Первая попытка

Как и все другие элементы тяжелее фермия, элемент №105 получен в ядерных реакциях с участием ускоренных тяжелых ионов. Первые опыты по синтезу 105-го элемента начались в Дубне в 1967 г. под руководством академика Г.Н. Флерова. Была выбрана реакция полного слияния ионов неона-22 (ускоренных на циклотроне до энергии около 120 МэВ) с америцием-243:

24395Am + 2210Ne → (265105)* → 260, 261105 + 4 – 510n.

По теоретическим оценкам известных американских ученых Гленна Сиборга и Виктора Вайолы, изотопы 260105 и 261105 должны быть альфа-излучателями. За очень короткое время (от 0,01 до 0,1 секунды) они должны были, испустив по альфа-частице (с энергией 9,4 .9,7 МэВ), превратиться в ядра 103-го элемента.

Этот элемент достаточно изучен: его изотопы с массой 255 и 256 «живут» 20 .30 секунд и тоже испускают альфа-частицы, превращаясь в ядра элемента №101 – менделевия. Вполне закономерно, что первые попытки идентифицировать элемент №105 сводились к установлению генетической связи альфа-частиц с новыми, не наблюдавшимися прежде характеристиками, с альфа-частицами, порожденными уже известным 103-м элементом.

К началу 1968 г. в результате длительных опытов удалось зарегистрировать около десяти случаев таких генетически связанных альфа-распадов. Новый короткоживущий излучатель давал альфа-частицы с энергией около 9,4 МэВ, что соответствовало предсказаниям теоретиков. С большой вероятностью это излучение можно было приписать элементу №105, однако наблюдавшийся эффект был очень мал и неустойчив, а теория не слишком надежна.

Для ядер с нечетным числом нуклонов ее прогнозы о времени жизни и энергии альфа-частиц всегда очень неопределенны. Если в ряду «четных» ядер (число протонов и число нейтронов – четные) эти свойства изменяются закономерно, то у «нечетных» картина совсем иная: исключений из правила почти столько же, сколько «правильных» ядер. Естественно, что неопределенность теоретических оценок затрудняет поиски «нечетных» элементов и изотопов.

Правда, кое в чем теория помогла. Она допускала, что превращение ядра элемента №105 в 103-й может идти несколько необычным путем. Испустив альфа-частицу, ядро со 105 протонами не сразу превращается в ядро 103-го элемента в основном его состоянии; может существовать некое промежуточное, возбужденное состояние образующихся дочерних ядер. Поэтому энергия испускаемых новыми ядрами альфа-частиц может оказаться меньше предсказанной теоретиками величины 9,4 .9,7 МэВ и составить всего 8,9 .9,2 МэВ. В силу этого обстоятельства время жизни ядер 105-го может оказаться в десятки раз больше, чем ожидалось . Из всего этого следовало, что так же внимательно, как область 9,4 .9,7 МэВ, нужно исследовать и другую, более низкую по энергиям часть спектра.

Здесь, видимо, надо объяснить, что это за спектры. Как и при многих других исследованиях, в ядерной химии получают не отдельные сведения, а спектры – полную картину разброса частиц по энергии. «Снимали» такие спектры и в дубненских экспериментах по синтезу элемента №105. Однако в опытах 1968 г. анализ части спектра ниже 9,4 МэВ был сильно затруднен из-за фона излучения, подобного искомому, но возникающего от побочных ядерных реакций. Альфа-излучатели образовывались на микропримесях свинца в материале мишени. Эти фоновые реакции более вероятны, чем главная, а ядерные свойства продуктов этих реакций весьма близки к ожидаемым для 105-го элемента. Опасны даже ничтожные примеси свинца. И урана тоже.

Гарантии, что этой микропримеси в мишенях нет, но было. Таким образом, хотя полученные в опытах 1968 г. результаты были близки к предсказанным, они, по мнению Г.Н. Флерова и большинства его сотрудников, не могли служить достаточным основанием для того, чтобы утверждать: элемент №105 уже открыт.

Видимо, нужно было идти другим путем. Но каким?

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru