Работы по синтезу химических элементов начались в СССР в Объединенном институте ядерных исследований в городе Дубна Московской области в лаборатории ядерных реакций под руководством Георгия Николаевича Флёрова. И по сей день это направление остаётся очень-очень важным в современной физике, так как каждый новый искусственный элемент - это новые знания о природе ядерной материи.
После Второй мировой войны американцы стали "щёлкать" новые элементы, как орешки, и к началу 50-х годов синтезировали восемь следующих за ураном (номер 92) химических элементов.
Флёров и Курчатов посоветовались и решили развивать эту область ядерной физики и продвигаться в область предельных условий. Работы были начаты на старом полутораметровом циклотроне. Сначала синтезировали сотый элемент. Курчатов решил, что направление перспективное, позвонил Арцимовичу и попросил того, сделать для группы Флёрова новый циклотрон. Он был заложен в 1957 году, а запущен в 1961 году. На нем стали ускорять ядра азота и бомбардировать ими америций, чтобы продублировать сто второй элемент.
Поясню, как подбираются пары веществ для синтеза новых. Номер элемента в таблице Менделеева определяется числом протонов в ядре. Когда сталкиваются ядро-снаряд и ядро-мишень, то они сливаются, образуя составное ядро. Протоны обобществляются. у азота 7 протонов, у америция - 95, значит при слиянии будет 102 протона в составном ядре.
Ядро-снаряд и ядро-мишень условные термины. Бомбардировке подвергается образец конечных размеров. Снаряды получают из нейтральных атомов обдиркой электронов. Так как ободрать электроны полностью не удается, то разгоняют ионы, но синтез идёт между ядрами.
К моменту, когда в СССР были начаты работы по синтезу 102 элемента американцы его уже получили, а затем синтезировали и 103. Поэтому в СССР стали активно работать над синтезом 104 элемента. Если брать снарядом азот, то в качестве мишени нужен берклий. А его в СССР не было. Поэтому группа Флёрова взяла в качестве ядра-снаряда неон (десятый элемент). Были выбраны пары снаряд-мишень: неон + уран=102, неон + нептуний=103, неон + плутоний=104. Элемент был синтезирован в 1964 году и получил название курчатовий, в честь уже умершего к тому времени Игоря Васильевича Курчатова. Сейчас у него правда другое название. Это был первый элемент, обнаруженный не по альфа-распаду, а по спонтанному давлению. Первые изотопы 104 элемента существовали десятые доли секунды, поэтому для определения химических свойств пришлось воспользоваться методикой экспрессного химического анализа чешского ученого Иво Звары. Американцы получили курчатовий в 1969 году, а в СССР уже в 1970 был синтезирован 105 химический элемент. (сначала нильсборий, сейчас -дубний).
Американцы стали оспаривать открытие 104 лемента сразу после публикации. Дело оказалось в следующем. Посмотрите на графики. На них по вертикальной шкале отложено время жизни различных изотопов.
На первой диаграмме верхний график построен для 98 элемента (калифорний). Он похож на округлую арку. Второй график построен для 100 элемента и уже похож на горную вершину. График жизни изотопов 102 элемента еще острее. Американский физик А. Гиорсо по этой закономерности построил предполагаемый график для 104 элемента (самый нижний), а то что было обнаружено в Дубне на график не попало.
Когда были синтезированы другие изотопы и построен достоверный график, то вообще оказалось, что график идет достаточно полого.
Сейчас известно, что пик есть и у графика резерфордия, только он находится в другом месте и Гиорсо неправильно экстраполировал графики. Вообще надо отметить, что так называемые "трансфермиевые войны" между СССР и США продолжались до 1997 года.
Сто четвертый элемент открыл новую группу химических элементов - трансактиноидов, с отличными свойствами ядерной материи.