Химическая идентификация сверхтяжелых элементов по долгоживущим изотопам дубния

• Автор: Терешатов, Евгений Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. .

1.1. ВЕРХНЯЯГРАНИЦА СУЩЕСТВОВАНИЯ ЯДЕР i .

1.1.1. Методы синтеза трансактиноидных элементов.

1.1.2. Долгоживущие изотопы .

1.1.3. Перспективы синтеза новых элементов

1.2. СПОСОБЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ СИНТЕЗИРУЕМЫХ НУКЛИДОВ.

1.3. ВЛИЯНИЕ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭФФЕКТОВ НА СВОЙСТВА ТРАНСАКТИНОИДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

1.4. ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СВЕРХТЯЖЕЛЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ. .

1.4.1. Особенности изучения химических свойств единичных атомов.

1.4.2. Результаты i экспериментов по изучению химических свойств дубния в растворах
1.4.3. Химическая идентификация элемента как продукта распада элемента 5 в реакции Са 3Аш.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. .
2.1. ПОЛУЧЕНИЕ И ВЫДЕЛЕНИЕ БЕЗНОСИТЕЛЬНЫХ КОЛИЧЕСТВ РАДИОИЗОТОПОВЭЛЕМЕНТОВ ГРУППЫ 5.
2.2. СЕЛЕКТИВНОЕ ВЫДЕЛЕНИЕ И Та.
2.3. РАЗДЕЛЕНИЕ ГОМОЛОГОВ ДУБНИЯ
2.3.1. Катионообменное разделение .
2.3.2. Анионообменное разделение.
2.3.3. Экстракционнохроматографическое разделение
2.4. ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДУБНИЯ В I ЭКСПЕРИМЕНТАХ
2.4.1. Изучение химических свойств дубния с использованием
долгоживущего изотопа
2.4.2. Возможные схемы будущих экспериментов
выводы нб
ПУБЛИКАЦИИ .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Более детальный анализ теоретических и экспериментальных значений ядерных масс показал, что отклонения экспериментальных значений энергий ядерных связей от теоретических носят регулярный характер: они максимальны (самая большая энергия связи) при определенных "магических" числах протонов и нейтронов в ядре (рис. Используя терминологию атомной физики, магические числа в ядре соответствуют замкнутым протонным и нейтронным оболочкам. Позже Струтинским был предложен метод расчета оболочечных поправок к жидко-капельной энергии ядра [4]. В этом случае полная энергия ядра представляется как сумма макроскопической (жидко-капельной) энергии и микроскопической поправки, учитывающей оболочечные эффекты и парные корреляции нуклонов. Расчеты, проведенные в рамках макро-микроскопической модели, указывают на существование регулярных оболочечных явлений в деформированных ядрах. Эго дало возможность существенно улучшить точность в определении их масс и форм в основном состоянии. В противоположность широко распространенному мнению о том, что оболочечные эффекты исчезают с увеличением ядерной деформации, оказалось, что в сильнодеформированных ядрах происходит перераспределение нуклонов. Когда деформация становится более выраженной, оболочечные эффекты не исчезают, а изменяются, внося по-прежнему сильную коррекцию в потенциальную энергию ядра [5]. На основе этих данных в середине -х годов были сделаны предсказания о существовании "острова" стабильности сверхтяжелых элементов^ расположенных вблизи замкнутых оболочек Ъ = 4 и N = 4 [6]. Эти предсказания существенно стимулировали развитие работ по синтезу сверхтяжелых элементов, прогнозированию и изучению их химических свойств. Приведенная таблица 1 показывает к каким подгруппам Периодической системы Д. И. Менделеева должны принадлежать элементы второй сотни. Расположение элементов второй сотни в Периодической системе Д. У гг N1) Мо Тс Яи ЯЬ Ра а? Одним из способов синтеза изотопов элементов тяжелее урана являются реакции последовательного радиационного захвата нейтронов с последующим р-распадом. Энергия возбуждения таких компаунд-ядер составляет около 6-8 МэВ. Сегодня этот способ является практически единственным для получения весовых количеств изотопов элементов с Z = - 0 в высокопоточных ядер-ных реакторах. Некоторые изотопы элементов (3Ез и 5Рш) были получены в результате подземных термоядерных взрывов при практически мгновенном облучении исходного материала потоком нейтронов, интегральное значение которого достигало величин порядка - н/см2. Возможности метода по синтезу новых элементов с помощью нейтронного захвата ограничены недостаточной плотностью нейтронных потоков, малой вероятностью последовательного захвата большого числа нейтронов и (что наиболее важно) малыми периодами полураспада ядер с Z> 0. Поэтому попытки его использования для дальнейшего продвижения к области более тяжелых ядер больше не предпринимаются. Рис. Многие изотопы трансплутониевых элементов (ТПЭ) были получены путем реакций ядер мишени с легкими заряженными частицами - протонами, дейто-нами и а-частицами. В этом методе в процессе слияния в ядро-мишень вносится вся масса бомбардирующего ядра, что позволяет получать нейтроннодефицитные изотопы, не образующиеся при нейтронном облучении, и изотопы далеких ТПЭ. Существенным отличием реакций такого типа от реакций с нейтронами является наличие кулонов-ского барьера, который необходимо преодолеть заряженной частице для проникновения в ядро мишени. Величина барьера увеличивается с увеличением масс взаимодействующих ядер, что видно из таблицы 2. Переход образовавшегося возбужденного составного ядра в основное состояние будет протекать в основном через эмиссию нейтронов;и у-квантов. Поскольку в реакциях с протонами, дейтонами и а-частицами заряд синтезируемого ядра увеличивается по сравнению с исходным не более чем на 2 единицы, для получения по этим реакциям изотопов 2-го элемента необходимо иметь мишень из фермия. ПС, Ы, ' |, % Не) [8 - ]. Потенциальный барьер таких реакций значительно выше, чем в случае реакций с легкими частицами, как это видно из таблицы 3.