新超重元素打开元素周期表的第八周期

科技工作者之家  |   2020-04-28 07:50

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较小原子核(镍)与较大原子核(金)的融合。

《物理评论快报》杂志报道,日本理化研究所(RIKEN)的物理学家测定了大、小原子核之间的碰撞情况。这将对涉及超重元素的化学研究产生推动作用。

目前,在核物理学家面前有两大目标:第一个目标是拓展元素周期表的第八行。此前,科学家们已经制造出了前七行中的所有元素。合成重元素将开辟新的领域。另一个目标是在“超重核海洋”中找到“稳定岛”。

由于超重元素的质子数量很多,它的性质非常不稳定。例如,即便是最稳定的nihonium(含113个质子),其半衰期仅8秒,而不稳定的oganesson的半衰期甚至只有0.7毫秒。然而,科学家们认为,这种非稳态趋势有改变的可能性。他们推测,含有神奇数量的质子和中子的“魔力”原子核是存在的。能够长时间存在的超重元素可用于新的化学反应。

为了实现这些目标,研究人员需要确定如何最大限度地增加产生超重原子核的几率——合成一个原子需要三个多月时间。因此,他们必须弄清楚两个原子核在相互靠近时,受核势吸引而产生的排斥力。

RIKEN加速器科学中心的Taiki Tanaka等通过向大原子核(铯和铀)发射小原子核(氖、镁和钙),并测定其散射情况,测量了核势斥力。

他们发现,排斥势垒主要受较大原子核形变的影响。通过与已知超重元素产生的激发函数进行比较,将较小原子核发射向较大的形变原子核侧面,是产生新超重原子核的最有效策略。如果这一策略有效,那么较小原子核的最佳能量可通过测量较大原子核的排斥势垒确定——这只需要花费大约一天的时间。

Tanaka解释说:“通过系统研究,我们提出了一种新方法来估计合成新元素的最佳入射能量。”

Tanaka等计划用新方法制造新的超重元素。他说:“短期内,我们将尝试制造新的元素,例如119号和120号元素。在未来的10~20年内,我们希望抵达‘稳定岛’,但我们还不确定它在哪里。”

科界原创 

编译:雷鑫宇 

审稿:阿淼   

责编:唐林芳 

期刊来源:《物理评论快报》

期刊编号:0031-9007 

原文链接:

://phys.org/news/2020-04-superheavy-elements-eighth-period-periodic.html

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