A stabilitás szigete
Az ólmon túli kémiai elemek radioaktívak, és nincsenek stabil izotópjaik. Ez azt jelenti, hogy más elemekre bomlanak. A plutónium kivételével felezési idejük néhány perc és másodperc közötti. Van egy elmélet a fizikában, amely szerint a rövid felezési idejű elemek után lesznek olyanok, amelyeknek hosszabb a felezési idejük. Ezeket általában stabilitási szigeteknek nevezik. Ezeknek az elemeknek várhatóan lesznek olyan izotópjai, amelyeknek a felezési ideje néhány perces tartományban van. A hipotézis szerint az atommag "héjakra" épül, hasonlóan az atomok sokkal nagyobb elektronhéjainak szerkezetéhez. Mindkét esetben a héjak nem mások, mint egymáshoz viszonylag közel elhelyezkedő kvantum energiaszintek csoportjai. A két különböző héjban lévő kvantumállapotok energiaszintjeit viszonylag nagy energiarés választja el egymástól. Amikor tehát a neutronok és protonok száma teljesen kitölti az atommag egy adott héjának energiaszintjeit, a nukleononkénti kötési energia elér egy helyi maximumot, és így az adott konfiguráció hosszabb élettartamú lesz, mint a közeli izotópoké, amelyek nem rendelkeznek kitöltött héjakkal.
A töltött héjban a neutronok és a protonok "mágikus száma" lenne. A neutronok egyik lehetséges mágikus száma a gömbmagok esetében 184, és néhány lehetséges megfelelő protonszám a 114, 120 és 126 - ami azt jelentené, hogy a legstabilabb gömbmag izotópok a Flerovium-298, az unbinilium-304 és az unbihexium-310 lennének. Különösen figyelemre méltó az Ubh-310, amely "kétszeresen mágikus" lenne (a 126-os protonszám és a 184-es neutronszám egyaránt mágikusnak tekinthető), és így a legvalószínűbb, hogy nagyon hosszú felezési idővel rendelkezik. (A következő könnyebb, kétszeresen mágikus gömbmag az ólom-208, a legnehezebb stabil atommag és a legstabilabb nehézfém).
A legújabb kutatások szerint a nagy magok deformálódnak, ami a mágikus számok eltolódását okozza. A hasszium-270-ről most úgy vélik, hogy egy kétszeresen mágikusan deformált atommag, a 108-as és a 162-es mágikus számok deformálódtak. Féléletideje azonban csak 3,6 másodperc.
Olyan izotópokat állítottak elő, amelyekben elég proton van ahhoz, hogy a stabilitás szigetére telepítsék őket, de túl kevés neutron van ahhoz, hogy a sziget külső "partjain" is elhelyezzék őket. Lehetséges, hogy ezek az elemek szokatlan kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, és ha megfelelő élettartamú izotópjaik vannak, akkor különböző gyakorlati alkalmazásokra (például részecskegyorsítók célpontjaiként és neutronforrásként is) rendelkezésre állnának.
Periódusos rendszer, amelyben az elemek a legstabilabb izotópjuk felezési ideje szerint vannak színezve. Stabil elemek. Négymillió évnél hosszabb felezési idejű radioaktív elemek. 800 és 34 000 év közötti felezési idő. 1 nap és 103 év közötti felezési idő. Egy perc és 1 nap közötti felezési idő. Egy percnél rövidebb felezési idő.
Kérdések és válaszok
K: Milyen elemek vannak az ólomon túl?
V: Az ólmon túli elemek radioaktívak, és nincsenek stabil izotópjaik.
K: Mi az az elmélet a fizikában, amely megmagyarázza, hogy egyes elemeknek miért van hosszabb felezési idejük?
V: A fizikai elmélet szerint a rövid felezési idejű elemek után több olyan elem következik, amelyeknek hosszabb a felezési idejük, ezeket stabilitási szigeteknek nevezik. Ennek az az oka, hogy amikor a neutronok és protonok száma teljesen kitölti az atommag egy adott héjának energiaszintjeit, a nukleononkénti kötési energia elér egy helyi maximumot, és így az adott konfiguráció hosszabb élettartamú lesz, mint a közeli izotópoké.
K: Mik a gömb alakú atommagok mágikus számai?
V: A gömbi atommagok mágikus számai a 184-es neutronszám és a 114-es, 120-as és 126-os protonszám. Ezek azt jelentenék, hogy a legstabilabb gömbi izotópok a flerovium-298, az unbinilium-304 és az unbihexium-310 lennének.
K: A hasszium-270-ről úgy gondolják, hogy kétszeresen mágikus?
V: Igen, a hasszium-270-ről úgy vélik, hogy kétszeresen mágikus deformált atommag, a 108-as és a 162-es deformált mágikus számokkal.
K: Milyen hosszú a felezési ideje?
V: A felezési ideje 3,6 másodperc.
K: Vannak gyakorlati alkalmazásai ezeknek az elemeknek?
V: Igen, ha megfelelő élettartamú izotópjaik vannak, akkor potenciálisan felhasználhatók különböző gyakorlati alkalmazásokban, például részecskegyorsítók célpontjaiként vagy neutronforrásként.
