Жизнь замечательных веществ

В соответствии с решением IUPAC приоритет в открытии элемента с номером 113 принадлежит Институту физико-химических исследований Японии (RIKEN). Элемент вполне закономерно стал называться нихонием (Nihonium, Nh) в честь самоназвания Страны восходящего солнца – Нихон.

Впервые японские исследователи сообщили о синтезе нихония методом холодного слияния ядер в 2004 году, а более убедительные доказательства своего открытия предоставили в 2012-м. За это время им удалось не только получить три ядра этого элемента с помощью бомбардировки мишени из висмута-208 ядрами цинка-70, но и изучить схему его распада, которая тоже довольно необычна для трансфермиевых элементов: нихоний претерпевает шесть последовательных α-распадов, в итоге превращаясь в менделеевий-254 («Journal of the Physical Society of Japan», 2012, 81, 103201, doi: 10.1143/JPSJ.81.103201).

²⁰⁸₈₃Bi + ⁷⁰₃₀Zn → ²⁷⁸₁₁₃Nh + ¹₀n

²⁷⁸₁₁₃Nh → ²⁵⁴₁₀₁Md + 6⁴₂He

Свою заявку на открытие нихония, который тогда еще назывался унунтрием, подавали также российские и американские физики-ядерщики. В 2004 году в результате совместного эксперимента, целью которого был синтез элемента № 115 с помощью горячего слияния ядер, физики из Объединенного института ядерных исследований в Дубне и Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии фиксировали среди продуктов последующего распада элемента № 115 другой нуклид нихония – ²⁸⁶₁₁₃Nh. В ходе совместной работы российской и американской исследовательской групп над этим проектом было обнаружено около сотни ядер элемента, в ядре которого содержится 113 протонов, к тому же нуклид ²⁸⁶₁₁₃Nh оказался более стабильным – время его жизни составляло в среднем 19,6 секунды.

Тем не менее, принимая решение о том, кому принадлежит пальма первенства в открытии неуловимого сто тринадцатого, комиссия IUPAP/IUPAC решила, что главное не количество экспериментов, а их качество – эксперименты японских физиков были признаны более чистыми и информативными. Полученные исследователями из RIKEN легкие изотопы нихония в ходе своего распада превращались в уже хорошо изученные нуклиды, например, борий-266, в то время как распады тяжелых изотопов Nh протекают с образованием новых, ранее не наблюдавшихся ядер, состав и строение которых еще требуют дополнительных доказательств.

Таким образом, элемент № 113 стал и первым химическим элементом, и первым искусственным элементом, название которому придумают ученые не из Европы и не из Америки. Еще в 2004 году после первого удачного эксперимента японские ядерщики предположили, что в случае успеха назовут этот элемент в честь своей страны, что, как мы видим, и получилось.

Надо отметить, что японским химиком удалось водрузить свой флаг в Периодической системе со второго раза, а первая попытка закрепиться в таблице Менделеева была сделана в начале ХХ века. В 1909 году профессор Токийского университета Масатака Огава заявил, что, анализируя минералы торианит, реинит и молибденит, обнаружил элемент № 43, который назвал «ниппонием» (nipponium, Np). Впоследствии стало ясно, что «экамарганец»-технеций, не имея стабильных изотопов, не может содержаться в земной коре и, как показали исследования 2004 года («Spectrochimica Acta Part B», 2004, 59, 1305–1310, doi: 10.1016/j.sab.2003.12.27), «ниппоний» Огавы – это на самом деле открытый еще в 1871 году рений.

Хотя IUPAC/IUPAP присудил первенство в открытии нихония японским физикам, специалистам из Дубны и их американским коллегам тоже есть чем гордиться, и они тоже приняли деятельное участие в придумывании названий для своих открытий. Приоритет в открытии элемента № 115 был присужден ученым из ОИЯИ, Ливерморской национальной лаборатории и Национальной лаборатории Ок-Ридж, которые в совместной работе получали ядра этого элемента, бомбардируя мишень из америция-243 ядрами кальция-48 («Physical Review C», 2005, 72, 3, 034611, doi: 10.1103/PhysRevC.72.034611). Среднее время жизни наиболее устойчивых нуклидов составляло 220 миллисекунд. Элемент № 115 получил название московий (Moscovium, Mc) в честь Московской области, где находится Объединённый институт ядерных исследований.

²⁴³₉₅Am + ⁴⁸₂₀Ca → ²⁸⁸₁₁₅Mc + 3 ¹₀n

Результаты синтеза московия были подтверждены контрольными экспериментами международной группы исследователей во главе с физиками из Университета Лунда (Швеция) и в Институте по изучению тяжелых ионов имени Гельмгольца (Дармштадт, Германия).

ОИЯИ, Ливерморская национальная лаборатория и Национальной лаборатории Ок-Ридж оказались первооткрывателями и «эка-астата» – элемента № 117. При его получении в качестве мишени для ядер кальция-48 был выбран берклий («Physical Review Letters», 2010, 104, 14, 142502, doi: 10.1103/PhysRevLett.104.142502). Ядра этого элемента в среднем жили около 50 миллисекунд. Существование сто семнадцатого элемента также подтвердилось в экспериментах Института по изучению тяжелых ионов имени Гельмгольца.

²⁴⁹₉₇Bk + ⁴⁸₂₀Ca → ²⁹³₁₁₇Ts + 4 ¹₀n