Со времени открытия Д.И. Менделеевым периодического закона прошло уже больше 100 лет. Все известные на тот момент 63 химических элемента легко раскладывались в удобную таблицу. Начинался каждый период щелочным металлом, а заканчивался инертным газом. Это правило действовало и для всех вновь открываемых элементов, которые в природе существуют до 92 порядкового номера (Уран).
Следующие за ним химические элементы называются трансурановыми и либо не существуют в природе, либо присутствуют в виде следов. Например, плутоний может быть наработан в атомном реакторе в процессе бомбардировки ядер урана нейтронами, а затем выделен химическим методом в металлический порошок. Остальные же элементы существуют непродолжительное время и распадаются на стабильные ядра с испусканием альфа-частиц или электронов.
Уникальный кальций-48
Все полученные в последнее время сверхтяжелые элементы были обнаружены в ходе бомбардировки ядрами этого изотопа специальных мишеней. Кальций-48 – это очень редкий изотоп, который нарабатывается комбинатом «Электрохимприбор» на установке СУ-20. Она использовалась при наработке материала для первой советской термоядерной бомбы. Мишени из актинидов (калифорний, америций и другие) готовят в НИИ Атомных реакторов в Дмитровграде. Далее изотоп кальция разгоняется до скорости 0,1 С. Это возможно на ускорителе в Дубне, также известном как ОИЯИ (Объединенный институт ядерной физики) под руководством академика РАН Ю. Оганесяна.
В результате слияний ядер актинидов и кальция-48 синтезированы последние 5 элементов до 118 номера включительно. Номеру 115 было присвоено название Московий (Мс), а 118 – Оганесон ( Og ) в честь места получения и фамилий ученого получившего эти элементы.
Что дальше?
118-м номером заканчивается период химической системы Менделеева. Следующий 119 будет начинать уже новый период и свойства этих элементов могут существенно отличаться от короткоживущих актинидов предыдущего периода. Проблема получения новых элементов заключается в использовании стабильных изотопов с массой ядер больше чем у кальция. Все последующие изотопы, например, железо-54 нестабильны и не могут использоваться в ускорителе.
В 2021 году ОИЯИ планирует изучить свойства уже открытых элементов, чтобы понимать где искать новые сверхтяжелые элементы. Основой исследования станет циклотрон DC -280 в г. Дубна, вокруг которого создана целая «фабрика сверхтяжелых элементов». Не исключено, что в ближайшие годы Россия сможет представить миру новый элемент с порядковым номером 119.