Об открытии новых химических элементов

Опубликовано в еженедельнике ОИЯИ "Дубна"  № 1-2 (2016)

30 декабря 2015 года ИЮПАК выпустил официальный пресс-релиз, посвященный открытию новых химических элементов с атомными номерами 113, 115, 117 и 118. Официально объявлено, что ИЮПАК по результатам работы совместного комитета Международного союза теоретической и прикладной химии и Международного союза теоретической и прикладной физики утвердил открытие новых химических элементов Периодической таблицы Д.И.Менделеева с атомными номерами 113, 115, 117 и 118.

Приоритет в открытии признан:

113-й элемент - коллаборация института РИКЕН (Япония);

115 и 117-й элементы - коллаборация Объединенного института ядерных исследований (Дубна, Россия), Ливерморской национальной лаборатории (США) и Окриджской национальной лабораторией (США);

118-й элемент - коллаборация Объединенного института ядерных исследований (Дубна, Россия) и Ливерморской национальной лаборатории (США).

Синтез 115, 117 и 118-го элементов осуществлен в Дубне в ОИЯИ на ускорительном комплексе У-400 Лаборатории ядерных реакций имени Г.Н.Флерова в реакциях ускоренных ионов Са-48 с актинидными мишенями (америций-243 - 115-й элемент, берклий-249 - 117-й элемент, калифорний-249 - 118-й элемент). Позднее полученные в Дубне результаты были подтверждены учеными Германии (ГСИ, Дармштадт) и США (Беркли).

Ранее в 2011 году ИЮПАК признал за нашей коллаборацией с Ливерморской национальной лабораторией (США) приоритет в открытии 114 и 116-го элементов, которые получили названия: 114-й элемент - Flerovium, Fl; 116-й элемент - Livermorium, Lv.

Флеровий - в честь Лаборатории ядерных реакций имени Г.Н.Флерова ОИЯИ, являющейся признанным лидером в области синтеза сверхтяжелых элементов, и ее основателя выдающегося физика академика Г.Н.Флерова (1913-1990) - автора открытия нового вида радиоактивности спонтанного деления тяжелых ядер, основоположника ряда новых научных направлений, основателя и первого директора ЛЯР ОИЯИ, которая сейчас носит его имя.

Ливерморий (Livermorium, Lv) - в честь Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса и места ее расположения города Ливермор (штат Калифорния, США). Ученые Ливермора уже более 20 лет участвуют в проводимых в Дубне экспериментах по синтезу новых элементов.

В целом синтез 114-118-го элементов (признанный лидер данных работ - академик РАН Ю.Ц.Оганесян) явился первым экспериментальным открытием существования "островов стабильности" в области сверхтяжелых элементов, что имеет принципиальное фундаментальное значение для ядерной физики (исследование структуры ядра), химии (проверка основополагающего закона периодичности свойств химических элементов Д.И.Менделеева), для понимания одного из ключевых вопросов современной науки - образования тяжелых ядер (процесса нуклеосинтеза) и др.

Всего за последние 50 лет Периодическая таблица Д.И.Менделеева пополнилась 17 новыми элементами (102-118), из которых в ОИЯИ синтезировано 9, в том числе в последние 10 лет 5 наиболее тяжелых (сверхтяжелых) элементов Периодической таблицы.

Относительно названий новых 115, 117 и 118-го элементов.

В соответствии с правилами авторскому коллективу предложено направить в ИЮПАК предложение по названиям новых элементов.

Что касается 115-го элемента, наше предложение уже неоднократно анонсировалось - Московий в честь Московского региона в целом (Москвы и Московской области), где выполнены данные исследования, и руководство и организации которого всемерно способствовали их развитию (поддержка РАН, гранты Министерства образования и науки РФ, Росатома, РФФИ, губернаторов Б.В.Громова и А.Ю.Воробьева). Что касается 117 и 118-го элементов - на данный момент вопрос открыт и будет обсуждаться нами с нашими коллегами из Ливермора и Окриджа).

Относительно открытия 113-го элемента.

Реально впервые 113-й элемент (изотоп с массой 284 и временем жизни около 1 секунды) зарегистрирован в ОИЯИ в 2003 году в реакции кальция-48 с америцием- 243 как дочерний продукт распада изотопа 115-го элемента с массой 288.

Чуть позднее (в 2004) нашими коллегами из РИКЕН (Япония) группой профессора К.Морита осуществлен первый эксперимент по облучению мишени висмута-209 ускоренными ионами цинка-70, в котором был зарегистрирован изотоп 113-го элемента с массой 278 и временем жизни несколько миллисекунд. В целом эксперимент продолжался более 10 лет и суммарно было зарегистрировано всего 4 события синтеза нового элемента. В то же время в Дубне за этот период было зарегистрировано около 100 событий рождения элемента 113 и, более того, выполнены пионерские эксперименты по изучению его химических свойств. Факт синтеза изотопа 113 с массой 284 подтвержден в ГСИ (Германия) и Беркли (США). Эксперимент же наших японских коллег вряд ли кто повторит: получение миллисекундного изотопа с необходимым временем облучения несколько лет для получения одного ядра - малоперспективное занятие.

Однако комитет ИЮПАК-ИЮПАП признал приоритет за РИКЕН. Это несколько неожиданное для нас решение. Тем более в практике ИЮПАК достаточно прецедентов признания "совместного" приоритета (примеры: 103, 104 и 105-й элементы, авторство открытия которых отдано ОИЯИ (Дубна) и Беркли (США)). Мы рады за наших коллег из РИКЕН, тем более, что руководитель работ профессор К.Морита в определенной степени ученик Дубны, где он в ОИЯИ в течение достаточно длительного времени познавал "азы" синтеза новых элементов. Однако избранный учеными РИКЕН метод синтеза СТЭ себя полностью исчерпал, и сегодня они планируют будущие эксперименты только по предложенному в Дубне методу.

Мы уважаем решение ИЮПАК. Однако наше отношение к решению по 113-му элементу будет определено только после официального опубликования отчетов объединенной комиссии ИЮПАК-ИЮПАП и детального их изучения.

Перспективы развития работ по синтезу СТЭ.

На сегодня ОИЯИ является признанным мировым лидером в синтезе и изучении свойств новых сверхтяжелых элементов (СТЭ) Периодической таблицы Д.И.Менделеева. Однако научная конкуренция в данной области усиливается, и сегодня (с учетом полученных в ОИЯИ результатов) соответствующие программы приняты в Германии, Японии, КНР, Франции и США. Дальнейшее развитие данных исследований Объединенный институт связывает с созданием в ЛЯР ОИЯИ первой в мире Фабрики сверхтяжелых элементов на базе нового самого мощного в данной области энергий ускорителя тяжелых ионов с интенсивностью, в 10 раз превышающей достигнутую на сегодня, что позволит ставить задачи синтеза новых элементов с атомными номерами 119 и 120 и далее, т.е. первых элементов 8-го периода Периодической таблицы Д.И.Менделеева.