Москва в таблице Менделеева
Интерактивная таблица Мендлеева. Фото: Станислав Красильников/ТАСС

Интерактивная таблица Мендлеева. Фото: Станислав Красильников/ТАСС

Физики из Дубны заполнили периодическую систему до конца. Или все-таки нет?

Таблица Менделеева пополнилась четырьмя новыми элементами: в ней появились нихоний, московий, теннессин и оганессон. Элемент с атомным номером 115, синтезированный в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, был назван в честь российской столицы. В той же Дубне был впервые получен и элемент 118, по предложению российских физиков названный в честь профессора Юрия Оганесяна, внесшего весомый вклад в исследование трансактиноидных элементов. Все четыре названия приняты Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC) и вскоре окажутся в каждой новой таблице, напечатанной для школ и университетов. В пополненном виде периодическая система приобрела законченный вид: синтезированные несколько лет назад и получившие наконец названия элементы заполнили ее седьмой период до конца. Но есть ли предел у таблицы? И зачем нужно к нему стремиться?

 До середины ХХ века химические элементы открывали, потом их стали получать: благодаря ядерному синтезу появилась возможность создавать элементы, не существующие в природе. Строго говоря, в земной коре может быть по несколько граммов каждого из этих элементов, но таким образом их обнаружить невозможно. Все они имеют период полураспада на порядки меньший, чем срок существования планеты: если через некоторое время после Большого взрыва в недрах Земли и могло присутствовать их существенное количество, они уже успели распасться на более легкие элементы.

С помощью ядерного синтеза были получены все трансурановые элементы с атомным номером выше 92-го. Затем пришла пора трансактиноидов, чьи номера идут после 103-го. Первый из них, курчатовий, синтезирован группой советских ученых в 1964 году (несмотря на то, что американцы синтезировали тот же элемент на несколько лет позже, они называли его резерфордием; с 1997-го на это же название перешли и российские ученые — курчатовий стал еще одной жертвой проигранной холодной войны). Все эти получаемые искусственно элементы являются радиоактивными и могут использоваться в ядерных реакциях.

Не будет преувеличением сказать, что новый сверхтяжелый элемент получают в Дубне каждые 2–3 года: с 1999-го по 2010-й здесь были получены все элементы со 114-го по 118-й. И ни у одного из них нет практического применения. Что неудивительно: срок их «жизни» составляет ничтожные мгновения. В рассуждениях обывателей получение сверхтяжелых элементов давно превратилось в мишень для критики: столько денег и сил уходит на создание никому не нужных мотыльков»! Да, пока эти элементы могут вызывать лишь теоретический интерес, но, возможно, физики близки к получению новых стабильных элементов. Восьмой период таблицы, который ученым только предстоит заполнить еще неизведанными элементами, может заключать в себе предсказанный заранее «остров стабильности»: изотопы элементов, входящих в этот период — так называемые суперактиноиды, будут обладать восьмым электронным уровнем, содержащим девять g-орбиталей (областей наиболее вероятного местонахождения электрона в атоме) и, предположительно, иметь значительный период полураспада.

Если расчеты ученых подтвердятся на практике, стабильные сверхтяжелые элементы смогут найти применение в самых разных областях. Их можно будет использовать в качестве сырья в новых типах атомных реакторов, при этом количество энергии, получаемой при их распаде, будет многократно превышать количество энергии, извлекаемой при распаде ядер урана или плутония. Такое «топливо», например, может пригодиться для ядерных двигателей нового поколения, которые смогут отправиться к другим звездам в поисках пригодных для жизни или уже обитаемых планет. Можно их использовать и в крошечных атомных реакторах, которые, как полагают современные нанотехнологи, когда-нибудь заменят батарейки. Работающие на микроскопических, безвредных для человека дозах сверхтяжелых элементов, такие реакторы смогут обеспечивать работу любой мобильной электроники и транспортных средств на протяжении десятилетий без всякой подзарядки.

Одной из удивительных возможностей использования сверхтяжелых элементов является изготовление с их помощью «наноденег». Эту возможность высказал исследователь в области нанотехнологий Роберт Фрайтас. С древнейших времен люди использовали в качестве платежных средств обработанные куски редких металлов — серебра, золота, платины. Такие деньги были менее подвержены инфляции, чем обычные, поскольку их цена определялась стоимостью самого металла. Однако с развитием технологий добычи драгоценные металлы стали постепенно падать в цене. Использование в качестве валюты крохотных, буквально в несколько молекул доз элементов, не существующих в природе, куда более надежный способ бороться с инфляцией платежных средств, чем любые биткоины, ведь запас вещества, из которого можно будет делать «наноденьги», будет ровно таким, каким захочет государство.  

Конечно, это все в перспективе, а пока ученых волнуют теоретические вопросы. Есть ли какие-то периоды за восьмым, к заполнению которого физики только что подошли? Возможно, что вслед за «островом стабильности» таблица и впрямь закончится. Известный американский физик Ричард Фейнман считал, что упрощенная интерпретация релятивистского уравнения Дирака позволяет существовать элементам с атомным номером не выше 137. Если 137-й элемент когда-либо будет синтезирован, физики уже договорились назвать его фейнманиумом. Правда, есть и другие оценки, вплоть до элементов с номерами выше 173-го. Некоторые физики и вовсе полагают, что теоретического предела у таблицы Менделеева нет, были бы новые технологии, позволяющие получать все более тяжелые элементы. 

Androмеда под землей Далее в рубрике Androмеда под землейВ Томске придумали робота-паука, который сможет связывать спасателей и людей под завалами

Комментарии

19 июня 2016, 20:59
Это конечно здорово. но по-моему хватит уже всех этих фокусов с ядерным синтезом, пора бы переключиться на более подробное изучение скрытых свойств тех элементов, которые находятся в наличии, так сказать...!
19 июня 2016, 23:44
А я то думаю, куда деньги в стране уходят. Население работает-работает, а экономика все равно как хромая лошадь! Судя по тому, что 4 последних создали именно наши учёные, остальные просто бросили это занятие.
20 июня 2016, 11:23
Мы будем снова впереди планеты всей. Но, что-то подсказывает, что львиная доля наших разработок будет присвоена учеными других стран.
20 июня 2016, 13:29
Новый элемент будет назван Украиний. Период полураспада - 23 года)
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
80 000 подписчиков уже с нами!
Читайте «Русскую планету» в социальных сетях и участвуйте в дискуссиях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»