Большая Советская энциклопедия II

ТРАНСУРАНОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

химические элементы, расположенные в периодической системе элементов (См. Периодическая система элементов) Д. И. Менделеева за Ураном, то есть с атомным номеромZ≥ 93. Известно 14 Т. э. Из-за относительно высокой скорости их радиоактивного распада Т. э. в заметных количествах не сохранились в земной коре. Возраст Земли около 5․109лет, а Период полураспадаT1/2наиболее долгоживущих изотопов Т. э. меньше 107лет. За время существования Земли Т. э., возникшие в процессе нуклеосинтеза, либо полностью распались, либо их количество резко уменьшилось (до 1012раз). В природных минералах найдены микроколичества244Pu — наиболее долгоживущего Т. э. (T1/2Трансурановые элементы 8․106лет), который, возможно, сохранился на Земле с момента её формирования. В урановых рудах обнаружены следы237Np (T1/2Трансурановые элементы 2,14․106лет) и239Pu (T1/2Трансурановые элементы 2,4․104лет), которые образуются в результате ядерных реакций с участием ядер U.
Первые Т. э. были синтезированы в начале 40-х гг. 20 в. в Беркли (США) группой учёных под руководством Э. Макмиллана и Г. Сиборга, удостоенных Нобелевской премии за открытие и изучение этих элементов. Известно несколько способов синтеза Т. э. Они сводятся к облучению мишени потоками нейтронов или заряженных частиц. Если в качестве мишени используется U, то с помощью мощных нейтронных потоков, образующихся в ядерных реакторах (См. Ядерный реактор) или при взрыве ядерных устройств, можно получить все Т.э. до Fm (Z= 100) включительно. Процесс синтеза состоит либо в последовательном захвате нейтронов, причём каждый акт захвата сопровождается увеличением массового числаА, приводящим к β-распаду и увеличению заряда ядраZ, либо в мгновенном захвате большого числа нейтронов (взрыв) с длинной цепочкой β-распадов. Возможности этого метода ограничены, он не позволяет получать ядра сZ> 100. Причины — недостаточная плотность нейтронных потоков, малая вероятность захвата большого числа нейтронов и (что наиболее важно) очень быстрый радиоактивный распад ядер сZ> 100.
Элемент сZ= 101 (Менделевий) был открыт в 1955 при облучении25399Es (эйнштейния) ускоренными α-частицами. Пять элементов сZ> 101 были получены на ускорителях заряженных частиц [циклотрон Объединённого института ядерных исследований (См. Объединённый институт ядерных исследований) (ОИЯИ; Дубна, СССР) и линейный ускоритель тяжёлых ионов «Хайлак» (Беркли, США)] в ядерных реакциях с ускоренными тяжёлыми ионами. Определяющий вклад в эти работы внесли группа учёных под руководством Г. Н. Флёрова (Дубна) и группа Г. Сиборга — А. Гиорсо (Лаборатория им. Лоуренса, Беркли). Существенные результаты были получены также в Окриджской национальной лаборатории США.
Для синтеза далёких Т. э. используется два типа ядерных реакций — слияния и деления. В первом случае ядра мишени и ускоренного иона полностью сливаются, а избыточная энергия образовавшегося возбуждённого составного ядра снимается путём «испарения» нейтронов. При использовании ионов С, О, Ne и мишеней из Pu, Cm, Cf образуется сильно возбуждённое составное ядро (энергия возбуждения Трансурановые элементы 40—60Мэв). Каждый испаряемый нейтрон способен унести из ядра энергию в среднем порядка 10—12Мэв, поэтому для «остывания» составного ядра должно вылететь до 5 нейтронов. С испарением нейтронов конкурирует процесс деления возбуждённого ядра. Для элементов сZ= 104—105 вероятность испарения одного нейтрона в 500—100 раз меньше вероятности деления. Это объясняет малый выход новых элементов: доля ядер, которые «выживают» в результате снятия возбуждения, составляет всего 10—8—10—10от полного числа ядер мишени, слившихся с частицами. В этом кроется причина того, что за последние 20 лет синтезировано всего 5 новых элементов (Z= 102—106).
В ОИЯИ разработан новый метод синтеза Т. э., основанный на реакциях слияния ядер, причём в качестве мишеней используются плотно упакованные устойчивые ядра изотопов Pb, а в качестве бомбардирующих частиц сравнительно тяжёлые ионы Ar, Ti, Cr. Избыточная энергия ионов расходуется на «распаковку» составного ядра, и энергия возбуждения оказывается низкой (всего 10—15Мэв). Для снятия возбуждения такой ядерной системы достаточно испарения 1—2 нейтронов. В итоге получается весьма заметный выигрыш в выходе новых Т. э. Этим методом был осуществлен синтез Т. э. сZ= 100,Z= 104 иZ= 106.
В 1965 Флёров предложил использовать для синтеза Т. э. вынужденное деление ядер под действием тяжёлых ионов. Осколки деления ядер под действием тяжёлых ионов имеют симметричное распределение по массе и заряду с большой дисперсией (следовательно, в продуктах деления можно обнаружить элементы сZзначительно, большим, чем половина суммыZмишени иZбомбардирующего иона). Экспериментально было установлено, что распределение осколков деления становится шире по мере использования всё более тяжёлых частиц. Применение ускоренных ионов Xe или U позволило бы получить новые Т. э. в качестве тяжёлых осколков деления при облучении урановых мишеней. В 1971 в ОИЯИ были ускорены ионы Xe с помощью 2 циклотронов, которыми облучалась урановая мишень. Результаты показали, что новый метод пригоден для синтеза тяжёлых Т. э.
Т. э. испытывают все виды радиоактивного распада. Однако Электронный захват и β-распад — процессы относительно медленные, и их роль становится небольшой при распаде ядер сZ> 100, имеющих короткие времена жизни относительно α-распада и спонтанного деления. По мере утяжеления элемента конкуренция между спонтанным делением и (β-распадом становится всё более заметной. Нестабильность относительно спонтанного деления, очевидно, определяет границу периодической системы элементов. Если период полураспада для спонтанного деления92U Трансурановые элементы 1016лет, для94Pu Трансурановые элементы 1010лет, то для100Fm он измеряется часами, для 104-го элемента — секундами (см. Курчатовий), для 106-го элемента — несколькимимсек. О химических свойствах Т. э. (доZ= 104) и строении их электронных оболочек см. в ст. Актиноиды.
Теоретическое рассмотрение показывает, что возможно существование очень тяжёлых ядер, имеющих повышенную стабильность относительно спонтанного деления и α-распада. «Остров стабильности» должен располагаться вблизи магического ядра (См. Магические ядра), у которого число протонов 114, а число нейтронов 184. Если гипотетическая область стабильности окажется реальной, то границы периодической системы элементов существенно расширятся. Ведутся поиски экспериментальных путей для проникновения в эту область элементов. Получить 114 протонов в новом ядре сравнительно легко, а 184 нейтрона — трудно. Причём отступление от магического числа 184 даже на несколько единиц резко понижает устойчивость ядра к спонтанному делению.
Расчёты барьеров деления и времён жизни сверхтяжёлых элементов привели к выводу, что некоторые сверхтяжёлые элементы могут иметь период полураспада около 108лет и их микроколичества могли сохраниться на Земле до нашего времени. В 1968 под руководством Флёрова начаты поиски сверхтяжёлых элементов в природе. Исследуются земные минералы, продукты извержения вулканов, геотермальные воды, а также объекты, способные к аккумуляции тяжёлой компоненты космических лучей (См. Космические лучи) (железо-марганцевые конкреции со дна океанов, илы донных отложений озёр и морей, метеориты, породы лунного регалита). Изучают образцы, в которых, согласно теоретическим представлениям, могут содержаться химические элементы сZ> 108. Одновременно ведутся исследования с помощью ускорителей многозарядных ионов.
Лит.:Флёров Г. Н., Звара И., Химические элементы второй сотни. Сообщения ОИЯИ Д7-6013, [Дубна, 1971]: Флёров Г. Н., Поиск и синтез трансурановых элементов, в кн.: Peaceful uses of atomic energy, N. Y. — Vienna, v. 7, 1972, p. 471; Радиоактивные элементы Po — (Ns) — …, под ред. И. В. Петрянова-Соколова, М., 1974.
Г. Н. Флёров, В. А. Друин.

  1. трансурановые элементы—от трансi и уран i хим. радиоактивные элементы располож. в периодич. системе Менделеева после урана и имеющие атомные номера Z больше . Из них элементы с Z от до относя...Большой энциклопедический политехнический словарь
  2. трансурановые элементы—химические элементы расположенные впериодической системе после урана т. е. с атомным номером Z .Известно трансурановых элементов. Все они синтезированы с помощьюядерных ...Большой энциклопедический словарь II
  3. трансурановые элементы—ТРАНСУРАНОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ химические элементы расположенные в периодической системе после урана т. е. с атомным номером Z . Известно трансурановых элементов. Все они синтез...Большой энциклопедический словарь III
  4. трансурановые элементы—ТРАНСУРАНОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ химические элементы расположенные в периодической системе после урана т. е. с атомным номером Z . Известно трансурановых элементов. Все они синте...Большой Энциклопедический словарь V
  5. трансурановые элементы—хим. элементы расположенные в периодич. системе после урана т. е. с ат. н. Zgt.i Все они синтезированы с помощью ядерных реакций в природе обнаружены только микроколичест...Естествознание. Энциклопедический словарь
  6. трансурановые элементы—химические радиоактивные элементы расположенные в периодической системе после урана т.е. с атомного номера и выше. Известно трансурановых элементов все они получены иск...Иллюстрированный энциклопедический словарь
  7. трансурановые элементы—ТРАНСУРАНОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫstrong элементы атомный номер которых больше атомного номера УРАНА . Из них наиболее известны элементы группы актиноидов атомные номера от до . Все...Научно-технический энциклопедический словарь
  8. трансурановые элементы—lments transuraniens...Политехнический русско-французский словарь
  9. трансурановые элементы—transuranic elements...Русско-английский химический словарь
  10. трансурановые элементы—elementi transuranici...Русско-итальянский политехнический словарь
  11. трансурановые элементы—Transurane...Русско-немецкий политехнический словарь
  12. трансурановые элементы—Transurane...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
  13. трансурановые элементы—Transurane...Русско-немецкий химический словарь
  14. трансурановые элементы—lments transuraniens...Русско-французский словарь по химии
  15. трансурановые элементы—трансурановые элементы трансураны см.em транс. уран радиоактивные хим. элементы расположенные после урана в периодической системе элементов Менделеева тые элементы не с...Словарь иностранных слов русского языка
  16. трансурановые элементы—ТРАНСУРАНОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ химические радиоактивные элементы расположенные в периодической системе после урана т.е. с атомного номера и выше. Известно трансурановых элемент...Современная энциклопедия
  17. трансурановые элементы—ТРАНСУРАНОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ химические элементы расположенные в периодической системе после урана т. е. с атомным номером Z . Известно трансурановых элементов. Все они синтез...Современный энциклопедический словарь
  18. трансурановые элементы—Transuranium elements химические элементы с атомными номерами больше члены актинидного ряда. В периодической системе элементов расположены после урана. Получены искусств...Термины атомной энергетики
  19. трансурановые элементы—химич. элементы с ат. номером Zgt расположенные в периодич. системе элементов за ураном. Известно Т. э. Изза относительно малого времени жизни Т. э. не сохранились в зем...Физическая энциклопедия
  20. трансурановые элементы—хим. элементы с ат. номерами Zigt расположенные в периодич. системе элементов за ураном. Т. э. испытывают радиоакт. распад. Изза относительно малого времени жизни они не ...Физическая энциклопедия
  21. трансурановые элементы—хим. радиоактивные элементы расположенные в периодич. системе после урана т. е. с ат. н. Z. Известно Т. э. Все они синтезированы с помощью ядерных рций в природе обнаруж...Химическая энциклопедия
  22. трансурановые элементы—ТРАНСУРАНОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ химические элементы расположенные в периодической системе после урана т. е. с атомным номером Z . Известно трансурановых элементов. Все они синте...Энциклопедический словарь естествознания
  23. трансурановые элементы—[transuranium elements] группа всех химических элементов следующих в Периодической системе за U. из них от Np до Lr относят к актинидам а элементы с атомными номерами g...Энциклопедический словарь по металлургии