Когда в 1869 году Дмитрий Иванович Менделеев создавал свою Периодическую таблицу химических элементов, ставшую ключевым ориентиром для исследователей и химиков, он, в отличие от других исследователей, исходил из того, что на основе периодического изменения физических и химических свойств элементов, многие из них еще не открыты. Он расположил их, как тогда говорили, в порядке возрастания атомного веса и сгруппировал соответственно их исходным свойствам. Таким образом, в изначальной таблице оставалось приличное количество пустых ячеек. В наши дни в ней уже таковых не осталось. И без преувеличения можно сказать, что дольше всего искали элемент, в атомном ядре которого 43 протона.
43-й элемент
Сначала его искали в марганцевых рудах и минералах, поскольку сам Менделеев назвал его экамарганцем, предполагая, что этот элемент будет химическим аналогом марганца и некоторых платиновых металлов, обладая схожими свойствами. Со временем стало очевидно, что сходств не так уж и много, и разумнее их искать в молибденовых рудах и сырой платине. Но в 1934 году обнародовали две теоретические работы, утверждающие, что 43-й элемент нельзя найти вообще ни в каких рудах.
Это было так называемое «правило запрета», практически одновременно сформулированное советским химиком Щукаревым и немецким физиком Маттаухом. Забегая вперед, скажем, что элемент под номером 43 все же обнаружили в 1952 году, но восемнадцатью годами ранее его создали искусственно. Сделали это итальянцы Эмилио Сегре и Карло Перрье. Первому покоя не давали поиски новых элементов и эксперименты с радиоактивностью.
В 1936 году Сегре даже в Америку поехал за куском молибдена, облученном в циклотроне. Он был ему нужен для своего ускорителя заряженных частиц, и уже в 1937 году при бомбардировке этой молибденовой пластинки дейтронами была обнаружена неизвестная прежде активность. После многочисленных опытов на определение ее носителя и исключение уже известных элементов, стало понятно, что они нашли новый элемент, который должен стоять в Периодической таблице под номером 43.
Космический технеций
Но так как этот элемент был получен искусственным путем, то назвали его Технеций. Сейчас его получают в ядерных реакторах из осколков деления урана-235. Это очень редкий и крайне дорогой металл. Широко применяется в ядерной медицине для исследований внутренних органов и компьютерной томографии. Так почему же Технеций не могли найти в природе? И где все-таки нашли?
Дело в том, что технеций возникает исключительно в результате радиоактивных процессов, и в очень малых количествах. А затем он крайне быстро распадается. В отличие от углерода, все изотопы технеция радиоактивны, то есть разбалансированы и нестабильны. Стабильного атома технеция нет. Какие-то изотопы распадутся за несколько часов, а какие-то за 4 миллиона лет.
Скачать мобильное приложение SFERA:
🇷🇺Rustore
🤖Android
🍎iOS
SFERA — это мессенджер, социальная сеть, сервис знакомств, поиск новых друзей, поиск работы/сотрудников, видеосервис и многое другое. Всё бесплатно и без рекламы. Мы за развитие, мы для думающих людей и мы против деградации.
В 1952 году естественный Технеций все же обнаружили, но не в природе, а в космосе. Астроном Пол Меррил провел спектроскопическое исследование звезд S-класса, красных гигантов, находящихся в последней фазе своей жизни. Обнаружение в их спектре Титания стало настоящей сенсацией. Многие решили сначала, что раз этот элемент живет всего несколько миллионов лет, то Вселенная должна быть моложе.
Только довольно быстро ученое сообщество пришло к более логичному выводу: звезды внутри себя производят тот самый Технеций. Благо, к тому времени стало очевидно, что не все химические элементы образовались во время Большого взрыва, а только водород и гелий. Все остальное произвели звезды.
Одновременные реакции
Недра звезд раскалены настолько, что там все плавится и сливается, в том числе атомные ядра, образующие тяжелые элементы. Сначала водород сливается с образованием гелия. Первый после заканчивается, а термоядерный синтез дальше превращает гелий в углерод или кислород. Температуры при этом становятся еще выше, поэтому звезды и расширяются, становясь красными гигантами. У них получается несколько оболочек.
В ядре горят и синтезируются новые, более тяжелые элементы. В следующей оболочке все еще водород превращается в гелий, а гелий в углерод. Несколько реакций ядерного синтеза протекают одновременно. В некоторых освобождаются нейтроны и проходят через звезду, по дороге их могут захватить атомные ядра. Дополнительные нейтроны делают их еще тяжелее, а в иных случаях нестабильнее и радиоактивнее.
Однако чтобы Технеций стал виден в спектрах звезд, он должен попасть в ее внешние слои, которые излучают свет, уходящий в космос. Это возможно только в очень коротких фазах звездной жизни, с началом или концом определенных термоядерных реакций. Например, когда гелий плавится, температура резко меняется, и слои вещества перемешиваются. Так Технеций и попадает на поверхность. В какой-то момент термоядерный синтез прекращается, и звезда сбрасывает свои слои газа вместе с синтезированными химическими элементами. Там есть все, кроме Технеция, который к тому времени уже распадается, и его больше не существует нигде.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также: