Химические элементы

В 1949 году США лишилась монополии на ядерное оружие, так как СССР провел испытания своей атомной бомбы. Отныне на Земле возникло две ядерные сверхдержавы. Немного отступая от темы, отметим, что «члены ядерного клуба» не очень любят, когда кто-то еще пытается разработать свое ядерное оружие и встать наравне с уже существующими сверхдержавами.

Монополия закончилась, поэтому возникло желание снова стать первым в обладании самого мощного оружия на Земле. США и СССР начали разработки по созданию водородной бомбы. Все работы проводились в состоянии абсолютной и строжайшей секретности. Как уже было сказано в рассказе про калифорний, США провели испытание ядерного устройства под названием Айви Майк. Но его сложно было использовать как бомбу, так как он был настолько тяжел, что ни один самолет не мог его поднять. Значит и угрозы он никакой не представлял.

Было посчитано, что через каждый квадратный сантиметр урана, из которого состояла бомба, прошло примерно 8 граммов нейтронов. А это очень много. Чтобы подобное повторить в обычном ядерном реакторе, потребуется около ста лет.

Ученые проводили химические исследования радиоактивных продуктов. Исследовали воздух из ядерного гриба и почву с близлежащих островов. Были переработаны тонны грунта для извлечения из них актиноидов и лантаноидов, так как они имеют схожие свойства. Затем их разделяли методом ионообменной хроматографии. В результате был обнаружен новый элемент, названный эйнштейнием.

Эйнштейн — величайший ученый всех времен. Его знаменитую формулу E = mc² знают люди, даже далекие от физики. Поэтому новый элемент назвали в честь Эйнштейна — автора закона, лежащего в основе всей ядерной энергетики.

Также, как и калифорний, эйнштейний можно производить в специальных ядерных реакторах. Но вот занимает этот процесс годы, а не доли секунд, как в случае с ядерным взрывом. Правда плюсом является тот факт, что эйнштейний в этом случае не разбросан по площади в тысячи квадратных километров.

В главе про калифорний мы отмечали, что он является «тупиком» при получении более тяжелых элементов теми способами, что применялись на то время. Поэтому ученые стали искать новые и усовершенствовать старые методы по синтезу сверхтяжелых элементов. Перспективным методом оказался метод тяжелых ионов. Если раньше на ускорителях частиц мишени обстреливали легкими ионами типа гелия, то сейчас решили брать что-то потяжелее.

Для синтеза эйнштейния на ускорителе частиц стали облучать мишени из урана и плутония ионами золота, кислорода, углерода и других элементов. Например, в Дубне облучали изотоп ²³⁸U ионами золота и получили изотопы 245, 246 и 247 эйнштейния.

Хотя изотопы эйнштейния имеют малое время жизни, они нашли свое применение. Их стали использовать в качестве мишеней для синтеза еще более тяжелых трансурановых элементов. Так, например, из одного из изотопов эйнштейния впервые получили 101 элемент, названный менделевием.

Фермий

Из названия уже понятно, что элемент назван в честь великого физика Энрико Ферми. Как и предыдущие элементы, фермий был открыт совершенно случайно, в продуктах термоядерного взрыва. В первые три года открытие новых элементов было засекречено, так как работы велись по созданию самой мощной бомбы в истории человечества. Но еще до того, как данные об их открытии были рассекречены, фермий был получен на мощном ядерном реакторе в штате Айдахо в США.

Было установлено, что время жизни самого тяжелого изотопа ²⁵⁸Fm составляет всего 380 миллионных долей секунды. Это настолько мало, что сложно вообразить. Также ученые снова столкнулись с небольшим тупиком. Оказалось, что в ядерных взрывах и ядерных реакторах невозможно получить следующие элементы таблицы Менделеева. Встал вопрос: неужели возможно существование только ста элементов? Но ученые нашли выход из сложившейся ситуации при помощи ускорителей частиц.

Как и все актиноиды фермий имеет основную валентность III. И лучше всего изучено химическое поведение фермия в ионообменных колонках (приборы для проведения ионного обмена между раствором и ионнообменной смолой). В живую никто и никогда не видел слиток фермия, так как работы велись только с невесомыми и невидимыми глазом количествами, которые можно было обнаружить только по радиоактивности.

Менделевий

Первые девять трансурановых элементов были получены и исследованы американскими учеными. Менделевий открыли в 1955 году в Радиационной лаборатории Калифорнийского университета. Данный элемент интересен только тем, что ученым удалось получить элемент, порядковый номер которого больше 100. Почти десять лет такой синтез и метод идентификации нового элемента считались вершиной мастерства в физике и химии.

Глен Сиборг говорил, что новый элемент назван в знак признания заслуг великого русского химика Дмитрия Ивановича Менделеева, который использовал периодический закон для предсказания химических свойств неоткрытых элементов. Именно эти принципы легли в основу открытия большинства трансурановых элементов.