Otok stabilnosti je ono čudesno mjesto gdje je teško izotopi od elementi držati se dovoljno dugo da se može proučavati i koristiti. "Otok" je smješten u moru radioizotopa koji se tako brzo raspadaju u kćerne jezgre znanstvenicima je teško dokazati da je element postojao, a manje koriste izotop za praktične primjena.
Ključni koraci: otok stabilnosti
- otok stabilnosti "Područje periodičke tablice" odnosi se na područje periodične tablice koja se sastoji od super teških radioaktivnih elemenata koji imaju barem jedan izotop s relativno dugim poluživotom.
- model nuklearne ljuske koristi se za predviđanje lokacije "otoka", temeljeno na maksimiziranju energije vezanja između protona i neutrona.
- Vjeruje se da postoje izotopi na "otoku" "čarobni brojevi" protona i neutrona koji im omogućuju održavanje neke stabilnosti.
- Element 126, ako se ikada proizvede, vjeruje se da ima izotop s dovoljno dugim poluživotom da ga se može proučavati i potencijalno koristiti.
Povijest otoka
Glenn T. Seaborg skovao izraz "otok stabilnosti" u kasnim 1960-ima. Koristeći model nuklearne ljuske, predložio je punjenje energetskih razina dane ljuske optimalnim brojem
protoni i neutroni maksimizirao bi energija vezanja po nukleonu, dopuštajući da taj određeni izotop ima dulji Pola zivota od ostalih izotopa koji nisu imali ispunjene školjke. Izotopi koji ispunjavaju nuklearne školjke posjeduju ono što se naziva "čarobnim brojevima" protona i neutrona.Pronalazak otoka stabilnosti
Mjesto otoka stabilnosti predviđa se na temelju poznatog poluživota izotopa i predviđenog poluživota za elemente koji nisu primijećeni, na temelju izračuna koji se oslanjaju na elemente koji se ponašaju poput onih iznad njih na periodičnoj tablici (srodnike) i pokoravanje jednadžbama koje se odnose na relativističke efekte.
Dokaz da je koncept „otoka stabilnosti“ zvuk došao je kada su fizičari sintetizirali element 117. Iako se izotop 117 razgradio vrlo brzo, jedan od proizvoda njegovog lanca raspada bio je izotop zakorencijuma koji nikad ranije nije primijećen. Ovaj izotop, Lawrencium-266, pokazao je poluživot od 11 sati, što je izuzetno dugo za atom tako teškog elementa. Otprije poznati izotopi Lawrencijuma imali su manje neutrona i bili su manje stabilni. Lawrencium-266 ima 103 protona i 163 neutrona, što nagovještava još neotkrivene čarobne brojeve koji bi se mogli koristiti za stvaranje novih elemenata.
Koje konfiguracije mogu imati čarobne brojeve? Odgovor ovisi koga pitate, jer to je stvar izračuna i nema standardnog skupa jednadžbi. Neki znanstvenici tvrde kako bi mogao postojati otok stabilnosti oko 108, 110 ili 114 protona i 184 neutrona. Drugi predlažu da sferno jezgro ima 184 neutrona, ali 114, 120 ili 126 protona mogu najbolje funkcionirati. Unbihexium-310 (element 126) je "dvostruko čarobni", jer su njegov protonski broj (126) i broj neutrona (184) i magijski broj. Međutim, zavrtite čarobne kockice, podaci dobiveni sintezom elemenata 116, 117 i 118 upućuju na povećanje poluživota kako se broj neutrona približavao 184.
Neki istraživači vjeruju da najbolji otok stabilnosti može postojati na mnogo većim atomskim brojevima, poput broja elementa broj 164 (164 protona). Teoretičari istražuju područje na kojem Z = 106 do 108, a N iznosi oko 160-164, što se čini dovoljno stabilnim s obzirom na raspadanje beta i fisiju.
Izrada novih elemenata s otoka stabilnosti
Iako bi znanstvenici mogli formirati nove stabilne izotope poznatih elemenata, nemamo tehnologiju koja bi trebala prijeći gotovo 120 (posao koji je u tijeku). Vjerojatno će biti potrebno izgraditi novi akcelerator čestica koji bi se mogao fokusirati na cilj s većom energijom. Također ćemo morati naučiti kako napraviti veće količine poznatih teških nuklida poslužiti kao ciljevi za izradu ovih novih elemenata.
Novi oblici atomskog nukleusa
Uobičajeno atomsko jezgro nalikuje čvrstoj kugli protona i neutrona, ali atomi elemenata na otoku stabilnosti mogu poprimiti nove oblike. Jedna od mogućnosti bila bi jezgra u obliku mjehurića ili šuplje, pri čemu protoni i neutroni tvore svojevrsnu ljusku. Teško je čak i zamisliti kako takva konfiguracija može utjecati na svojstva izotopa. Jedno je sigurno, ipak... postoje novi elementi koji tek trebaju biti otkriveni, tako da će periodička tablica budućnosti izgledati vrlo različito od one koju danas koristimo.