સ્થિર ન્યુક્લિયસ રચવા માટે ફ્યુઝ થવાની શક્યતાઓ અત્યંત ઓછી છે."

તેથી, કૃત્રિમ લક્ષ્ય તત્વો પર ગોળીબાર કરવા માટે, કેલ્શિયમ જેટલું સફળ ન હોવા છતાં, મોસ્કો નજીક, ડુબના ખાતેની પ્રયોગશાળાએ ભારે ન્યુક્લીના ઉપયોગ તરફ વળ્યું. "અમે હવે સુપરહેવી એલિમેન્ટ્સની કહેવાતી ફેક્ટરી બનાવવામાં વ્યસ્ત છીએ," એકેડેમિશિયન ઓગનેસિયન કહે છે. - તેમાં, સમાન લક્ષ્યો પર ટાઇટેનિયમ અથવા ક્રોમિયમ ન્યુક્લી સાથે બોમ્બમારો કરવામાં આવશે. તેમાં કેલ્શિયમ કરતાં બે અને ચાર વધુ પ્રોટોન હોય છે, જેનો અર્થ છે કે તેઓ આપણને 120 કે તેથી વધુ સમૂહ ધરાવતા તત્વો આપી શકે છે. તે જોવાનું રસપ્રદ રહેશે કે શું તેઓ હજી પણ "ટાપુ" પર હશે અથવા તેઓ તેનાથી આગળ એક નવી સ્ટ્રેટ ખોલશે કે કેમ."

આ કામ લેબોરેટરી ઓફ ન્યુક્લિયર રિએક્શન્સ (NLNR) નામ આપવામાં આવ્યું હતું. જી.એન. ડુબના જોઈન્ટ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર ન્યુક્લિયર રિસર્ચ (JINR) ના ફ્લેરોવ સફળતાપૂર્વક. 117મા અને તત્વો N 112-116 અને 118 ના ગુણધર્મો અગાઉ ડુબ્નામાં સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યા હતા તે સુપરહેવી તત્વોના કહેવાતા "સ્થિરતાના ટાપુ" ના અસ્તિત્વના પ્રત્યક્ષ પુરાવા છે, જે છેલ્લા સદીના 60 ના દાયકામાં સિદ્ધાંતવાદીઓ દ્વારા આગાહી કરવામાં આવી હતી અને નોંધપાત્ર રીતે સામયિક કોષ્ટકની મર્યાદાઓનું વિસ્તરણ. ઇઝવેસ્ટિયાના સંપાદકોને માર્ચમાં FLNRના વડા, એકેડેમિશિયન યુરી ઓગાનેસિયન દ્વારા અનોખા પ્રયોગ વિશે જાણ કરવામાં આવી હતી, પરંતુ તેમણે હમણાં જ પ્રકાશન માટે પરવાનગી આપી હતી. શોધના લેખક, એકેડેમિશિયન યુરી ઓગાનેસ્યાને, નિરીક્ષક પ્યોટર ઓબ્રાઝત્સોવને પ્રયોગના સાર વિશે જણાવ્યું.

ઇઝવેસ્ટિયા: અતિભારે તત્વોના સંશ્લેષણમાં વૈજ્ઞાનિકોની રુચિનું કારણ શું છે, જે નજીવા ટૂંકા સમય માટે અસ્તિત્વ ધરાવે છે?

યુરી ઓગાનેશિયન: 1940-1941 માં પ્રથમ કૃત્રિમ તત્વો - નેપ્ટ્યુનિયમ અને પ્લુટોનિયમ - ની શોધ પછી, તત્વોના અસ્તિત્વની મર્યાદાનો પ્રશ્ન પદાર્થની રચનાના મૂળભૂત વિજ્ઞાન માટે અત્યંત રસપ્રદ બન્યો. છેલ્લી સદીના અંત સુધીમાં, 17 કૃત્રિમ તત્વોની શોધ કરવામાં આવી હતી અને તેમની પરમાણુ સ્થિરતા વધતી જતી પરમાણુ સંખ્યા સાથે તીવ્ર ઘટાડો જોવા મળ્યો હતો. જ્યારે 92 મા તત્વ - યુરેનિયમ - થી 102 માં તત્વ - નોબેલિયમ તરફ આગળ વધીએ ત્યારે, ન્યુક્લિયસનું અર્ધ-જીવન તીવ્રતાના 16 ઓર્ડરથી ઘટે છે: 4.5 અબજ વર્ષોથી કેટલીક સેકંડ સુધી. તેથી, એવું માનવામાં આવતું હતું કે વધુ ભારે તત્વોના ક્ષેત્રમાં પ્રગતિ તેમના અસ્તિત્વની મર્યાદા તરફ દોરી જશે, આવશ્યકપણે ભૌતિક વિશ્વના અસ્તિત્વની સીમાને ચિહ્નિત કરશે. જો કે, 60 ના દાયકાના મધ્યમાં, સિદ્ધાંતવાદીઓએ અણધારી રીતે સુપરહેવી એટોમિક ન્યુક્લીના સંભવિત અસ્તિત્વ વિશે એક પૂર્વધારણા આગળ મૂકી. ગણતરીઓ અનુસાર, 110-120 પરમાણુ સંખ્યાવાળા ન્યુક્લિયસનું જીવનકાળ નોંધપાત્ર રીતે વધવું જોઈએ કારણ કે તેમાં ન્યુટ્રોનની સંખ્યા વધી છે. નવા વિચારો અનુસાર, તેઓ સુપરહેવી તત્વોના વિશાળ "સ્થિરતાનું ટાપુ" બનાવે છે, જે તત્વોના કોષ્ટકની સીમાઓને નોંધપાત્ર રીતે વિસ્તૃત કરે છે.
અને: શું પ્રાયોગિક રીતે આની પુષ્ટિ કરવી શક્ય હતી?

ઓગનેશિયન: 1975-1996માં, ડુબના, ડાર્મસ્ટેડ (GSI, જર્મની), ટોક્યો (RIKEN) અને બર્કલે (LBNL, USA) ના ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ આ પ્રતિક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરવામાં અને છ નવા તત્વોનું સંશ્લેષણ કરવામાં વ્યવસ્થાપિત થયા. સૌથી ભારે તત્વો 109-112 પ્રથમ વખત GSI ખાતે મેળવવામાં આવ્યા હતા અને RIKEN ખાતે પુનરાવર્તિત થયા હતા. પરંતુ આ પ્રતિક્રિયાઓમાં ઉત્પાદિત સૌથી ભારે ન્યુક્લીનું અર્ધ જીવન માત્ર દસ-હજારમા અથવા તો સેકન્ડના હજારમા ભાગનું હતું. રાષ્ટ્રીય પ્રયોગશાળાના વૈજ્ઞાનિકો સાથે મળીને અમારા જૂથ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવેલા સંશોધનમાં, સુપરહેવી તત્વોના અસ્તિત્વ વિશેની પૂર્વધારણાની પ્રથમ પ્રાયોગિક રીતે ડુબ્નામાં પુષ્ટિ કરવામાં આવી હતી. લોરેન્સ લિવરમોર (યુએસએ). અમે સુપરહેવી ન્યુક્લિયસના સંશ્લેષણના અભિગમને ધરમૂળથી બદલવામાં સફળ થયા, ઉદાહરણ તરીકે, અત્યંત દુર્લભ અને ખર્ચાળ કેલ્શિયમ આઇસોટોપ (N 20) માંથી અસ્ત્ર બીમ સાથે કૃત્રિમ તત્વ બર્કેલિયમ (N 97) થી બનેલા લક્ષ્ય પર ફાયરિંગ કરીને. 48 નું દળ. જ્યારે મધ્યવર્તી કેન્દ્ર ભળી જાય છે, તત્વ N 117 (97 + 20 = 117). પરિણામો સૌથી આશાવાદી અપેક્ષાઓ કરતાં પણ વધી ગયા. 2000-2004 માં, લગભગ પાંચ વર્ષમાં, તે આવી પ્રતિક્રિયાઓમાં હતું કે અણુ નંબરો 114, 116 અને 118 સાથે સુપરહેવી તત્વો પ્રથમ વખત સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યા હતા.

અને: અમેરિકન વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા કરવામાં આવેલ વૈજ્ઞાનિક યોગદાન બરાબર શું હતું?

ઓગનેશિયન: કેલ્શિયમ બીમ સાથેની પરમાણુ પ્રતિક્રિયામાં, તત્વ 117 માત્ર કૃત્રિમ તત્વ બર્કેલિયમથી બનેલા લક્ષ્યનો ઉપયોગ કરીને મેળવી શકાય છે. આ આઇસોટોપનું અર્ધ જીવન માત્ર 320 દિવસ છે. ટૂંકા જીવનકાળને કારણે, જરૂરી માત્રામાં (20-30 મિલિગ્રામ) બર્કેલિયમનું ઉત્પાદન ખૂબ જ ઉચ્ચ ન્યુટ્રોન પ્રવાહ ઘનતાવાળા રિએક્ટરમાં થવું જોઈએ. ઓક રિજમાં યુએસ નેશનલ લેબોરેટરીમાં માત્ર આઇસોટોપ રિએક્ટર જ આવા કાર્યને સંભાળી શકે છે. માર્ગ દ્વારા, તે આ પ્રયોગશાળામાં હતું કે અમેરિકન પરમાણુ બોમ્બ માટે પ્લુટોનિયમ પ્રથમ બનાવવામાં આવ્યું હતું. બર્કેલિયમના ઉત્પાદનના ક્ષણથી, તેની માત્રા 320 દિવસ પછી અડધાથી ઓછી થઈ જાય છે, તેથી તમામ કાર્યને ઉચ્ચ ગતિએ હાથ ધરવા જરૂરી હતું. અને માત્ર પ્રયોગશાળાઓમાં જ નહીં, પણ અસામાન્ય સામગ્રીના પ્રમાણપત્ર, જમીન અને હવા દ્વારા અત્યંત કિરણોત્સર્ગી ઉત્પાદનનું પરિવહન, સલામતીની સાવચેતીઓ વગેરે સંબંધિત રશિયા અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં સત્તાવાર માળખામાં પણ.

અને: એક સાહસ વાર્તા માટે લાયક. આગળ શું થયું?

ઓગનેશિયન: જૂન 2009 ની શરૂઆતમાં, કન્ટેનર મોસ્કો પહોંચ્યું. આ પદાર્થમાંથી, પાતળી ટાઇટેનિયમ ફોઇલ પર જમા થયેલ બર્કેલિયમ (300 નેનોમીટર) ના પાતળા સ્તરના સ્વરૂપમાં ન્યુક્લિયર રિએક્ટર્સની સંશોધન સંસ્થા (ડિમિટ્રોવગ્રાડ) ખાતે લક્ષ્ય બનાવવામાં આવ્યું હતું; જુલાઈમાં ટાર્ગેટ દુબનાને પહોંચાડવામાં આવ્યો હતો. આ સમય સુધીમાં, FLNR પર તમામ પ્રારંભિક કાર્ય પૂર્ણ થઈ ગયું હતું, અને તીવ્ર કેલ્શિયમ બીમ સાથે લક્ષ્યનું સતત ઇરેડિયેશન શરૂ થયું હતું. પહેલેથી જ 70 દિવસના સમયગાળા માટે લક્ષ્યના પ્રથમ ઇરેડિયેશનમાં, અમે નસીબદાર હતા: ડિટેક્ટર્સે પાંચ વખત 117 મા તત્વના ન્યુક્લીની રચના અને સડોનું ચિત્ર રેકોર્ડ કર્યું. અપેક્ષા મુજબ, આ તત્વનું બીજક તત્વ 115 ના મધ્યવર્તી કેન્દ્રમાં રૂપાંતરિત થયું, તત્વ 115 તત્વ 113 માં પરિવર્તિત થયું, અને પછી તત્વ 113 તત્વ 111 માં પરિવર્તિત થયું. અને તત્વ 111 26 સેકન્ડના અર્ધ જીવન સાથે ક્ષીણ થઈ ગયું. પરમાણુ સ્કેલ પર, આ એક વિશાળ સમય છે! હવે સામયિક કોષ્ટક પરમાણુ ક્રમાંક 117 સાથેના એક વધુ ભારે તત્વો સાથે ફરી ભરાઈ ગયું છે.

અને: અમારા વાચકોને સ્વાભાવિક રીતે જ રસ હશે કે તમારી શોધમાં કઈ વ્યવહારિક એપ્લિકેશનો હોઈ શકે છે.

ઓગનેશિયન: હવે, અલબત્ત, કંઈ નથી, કારણ કે તત્વ N 117 ના માત્ર થોડા અણુઓ પ્રાપ્ત થયા છે, મૂળભૂત દૃષ્ટિકોણથી, આપણા વિશ્વ વિશેના વિચારો હવે મોટા પ્રમાણમાં બદલાવા જોઈએ. તદુપરાંત, જો વિશાળ અર્ધ-જીવનવાળા તત્વોનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે, તો સંભવ છે કે તેઓ પ્રકૃતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને પૃથ્વીની રચનાથી આપણા સમય સુધી "ટકી શકે છે" - 4.5 અબજ વર્ષો. અને અમે તેમને શોધવા માટે પ્રયોગો કરી રહ્યા છીએ.

અને: અલગ પ્લેનમાંથી એક પ્રશ્ન. તમને કેમ લાગે છે કે છેલ્લા 20 વર્ષોમાં પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં સ્પષ્ટ સફળતાઓને નોબેલ પારિતોષિકો આપવામાં આવ્યા નથી?

ઓગનેશિયન: ભૌતિકશાસ્ત્ર મોટું છે. દેખીતી રીતે, નોબેલ સમિતિના સભ્યો આ વિજ્ઞાનના અન્ય ક્ષેત્રોમાં વધુ રસ ધરાવે છે. અને ખરેખર ઘણા લાયક વૈજ્ઞાનિકો છે. માર્ગ દ્વારા, મારે અમારા પ્રયોગમાં સહભાગીઓના નામ આપવા જોઈએ: ઓક રિજ નેશનલ લેબોરેટરી (પ્રો. જેમ્સ રોબર્ટો), યુનિવર્સિટી. વેન્ડરબિલ્ટ (પ્રો. જોસેફ હેમિલ્ટન), નેશનલ લેબોરેટરી. લોરેન્સ લિવરમોર (ડોન શૌગનેસી), ન્યુક્લિયર રિએક્ટર્સની સંશોધન સંસ્થા, દિમિત્રોવગ્રાડ (મિખાઇલ રાયબિનિન) અને JINR (વડા યુરી ઓગાનેસ્યાન) ની અણુ પ્રતિક્રિયાઓની પ્રયોગશાળા.

સંપાદક તરફથી. અસ્થાયી રૂપે, તત્વ N 117 ને લેટિનમાં "એક-એક-સાત" કહેવામાં આવશે, એટલે કે, અનસેપ્ટિયમ. એકેડેમિશિયન યુરી ઓગાનેસિયનના જૂથ - શોધના લેખકો - આ તત્વને વાસ્તવિક નામ આપવાનો દરેક અધિકાર ધરાવે છે, તેમજ તેમના દ્વારા શોધાયેલ તત્વો N 114-116 અને 118, અમે 26 માર્ચના "અઠવાડિયા" માં વાચકોને આમંત્રણ આપ્યું છે "અમારા" તત્વોના નામ માટે તેમની દરખાસ્તો સબમિટ કરો. હમણાં માટે, આમાંના એક ઘટકો માટે ફક્ત "સર્પાકાર" વાજબી લાગે છે. સ્પર્ધા ચાલુ રહે છે.

યુનિવર્સિટી ઓફ ન્યુ સાઉથ વેલ્સ (ઓસ્ટ્રેલિયા) અને યુનિવર્સિટી ઓફ મેઈન્ઝ (જર્મની) ના વૈજ્ઞાનિકોએ સૂચવ્યું છે કે ખગોળશાસ્ત્રીઓ માટે જાણીતા સૌથી અસામાન્ય તારાઓમાંના એકમાં સ્થિરતાના ટાપુના રાસાયણિક તત્વો છે. આ સામયિક કોષ્ટકના ખૂબ જ અંતમાં તત્વો છે; તેઓ તેમના લાંબા જીવનકાળ દ્વારા ડાબી બાજુના પડોશીઓથી અલગ પડે છે. આ અભ્યાસ ઈલેક્ટ્રોનિક પ્રીપ્રિન્ટ્સ arXiv.orgની લાઈબ્રેરીમાં પ્રકાશિત થયો હતો અને તેના પરિણામો અને સ્થિર સુપરહેવી રાસાયણિક તત્વોનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે.

તારો HD 101065 1961માં પોલિશ-ઓસ્ટ્રેલિયન ખગોળશાસ્ત્રી એન્ટોનિન પ્રઝિબિલ્સ્કી દ્વારા શોધાયો હતો. તે સેંટૌરસ નક્ષત્રમાં પૃથ્વીથી લગભગ 400 પ્રકાશ વર્ષ સ્થિત છે. સંભવતઃ, HD 101065 સૂર્ય કરતાં હળવા છે અને મુખ્ય ક્રમનો તારો છે, એક સબજીયન્ટ. પ્રઝિબિલ્સ્કીના તારાની વિશેષ વિશેષતા એ વાતાવરણમાં આયર્ન અને નિકલની અત્યંત ઓછી સામગ્રી છે. તે જ સમયે, તારો સ્ટ્રોન્ટિયમ, સીઝિયમ, થોરિયમ, યટરબિયમ અને યુરેનિયમ સહિતના ભારે તત્વોથી સમૃદ્ધ છે.

પ્રઝિબિલ્સ્કીનો તારો એકમાત્ર એવો છે કે જેમાં અલ્પજીવી કિરણોત્સર્ગી તત્વો, એક્ટિનાઇડ્સ, 89 થી 103 સુધીની અણુ સંખ્યા (ન્યુક્લિયસમાં પ્રોટોનની સંખ્યા) સાથે મળી આવે છે: એક્ટિનિયમ, પ્લુટોનિયમ, અમેરિકિયમ અને આઈન્સ્ટાઈનિયમ. HD 101065 HD 25354 જેવું જ છે, પરંતુ ત્યાં અમેરિકિયમ અને ક્યુરિયમની હાજરી શંકાસ્પદ છે.

પ્રિઝિબિલ્સ્કીના તારા પર અતિ ભારે તત્વોની રચનાની પદ્ધતિ હજુ પણ સંપૂર્ણપણે સ્પષ્ટ નથી. એવું માનવામાં આવતું હતું કે HD 101065, ન્યુટ્રોન સ્ટાર સાથે મળીને, દ્વિસંગી સિસ્ટમ બનાવે છે - બીજાથી કણો પ્રથમ પર પડે છે, જે ભારે તત્વોની ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્તેજિત કરે છે. આ પૂર્વધારણાની હજુ સુધી પુષ્ટિ થઈ નથી, જો કે સંભવ છે કે મંદ ઉપગ્રહ HD 101065 થી લગભગ હજાર ખગોળીય એકમોના અંતરે સ્થિત છે.

ફોટો: એન. દૌટેલ / Globallookpress.com

HD 101065 એ એપી સ્ટાર્સ, સ્પેક્ટ્રલ વર્ગ A ના વિશિષ્ટ તારાઓ સાથે સૌથી વધુ સમાન છે, જેના સ્પેક્ટ્રમમાં દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓની રેખાઓ વધારે છે. તેમની પાસે મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે; HD 101065 એ પ્રકાશ વળાંકમાં ટૂંકા ગાળાના ફેરફારો દ્વારા અન્ય Ap તારાઓથી અલગ પડે છે, જેણે તેને RoAp તારાઓ (ઝડપથી ઓસીલેટીંગ Ap સ્ટાર્સ)ના અલગ જૂથમાં સામેલ કરવાનું શક્ય બનાવ્યું.

સંભવ છે કે વિજ્ઞાનીઓના HD 101065ને તારાઓના હાલના વર્ગીકરણમાં ફિટ કરવાના પ્રયાસો એક દિવસ સફળતાનો તાજ પહેરાવશે. જ્યારે પ્રઝિબિલ્સ્કીનો તારો સૌથી અસામાન્ય માનવામાં આવે છે, ત્યારે આ શંકા કરવાનું કારણ આપે છે કે તેમાં અસંખ્ય અસામાન્ય ગુણધર્મો છે. ખાસ કરીને, એચડી 101065 ને સમર્પિત નવીનતમ કાર્યમાં, ઓસ્ટ્રેલિયન અને જર્મન સંશોધકોએ ધાર્યું કે સ્થિરતાના ટાપુ સાથે જોડાયેલા રાસાયણિક તત્વો પ્રઝિબિલ્સ્કીના તારામાં જન્મે છે.

વિજ્ઞાનીઓ ન્યુક્લિયસ અને તેના વિસ્તરણના શેલ મોડેલમાંથી આગળ વધ્યા. આ મોડેલ પરમાણુ ન્યુક્લિયસની સ્થિરતાને શેલોના ઉર્જા સ્તરોને ભરવા સાથે સંબંધિત છે, જે, અણુના ઇલેક્ટ્રોન શેલો સાથે સામ્યતા દ્વારા, ન્યુક્લિયસ બનાવે છે. દરેક ન્યુટ્રોન અને પ્રોટોન ચોક્કસ શેલમાં સ્થિત છે (અણુ અથવા ઊર્જા સ્તરના કેન્દ્રથી અંતર) અને ચોક્કસ સ્વ-સતત ક્ષેત્રમાં એકબીજાથી સ્વતંત્ર રીતે આગળ વધે છે.

એવું માનવામાં આવે છે કે ન્યુક્લિયસનું ઊર્જા સ્તર વધુ ભરેલું છે, આઇસોટોપ વધુ સ્થિર છે. આ મોડેલ અણુ ન્યુક્લી, સ્પિન અને ચુંબકીય ક્ષણોની સ્થિરતા સારી રીતે સમજાવે છે, પરંતુ તે માત્ર અણગમતા અથવા હળવા અને મધ્યમ કદના મધ્યવર્તી કેન્દ્રોને જ લાગુ પડે છે.

શેલ મોડેલ અનુસાર, સંપૂર્ણપણે ભરેલા ઊર્જા શેલો સાથેના મધ્યવર્તી કેન્દ્ર ઉચ્ચ સ્થિરતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આવા તત્વો "સ્થિરતાનો ટાપુ" બનાવે છે. તે જાદુઈ અને ડબલ મેજિક નંબરોને અનુરૂપ સીરીયલ નંબર 114 અને 126 સાથે આઇસોટોપ્સથી શરૂ થાય છે.

ન્યુક્લિઅન્સ (પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન) ની જાદુઈ સંખ્યા સાથેના ન્યુક્લીમાં સૌથી મજબૂત બંધનકર્તા ઊર્જા હોય છે. ન્યુક્લાઇડ્સના કોષ્ટકમાં તેઓ નીચે પ્રમાણે ગોઠવાયેલા છે: આડાથી ડાબેથી જમણે ચડતા ક્રમમાં પ્રોટોનની સંખ્યા દર્શાવેલ છે, અને ઊભી રીતે ઉપરથી નીચે સુધી ન્યુટ્રોનની સંખ્યા દર્શાવેલ છે. બમણા જાદુઈ ન્યુક્લિયસમાં કેટલાક જાદુઈ સંખ્યાના સમાન સંખ્યાબંધ પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન હોય છે.

ડુબ્નામાં મેળવેલ ફ્લેરોવિયમ આઇસોટોપ્સ (114મું તત્વ) નું અર્ધ જીવન 2.7 સેકન્ડ સુધીનું છે. સિદ્ધાંત મુજબ, ન્યુટ્રોન N = 184 ની જાદુઈ સંખ્યા સાથે ફ્લેરોવિયમ-298 નો આઇસોટોપ હોવો જોઈએ અને લગભગ દસ મિલિયન વર્ષોનું જીવનકાળ હોવું જોઈએ. આવા ન્યુક્લિયસનું સંશ્લેષણ કરવું હજુ સુધી શક્ય બન્યું નથી. સરખામણી માટે, ન્યુક્લિયસમાં 113 અને 115 સમાન પ્રોટોનની સંખ્યા ધરાવતા પડોશી તત્વોનું અર્ધ જીવન અનુક્રમે 19.6 સેકન્ડ (નિહોનિયમ-286 માટે) અને 0.156 સેકન્ડ (મોસ્કોવિયમ-289 માટે) સુધીનું છે.

arXiv.org પર પ્રકાશનના લેખકો માને છે કે HD 101065 ના વાતાવરણમાં એક્ટિનાઇડ્સની હાજરી સૂચવે છે કે ત્યાં સ્થિરતાના ટાપુમાંથી રાસાયણિક તત્વો પણ છે. આ કિસ્સામાં એક્ટિનાઇડ્સ સ્થિર સુપરહેવી તત્વોના સડોનું ઉત્પાદન છે. વૈજ્ઞાનિકોએ નોબેલિયમ, લોરેન્સિયમ, નિહોનિયમ અને ફ્લેરોવિયમના નિશાનો માટે HD 101065 ના સ્પેક્ટ્રા શોધવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો છે અને ચોક્કસ સ્પેક્ટ્રાનું વર્ણન કર્યું છે જે સ્થિર આઇસોટોપ ઉત્પન્ન કરી શકે છે.

હાલમાં, રશિયા, યુએસએ, જાપાન અને જર્મનીમાં સામયિક કોષ્ટકના નવા ઘટકોનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવી રહ્યું છે. પૃથ્વી પરના કુદરતી વાતાવરણમાં ટ્રાન્સયુરેનિયમ તત્વો મળ્યા નથી. સ્ટાર HD 101065 પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓના સિદ્ધાંતોને ચકાસવા માટે નવી તકો પ્રદાન કરી શકે છે જે સ્થિરતાના ટાપુનું અસ્તિત્વ સૂચવે છે.