Популярная библиотека химических элементов (original) (raw)
Популярная библиотека химических элементов
Лоуренсий
| 103 | |
|---|---|
| Lr | 2 9 32 32 18 8 2 |
| ЛОУРЕНСИЙ | |
| [262] | |
| 5f146d17s2 |
Элемент №103 – последний актиноид. Последний – и самый труднодоступный. И наименее изученный. Самый долгоживущий изотоп этого элемента 260103 имеет период полураспада 3 ± 0,5 минуты.
Первое сообщение об этом элементе пришло из Беркли в 1961 г. В нем говорилось, что при облучении калифорниевой мишени ионами бора наблюдалась слабая альфа-активность с энергией 8,6 МэВ и периодом полураспада 8 ± 2 секунды. В работе приводился альфа-спектр, полученный при одном из многочисленных облучений. На спектре видна линия 8,6 МэВ, состоящая всего из 10...15 импульсов.
Существенно, что калифорниевая мишень (всего 3 мкг калифорния) не была моноизотопной. В «Радиохимическом словаре элементов», составленном известными французскими радиохимиками М. Гайсинским и Ж. Адловым (1965 г.), приведено уравнение ядерной реакции, по которой получали новый элемент:
250–25298Cf + 10–115B → 257103 + x_10_n.
Как видим, уравнение не отличается определенностью, но даже не это главное. В любой работе, цель которой получение нового радиоактивного элемента, самое важное и сложное – доказать, что обнаруженная активность обусловлена конкретным изотопом конкретного элемента. Для этого существует несколько хорошо зарекомендовавших себя методов: изучение зависимости эффекта от энергии бомбардирующих ионов; изучение продуктов распада новой активности; измерение углов вылета изучаемых ядер по отношению к направлению пучка бомбардирующих ионов...
В работе 1961 г. изучалась лишь зависимость выхода излучателя от энергии ионов бора. Эта зависимость оказалась такой, что она скорее отрицала, чем подтверждала предположение о том, что наблюдаемая активность принадлежит 103-му элементу.
Может быть, строгое доказательство образования атомов 103-го элемента дала химическая идентификация? Ничуть не бывало. В цитированном уже «Радиохимическом словаре элементов», авторов которого никак не заподозришь в предвзятости, черным по белому написано: «Химическую идентификацию провести не удалось». Тем не менее мир был широко оповещен, что в Беркли получен новый, 103-й элемент, названный лоуренсием – в честь изобретателя циклотрона, американского физика Эрнеста Лоуренса.
В Дубне элементом №103 начали заниматься лишь через четыре года после появления этой первой и, прямо скажем, не слишком убедительной публикации. При облучении америция-243 ионами кислорода-18 получили изотоп 256103 с периодом полураспада 35 ± 10 секунд. В 1966...1967 гг. были более детально изучены его радиоактивные характеристики, в частности сложный спектр альфа-излучения с энергией от 8,35 до 8,60 МэВ и ярко выраженным максимумом вблизи 8,42 МэВ. Затем были предприняты попытки получить и изотоп с массовым числом 257, описанный в работе 1961 г. Однако обнаружить изотоп 103-го элемента с периодом полураспада около 8 секунд и энергией альфа-частиц 8,6 МэВ так и не удалось ни в одной ядерной реакции, которая бы могла привести к образованию изотопа 257103.
| Массовое число изотопа | Реакция синтеза | Период полураспада, сек | Энергия, α-частиц, МэВ | Место и год открытия |
|---|---|---|---|---|
| 255 | 213Am (16О, 4_n_) 249Cf (10, 11B, 4–5_n_) | 20 22 ± 5 | 8,38 8,37 ± 0,02 | Дубна, 1969 Беркли, 1971 |
| 256 | 243Am(18O, 5_n_) 249Cf (11В, 3_n_) | 35 ± 10 31 ± 3 | 8,35 – 8,6 (8,42 max) | Дубна, 1965...1966 Беркли, 1971 |
| 257 | 249Cf (11B, 3_n_) | 0,6 ± 0,1 | 8,87 ± 0,02 | » |
| 258 | 249Cf (15N, α, 2_n_) 248Cm (15N, 5_n_) | 4,2 ± 0,6 | 8,62 ± 0,02 | » |
| 259 | 248Cm (15N, 4_n_) | 5,4 ± 0,8 | 8,45 ± 0,02 | » |
| 260 | 249Bk (18O, α, 3_n_) | 180 ± 30 | 8,03 ± 0,02 | » |
Узнав об этих результатах, физики из Беркли «провели ревизию своих данных». Было заявлено, что если 8 секунд живет не изотоп 257103, то, значит, образовывался другой изотоп этого элемента – с массовым числом 258 или 259.
Это, конечно, верно: 98 + 5 = 103, при слиянии ядер элементов №5 и 98 составное ядро со 103 протонами просто обязано образоваться. Но образовывались ли такие ядра в берклиевских опытах 1961 г.?
Очень может быть, что образовывались. Но доказательств тому, если не считать арифметики, явно недостаточно. Наблюдали какую-то неизвестную прежде активность, но реальных оснований приписывать ее элементу №103, прямо скажем, маловато...
Лишь в 1971 г. в журнале «Physical Review» появилась статья о синтезе в Беркли сразу нескольких изотопов 103-го элемента. Результаты этой работы не вызывают сомнений. Кстати, в ней полностью подтверждаются полученные в Дубне сведения об изотопе 256103. Свойства же изотопа 257103 оказались совсем иными, чем приписанные ему в 1961 г.: период полураспада не 8, а 0,6 ± 0,1 секунды, энергия альфа-частиц 8,37 ± 0,02 МэВ вместо 8,6.
Поэтому не должно удивлять, что авторы работы, выполненной в Дубне в 1965 г., с полным правом считают себя первооткрывателями элемента №103 и ставят вопрос о его переименовании. Они предлагают назвать элемент №103 резерфордием.
И в заключение несколько слов о химии элемента №103.
Первые химические эксперименты с несколькими сотнями таких атомов радиохимики Дубны провели в 1968 г. Физики получали изотоп 258103, атомы которого хлорировали в специальной колонке, и по дочерним (а на этот раз и «внучатым») продуктам судили о летучести образовавшегося хлорида. Летучесть, как и в случае с элементом №102, оказалась минимальной. Так было определено, что элемент №103 – последний актиноид.
Спустя два года американские радиохимики установили, что в водных растворах устойчивое окислительное состояние элемента №103 – 3+. Тем самым были подтверждены еще раз предпосылки теоретиков о четырнадцати радиоактивных элементах-аналогах.
О последнем актиноиде известно еще сравнительно немногое, но, вероятно, это дело времени.
Дата публикации:
22 февраля 2004 года