Vakauden saari on se ihmeellinen paikka, missä raskas isotoopit of elementtejä kiinni niin kauan, että sitä voidaan tutkia ja käyttää. "Saari" sijaitsee radioisotooppien meressä, joka hajoaa tytärydimiksi niin nopeasti tutkijoiden on vaikea todistaa alkuaineen olemassaoloa, käyttää isotooppia käytännössä vähemmän sovellus.
Keskeiset takeet: Vakauden saari
- vakaussaari "Termi" tarkoittaa jaksollisen taulukon aluetta, joka koostuu erittäin raskasta radioaktiivisesta aineesta, jolla on ainakin yksi isotooppi ja jolla on suhteellisen pitkä puoliintumisaika.
- ydinmalli malli Sitä käytetään "saarten" sijainnin ennustamiseen perustuen protonien ja neutronien välisen sitoutumisenergian maksimointiin.
- Isotoopeilla "saarella" uskotaan olevan "maagiset numerot" protoneista ja neutroneista, jotka sallivat niiden ylläpitää jonkin verran vakautta.
- Alkio 126, jos sitä koskaan tuotetaan, uskotaan olevan isotooppia, jolla on riittävän pitkä puoliintumisaika, jotta sitä voidaan tutkia ja mahdollisesti käyttää.
Saaren historia
Glenn T. Seaborg loi lauseen "vakauden saari" 1960-luvun lopulla. Ydinlaatumallia käyttämällä hän ehdotti, että tietyn säiliön energiatasot täytetään optimaalisella määrällä protoneja ja neutronit maksimoisi sitova energia nukleonia kohti, jolloin kyseisellä isotoopilla voi olla pidempi puolikas elämä kuin muut isotoopit, joissa ei ollut täytettyjä kuoria. Isotoopeilla, jotka täyttävät ydinkuoria, on protonien ja neutronien "maagisia lukuja".
Vakauden saaren löytäminen
Vakauden saaren sijainti ennustetaan tunnettujen isotooppipuoliintumisaikojen ja elementtien ennustetun puoliintumisajan perusteella joita ei ole havaittu, perustuen laskelmiin, jotka perustuvat jaksotaulukon yläpuolella oleviin elementteihin (yhdisteiden) ja noudattamalla yhtälöitä, joissa otetaan huomioon relativistiset vaikutukset.
Todistus siitä, että "vakauden saaren" käsite on vakaa, tuli, kun fyysikot syntetisoivat elementtiä 117. Vaikka 117: n isotooppi hajoaa hyvin nopeasti, yksi sen hajoamisketjun tuotteista oli lakirensiumin isotooppi, jota ei koskaan ollut havaittu. Tämän isotoopin, lawrencium-266, puoliintumisaika on 11 tuntia, mikä on erityisen pitkä tällaisen raskaan alkuaineen atomille. Aikaisemmin tunnetuissa lakirensiumin isotoopeissa oli vähemmän neutroneja ja ne olivat paljon vähemmän vakaita. Lawrencium-266: lla on 103 protonia ja 163 neutronia, jotka viittaavat vielä löytämättömiin taikuuslukuihin, joita voidaan käyttää uusien elementtien muodostamiseen.
Millä kokoonpanoilla voi olla maagisia numeroita? Vastaus riippuu kysymästäsi, koska kysymys on laskelmasta eikä vakioyhtälöryhmää ole. Jotkut tutkijat ehdottavat, että saarella voi olla vakauden saari, joka on noin 108, 110 tai 114 protonia ja 184 neutronia. Toiset viittaavat pallomaiseen ytimeen, jossa on 184 neutronia, mutta 114, 120 tai 126 protoni saattaa toimia parhaiten. Unbihexium-310 (elementti 126) on "kaksinkertaisesti maaginen", koska sen protoniluku (126) ja neutroniluku (184) ovat molemmat taianumero. Kuitenkin kun vierität maagista noppaa, elementtien 116, 117 ja 118 synteesistä saadut tiedot osoittavat kohti pidentyvää puoliintumisaikaa, kun neutroniluku lähestyy 184.
Jotkut tutkijat uskovat, että paras stabiilisuussaari voi olla olemassa paljon suuremmilla atomilukuilla, kuten elementinumeron 164 (164 protonia) ympärillä. Teoreetikot tutkivat aluetta, jolla Z = 106 - 108 ja N on noin 160 - 164, mikä vaikuttaa riittävän vakaalta beeta-hajoamisen ja hajoamisen suhteen.
Uusien elementtien luominen vakauden saarelta
Vaikka tutkijat saattavat pystyä muodostamaan tunnettujen elementtien uusia stabiileja isotooppeja, meillä ei ole tekniikkaa mennä paljon yli 120: n (työ, joka on parhaillaan käynnissä). On todennäköistä, että on rakennettava uusi hiukkaskiihdytin, joka kykenee keskittymään suuremman energian omaavaan kohteeseen. Meidän on myös opittava tekemään suurempia määriä tunnettuja raskaita nuklideille toimia tavoitteena näiden uusien elementtien tekemisessä.
Uudet atomin ydinmuodot
Se tavallinen atomin ydin muistuttaa protonien ja neutronien kiinteää palloa, mutta vakauden saaren elementtien atomit voivat saada uusia muotoja. Yksi mahdollisuus olisi kuplamuotoinen tai ontto ydin, jossa protonit ja neutronit muodostavat eräänlaisen vaipan. On vaikea edes kuvitella, kuinka tällainen kokoonpano voi vaikuttaa isotoopin ominaisuuksiin. Yksi asia on kuitenkin varma... uusia elementtejä on vielä löytämättä, joten tulevaisuuden jaksollinen taulukko näyttää hyvin erilaiselta kuin mitä tänään käytämme.