Знакомьтесь: флеровий и ливерморий!
Миру официально представили два новых элемента Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.
Торжественная церемония присвоения наименований 114-му и 116-му элементам таблицы Менделеева, крестины, имянаречение, инаугурация двух сверхтяжелых элементов – как только ни называли это действо в СМИ и научной среде накануне. Тем не менее, как бы оно ни называлось на самом деле, его успешно провели в Центральном доме ученых Российской академии наук в минувшую среду, 24 октября.
Пожалуй, нельзя не упомянуть один факт временно́го характера. А именно: элемент №114 был получен в далеком уже 2000 году, а его «младший брат» под номером 116 – в чуть менее далеком, но все равно неблизком 2004-м. Не нужно быть ученым, чтобы подсчитать – с тех пор прошло соответственно 12 и 8 лет, которые, выражаясь фигурально, при взгляде на них сквозь призму бесконечности, возможно, не значат ничего, но применительно к человеческой жизни не такой уж маленький срок. А потому, с точки зрения обывателя, слишком уж много времени расходуется на отрезке «результат научный – результат официальный». Но, видимо, ничего лучше научное сообщество пока еще не придумало.
Вице-директор Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) Михаил Иткис, а вслед за ним и научный руководитель лаборатории ядерных реакций имени Г.Н. Флерова (ЛЯР ОИЯИ, г. Дубна Московской области) Юрий Оганесян кратко рассказали об истории сложного процесса синтеза изотопов новых элементов и доведению их «до ума». Эксперименты по созданию доселе неизвестных «жильцов» таблицы Менделеева проводились группой ученых ЛЯР, возглавляемой Ю. Оганесяном. В синтезе успешно «поучаствовал» изотоп кальция-48, который, пожалуй, смело можно назвать одним из «родителей» обоих элементов. В случае с элементом №114 пучком ионов кальция-48 на ускорителе бомбардировали мишени из плутония-242, а в случае с элементом №116 – кюрия-245. Ю. Оганесян подчеркнул, что кальций-48 – это особо редкий изотоп (в отличие от кальция-40, которого в природе много), один его грамм стоит 250 тысяч долларов. Также он рассказал, что в условиях лаборатории для достижения успешного результата – получения изотопов тяжелейших элементов, к числу которых относятся и «новички» таблицы Менделеева – приходится сталкивать массивные ядра элементов на огромных скоростях – до 1/10 скорости света. Однако оборудование позволяло создать для эксперимента надлежащие условия: на момент его проведения реактор, ускоритель и сепаратор – были лучшими в мире. Юрий Оганесян пояснил, что нуклиды «пролетают» мимо сепаратора за одну миллионную долю секунды. Поэтому, если период их жизни менее упомянутого отрезка времени, «увидеть» их просто невозможно.
Право торжественного объявления новых элементов выпало на долю президента Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) Тацуми Кацуюки. Он поздравил коллег с величайшим открытием и объявил, что 114-му элементу присвоено название «флеровий» (flerovium) – в честь Лаборатории ядерных реакций в Дубне – признанного лидера в области синтеза свертяжелых элементов – и лично ее создателя Георгия Флерова (на церемонии инаугурации элементов присутствовал его сын Николай). В свою очередь, 116-й элемент получил наименование «ливерморий» (livermorium) – в честь Ливерморской национальной лаборатории имени Э. Лоуренса (Калифорния, США), сотрудники которой принимали деятельное участие в синтезе атомов новых элементов. По словам Ю.Оганесяна, взаимодействие с американскими коллегами длится уже 22 года, десять из которых ушло на подготовительные работы, а двенадцать – непосредственно на исследования. Научные изыскания российских ученых были проведены при поддержке Минатома России, грантов Российского фонда фундаментальных исследований, а также с использованием материалов, предоставленных Всероссийским НИИ экспериментальной физики (город Саров) и американской стороной.
Интересно, что первоначально американские коллеги предлагали, помимо ливермория, и такие названия для новых элементов, которые увековечили бы в таблице Менделеева имена Леонардо да Винчи и Галилео Галилея. А россияне выдвигали в качестве возможных названий для 116-го элемента наименование «московий» – в честь Москвы. Переговоры на эту тему ученые из России и США вели в формате телеконференций. В итоге было решено остановиться на компромиссных вариантах – флеровий и ливерморий. В декабре 2011 года первооткрыватели внесли «кандидатуры» этих названий в ИЮПАК, а полгода спустя – в мае 2012-го – организация их одобрила. Соответствующее решение было опубликовано в июльском номере ее официального издания – «Pure and Applied Chemistry» («Чистая и прикладная химия»). За новыми элементами закреплены краткие обозначения Fl и Lv.
Живым, динамичным и насыщенным выступлением запомнился вице-президент РАН Сергей Алдошин. Он назвал синтез новых элементов ярким научным открытием. По мнению академика, это еще один шаг в изучении фундаментальных свойств материи, который значительно расширил границы знания человека о мире и имеет большое значение для современной науки. Открытие этих сверхтяжелых элементов, обладающих новыми и необычными химическими свойствами, сравнительно долгим временем жизни, подтвердило гипотезу отечественных и зарубежных ученых о существовании «острова стабильности». Оно позволяет по-новому осознать ряд проблем ядерной физики – это вопрос о границах стабильности ядерной материи, существование ядер с необычной структурой и их распад, изучение свойств сверхтяжелых металлов, электронов в сильных электрических полях и, конечно, химических свойств новых полученных элементов.
Отметим, что все элементы тяжелее урана, который в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева расположен под номером 92, синтезируют сегодня в ядерных реакторах и ускорителях. Ядра всех сверхтяжелых элементов очень неустойчивы и распадаются на более мелкие ядра и частицы за считанные доли секунды. Но в середине ХХ столетия физики разработали теорию, согласно которой ядра некоторых сверхтяжелых элементов могут иметь особую конфигурацию, позволяющую им существовать минуты, часы, дни и месяцы – речь идет об «острове стабильности» сверхтяжелых элементов.
С. Алдошин полагает, что синтез флеровия и ливермория в очередной раз подтвердил основополагающий закон периодичности свойств химических элементов – закон Д.И. Менделеева, гениальное творение русского ученого, наложившего печать на развитие всей химической науки.
«Поэтому с особой гордостью хочется подчеркнуть роль российских ученых в этом открытии, – сказал вице-президент РАН. – Их многолетняя кропотливая работа, талант, приверженность традициям научных школ принесли свои плоды. За десять последних лет, несмотря на тяжелое для российской науки время, в ЛЯР имени академика Г. Флерова под руководством академика Ю. Оганесяна – благодаря уникальному ускорительному комплексу, новым прецизионным ядерно-физическим установкам, способным исследовать редкие процессы образования и распада тяжелых ядер – были синтезированы шесть новых самых тяжелых элементов Периодической таблицы с атомными номерами от 113 до 118. А также – около 50 наиболее тяжелых изотопов известных элементов – от 104 до 112. Именно в Дубне удалось впервые поставить эксперименты и получить первые данные о химических свойствах этих новых сверхтяжелых элементов, которые позднее были подтверждены учеными Германии, США и других стран. Фактически открытия российских ученых-экспериментаторов сформировали новое научное направление – химию сверхтяжелых элементов».
Сегодня открытия подобного масштаба невозможны без тесной международной кооперации, уверен С. Алдошин. И ОИЯИ – пример такого международного сотрудничества. Это организация, объединившая для изучения физико-химических свойств материи научный потенциал восточноевропейских и азиатских государств, – членами ОИЯИ являются 18 стран. Причем их круг расширяется – интерес к совместным исследованиям растет. И это неслучайно. Ядерная физика выступает в качестве генератора идей, стимулирует не только другие естественные науки, но и технический прогресс в целом. Кооперация обусловлена и созданием сложнейшего уникального оборудования, на котором проводятся научные эксперименты. Открытость и международность является гарантией мирного использования ядерной энергии.
«Впереди еще много интересных научных работ и экспериментов, в частности связанных с проявлением очертаний острова стабильности, исследованием химических свойств новых элементов. Но новая яркая страница в историю мировой науки уже вписана», – резюмировал академик.
Открытие 114-го и 116-го элементов сыграет большую роль в продвижении науки, нормализации экономического баланса, предотвращении страшных катастроф, подобных Фукусиме, а также поможет уберечь мир от использования ядерного оружия – такую точку зрения высказал Вильям Гольдштейн из Ливерморской национальной лаборатории имени Э. Лоуренса.
Дубну знают во всем мире как обитель ядерных исследований, констатировал мэр города Ливермора Джон Марчанд. Недаром в 1997 году 105-й элемент таблицы Менделеева был назван в честь подмосковного наукограда дубнием. Глава американского города вручил почетные грамоты Дубне (в лице ее мэра Валерия Проха), Объединенному институту ядерных исследований (в лице вице-директора Михаила Иткиса) и РАН (в лице вице-президента Сергея Алдошина). Также Д. Марчанд сказал, что по профессии он – химик, и, прежде чем стать мэром, 35 лет жизни посвятил химии. «Чистая наука показывает нам, откуда мы произошли, и вдохновляет нас на то, какими мы можем быть», – такими словами закончил он свою речь.
Без сомнения, этот день стал радостным событием не только для всех участников экспериментов по синтезу новых элементов, но и для многих людей на всем Земном шаре. Однако жизнь на этом не приостанавливается, и эйфория не может быть вечной. Успех не окончателен, неудачи не фатальны, значение имеет лишь мужество продолжать – как тут не вспомнить эту знаменитую фразу. И ученые продолжают. Кудесники от науки из Дубны уже подали заявку в ИЮПАК на признание 113-го, 115-го, 117-го и 118-го элементов – все они были впервые синтезированы в Объединенном институте ядерных исследований. Science must go on…
Фото автора.
На фото:
1. Страна Изотопия: остров Стабильности в море Нестабильности. 2–3. Слайды из доклада академика Юрия Оганесяна, научного руководителя ЛЯР ОИЯИ. 4. Президент ИЮПАК Тацуми Кацуюки. 5. Вице-директор ОИЯИ Михаил Иткис и научный руководитель ЛЯР ОИЯИ Юрий Оганесян. 6. Вице-президент РАН академик Сергей Алдошин. 7. Заместитель директора Ливерморской национальной лаборатории имени Э.Лоуренса Вильям Гольдштейн. 8. Мэр Ливермора Джон Марчанд вручает почетную грамоту мэру Дубны Валерию Проху.
