كيف يمكن لجزيرة الاستقرار مساعدتنا في اكتشاف عناصر جديدة

جزيرة الاستقرار هي ذلك المكان العجيب الذي فيه ثقيل النظائر من عناصر البقاء لفترة طويلة بما يكفي للدراسة واستخدامها. تقع "الجزيرة" في بحر من النظائر المشعة التي تتحلل إلى نواة ابنة بسرعة من الصعب على العلماء إثبات وجود العنصر ، ناهيك عن استخدام النظير في العملية تطبيق.

الوجبات الجاهزة الرئيسية: جزيرة الاستقرار

جلين ت. سيبورج صاغ عبارة "جزيرة الاستقرار" في أواخر الستينيات. باستخدام نموذج القشرة النووية ، اقترح ملء مستويات الطاقة لقذيفة معينة بالعدد الأمثل البروتونات و النيوترونات سيزيد طاقة الربط لكل نواة ، مما يسمح بأن يكون لهذا النظير الخاص أطول

يتم توقع موقع جزيرة الاستقرار على أساس نصف عمر النظائر المعروفة ونصف العمر المتوقع للعناصر لم يتم ملاحظتها ، بناءً على حسابات تعتمد على سلوك العناصر مثل تلك الموجودة فوقها في الجدول الدوري (متجانسات) وإطاعة المعادلات التي تفسر التأثيرات النسبية.

الدليل على أن مفهوم "جزيرة الاستقرار" سليم جاء عندما قام الفيزيائيون بتجميع العنصر 117. على الرغم من أن نظير 117 يتحلل بسرعة كبيرة ، كان أحد منتجات سلسلة الاضمحلال هو نظير لورنسسيوم لم يلاحظه أحد من قبل. عرض هذا النظير ، lawrencium-266 ، نصف عمر 11 ساعة ، وهو طويل بشكل غير عادي لذرة مثل هذا العنصر الثقيل. كانت النظائر المعروفة سابقًا للقرنسيوم تحتوي على عدد أقل من النيوترونات وكانت أقل استقرارًا. يحتوي Lawrencium-266 على 103 بروتون و 163 نيوترون ، مما يشير إلى أرقام سحرية غير مكتشفة حتى الآن يمكن استخدامها لتشكيل عناصر جديدة.

ما هي التكوينات التي قد تمتلك أرقام سحرية؟ تعتمد الإجابة على من تسأل ، لأنها مسألة حساب وليس هناك مجموعة قياسية من المعادلات. يقترح بعض العلماء أنه قد تكون هناك جزيرة استقرار حول 108 ، 110 ، أو 114 بروتون و 184 نيوترون. يقترح البعض الآخر نواة كروية تحتوي على 184 نيوترونًا ، لكن 114 أو 120 أو 126 بروتون قد تعمل بشكل أفضل. Unbihexium-310 (العنصر 126) هو "سحر مضاعف" لأن رقمه البروتوني (126) ورقم النيوترون (184) كلاهما رقم سحري. ومع ذلك ، تقوم بتدوير النرد السحري ، وتشير البيانات التي تم الحصول عليها من تجميع العناصر 116 و 117 و 118 إلى زيادة نصف العمر مع اقتراب العدد النيوتروني من 184.

يعتقد بعض الباحثين أن أفضل جزيرة للاستقرار قد تكون موجودة بأعداد ذرية أكبر بكثير ، مثل حول العنصر رقم 164 (164 بروتون). يبحث المنظرون في المنطقة حيث Z = 106 إلى 108 و N حوالي 160-164 ، والتي تبدو مستقرة بما فيه الكفاية فيما يتعلق بتحلل بيتا والانشطار.

على الرغم من أن العلماء قد يكونون قادرين على تكوين نظائر مستقرة جديدة للعناصر المعروفة ، إلا أننا لا نملك التكنولوجيا اللازمة لتجاوز 120 (العمل الجاري حاليًا). من المحتمل أن يحتاج مسرع الجسيمات الجديد إلى أن يكون قادرًا على التركيز على هدف بطاقة أكبر. سنحتاج أيضًا إلى تعلم كيفية صنع كميات أكبر من الثقل المعروف نويدات لتكون بمثابة أهداف لصنع هذه العناصر الجديدة.

المعتاد النواة الذرية تشبه كرة صلبة من البروتونات والنيوترونات ، لكن ذرات العناصر في جزيرة الاستقرار قد تأخذ أشكالًا جديدة. أحد الاحتمالات هو نواة على شكل فقاعة أو مجوفة ، مع تشكيل البروتونات والنيوترونات نوعًا من الصدفة. من الصعب حتى تخيل كيف يمكن لهذا التكوين أن يؤثر على خصائص النظائر. ثمة شيء واحد أكيد، مع ذلك... هناك عناصر جديدة لم يتم اكتشافها بعد ، لذلك سيبدو الجدول الدوري للمستقبل مختلفًا تمامًا عن الجدول الذي نستخدمه اليوم.