Ученые впервые детально изучили химические и физические свойства эйнштейния, крайне нестабильного 99-го элемента таблицы Менделеева. Об этом пишет ТАСС со ссылкой на статью в журнале Nature.
Изображение: Haire, R.G. / US Department of Energy / PD
На протяжении большей части 70 лет изотопы эйнштейния было чрезвычайно трудно изучать. Либо их было слишком сложно сделать, либо же их период полураспада продолжался меньше года, а то, что создавалось, быстро начинало разрушаться, как замок из песка во время прилива.
Но теперь сотрудники Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (LBNLLBNL) наконец-то собрали достаточно материала, чтобы изучить химические и физические свойства этого загадочного элемента.
«Мы почти ничего не знаем о свойствах эйнштейния. Получив данные о его химических и физических свойствах, мы приблизились к более полному пониманию того, как ведут себя все актиниды в целом. Это важно, учитывая то, что среди них есть элементы, более пригодные для практического применения и решения фундаментальных научных задач, чем эйнштейний», — заявила доцент университета Калифорнии в Беркли Ребекка Абергель, чьи слова приводит пресс-служба LBNL.
В периодической таблице Менделеева присутствует как множество стабильных элементов, неспособных к самопроизвольному распаду, так и большое число их короткоживущих собратьев, чья жизнь часто измеряется долями наносекунды. В их число входят как очень тяжелые элементы, такие как плутоний, так и относительно легкие вещества, такие как технеций и эйнштейний.
Многие из подобных элементов не существуют в природе из-за крайне коротких сроков жизни. В частности, ученые узнали о существовании эйнштейния только в 1952 году, изучая последствия взрыва водородной бомбы. Проведенные тогда замеры указали, что период полураспада для самого доступного изотопа этого элемента, эйнштейния-253, составляет около 20 дней, а многие другие его вариации исчезают еще быстрее.
Дальнейшее изучение эйнштейния, как отмечает Абергель, оказалось фактически невозможным из-за того, что значимые количества этого элемента крайне тяжело получить. В частности, для производства всего одного миллиграмма эйнштейния-253 нужно непрерывно облучать ядерное топливо сразу в нескольких ядерных реакторах на протяжении целого года.
Помимо этого, изучению эйнштейния мешает его высокая радиоактивность — в металлической форме он светится и быстро разрушается под действием тепла и ионизирующего излучения. Абергель и ее коллегам удалось преодолеть обе эти проблемы, сфокусировав свои усилия на получении и изучении свойств более редкого и стабильного изотопа, эйнштейния-254.
Как отмечают исследователи, им удалось получить около 200 нанограммов эйнштейния-254, облучая мишень из кюрия, еще одного радиоактивного металла, при помощи пучка нейтронов. Взаимодействия между атомами и частицами приводят к формированию небольшого числа атомов эйнштейния, чье число крайне медленно растет с течением времени.
Используя это небольшое количество металла, физики соединили его с набором сложных органических молекул, окруживших каждый атом эйнштейния подобно «шубе». Это позволило исследователям впервые измерить длину химических связей, соединяющих эйнштейний с атомами кислорода в составе этих молекул, а также раскрыть набор странностей, отличающих этот металл от других актинидов.
В частности, его ионы совершенно иным образом реагировали на облучение светом, чем кюрий, америций и другие «соседи» эйнштейния по периодической таблице. Это, как объясняют ученые, говорит о том, что его электроны принципиально иначе взаимодействуют с ядром эйнштейния, что потенциально связано с большими размерами атома.
Как надеются Абергель и ее коллеги, после завершения эпидемии им удастся возобновить опыты с эйнштейнием-254 и более детально изучить его химические и физические свойства, чему в прошлом году помешали меры по борьбе с COVID-19. Эти данные критически важны для понимания того, можно ли использовать эйнштейний для создания еще более тяжелых элементов, чем оганессон, и поисков так называемого острова стабильности, набора сверхтяжелых, но необычно стабильных изотопов.
Источник: 42.tut.by
