Под этой рубрикой будут опубликованы статьи, рассказы, очерки, сообщения о химических элементах.
«Путешествие» по периодической системе элементов Дмитрия Ивановича Менделеева мы начинаем с клетки, в которую еще не вписан символ: 104-й элемент еще не имеет своего имен«.
Слово предоставляется сотрудникам Объединенного института ядерных доследований (город Дубна), (руководителю работы члену-корреспонденту Академии наук СССР Георгию Николаевичу Флерову, кандидату физико-математических наук Юрию Цолаковичу Оганесяну, научному сотруднику Иво Зваре (Чехословакия) и кандидату физико-математических наук Виктору Александровичу Друину, выступившим с сообщением о своих исследованиях 30 октября 1964 года в Центральном лектории Всесоюзного общества «Знание» в Москве.
Итак,
Элемент № 104
Современное состояние ядерной физики очень напоминает развитие химии в тот момент, когда создавалась периодическая система элементов. Тогда это были поиски и извлечение неизвестных элементов из природных минералов. Сейчас решается задача систематизации свойств и выяснения тех закономерностей, которым подчиняются ядра и изотопы. Наряду с этим существует и вторая задача — заполнение пустых клеток таблицы Менделеева — задача синтеза новых ядер.
Естественны попытки создать такую же стройную систему, отражающую свойства всех изотопов, число которых достигает в настоящее время 1500. Однако закономерности, которым подчиняются свойства атомных ядер, к сожалению, далеко не так строги, как химические. Тем не менее, кое-что уже удалось выяснить.
В частности, установлено, что очень стабильны ядра, имеющие четное число частиц. И, наоборот, очень нестабильны «нечетные» ядра, и особенно — ядра с нечетным числом протонов Z и нечетным числом нейтронов N = А — Z.
Стабильные ядра характеризуются определенным отношение N/Z. В начале менделеевской таблицы N/Z = 1, в конце — близко к 1,5.
Если существенно отойти от этого соотношения, то получаются нестабильные ядра.
Так же как в химии, где существуют группы химически активных и неактивных элементов, в таблице изотопов можно наметить области, в которых все элементы более или менее стабильны. Граница этой стабильности для тяжелых ядер расположена в области свинца и висмута; далее начинается область весьма нестабильных радиоактивных ядер.
Естественно перейти к тому, чтобы определить области изотопов, в которых можно и нужно синтезировать ядра, надеясь найти там новые важные физические свойства. Очевидно, что план исследований по ядерной химии должен основываться на попытках выйти за область известных изотопов (рис. 1). Нужно пробовать получить новые очень легкие ядра, а также очень тяжелые ядра, т. е. большие Z для данных A, большие А для данных Z, большие Z и А одновременно.
Последним элементом таблицы, который был известен 25 лет назад, был 92U238 , в ядре которого 92 протона и 146 нейтронов. Чтобы получить, например, 100-й элемент, надо к атому урана добавить 8 протонов и 10 нейтронов. В результате образуется ядро фермия, у которого 100 протонов и 156 нейтронов, а общее массовое число, «вес» — 256.
Овладение цепными ядерными реакциями открыло естественный путь получения новых элементов: метод, основанный на добавлении к данному ядру нейтронов для увеличения В чем тут дело? Последовательный захват нейтронов приводит к тому, что ядра «обогащаютя» нейтронами, и в результате β-распада часть нейтронов начинает переходить в протоны; в итоге мы получаем атомы более тяжелого элемента. Этот процесс идет в мощных реакторах, где поток нейтронов достигает величины 5×1014 — 5 ×1015 нейтронов/см2 сек. С помощью таких сильных потоков уже в течение 1943—1956 гг. было получено 8 новых элементов.
Теоретикам казалось, что и дальнейший синтез всех трансурановых элементов пойдет по пути использования ядерных реакторов. Предполагалось, что для этого нужно только повышать плотность потока нейтронов и длительность облучения. Однако, после того как в ядерном реакторе был получен 100-й элемент, новых открытий не последовало. Результат за последующие 9 лет оказался весьма скромным: всего лишь один изотоп того же 100-го элемента фермия.
Причина неудач лежала в самой сути вещей.
Все дело в том, что и при самых больших потоках нейтронов для захвата недостаточно ни минут, ни часов, ни суток. Для того чтобы ядро захватило следующий нейтрон, необходимы месяцы и годы. А элементы с порядковым номером около 100 «живут» очень мало. Закономерности спонтанного деления ядер таковы, что в этой области оно становится основным видом распада и 100-й элемент с массой 256 живет всего два с половиной часа.
Получив 100-й элемент в нейтронном потоке, мы не успеваем добавить к нему еще один нейтрон. Ядро 100-го элемента спонтанно делится, и мы получаем вместо него два ядра 50-го элемента. Так дальнейшее добавление нейтронов становится бесполезным.
Закономерность такова, что по мере перехода от 100-го элемента в сторону более тяжелых ядер, периоды полураспада уменьшаются в сотни и тысячи раз. Это означает, что увеличение мощности реактора в 10 и 100 раз ничего не даст… Даже если бы плотность потока нейтронов была повышена в сотни раз, то дальше 101-го элемента дело не двинулось бы.
Направление, которое позволило очень быстро получить 8 новых элементов, не дает никакой надежды на успехи в будущем. Поэтому естественно, что физики, занимающиеся синтезом новых элементов, пытались и пытаются искать новые пути.
В области тяжелых ядер наряду с α-распадом, при котором образовавшееся ядро испускает α-частицу, «конкурирующим» процессом становится спонтанное деление, открытое в 1939 г. Г. Н. Флеровым и К. А. Петржаком. Его суть заключается в том, что тяжелое ядро, находящееся в основном (невозбужденном) состоянии, самопроизвольно делится на два осколка примерно равной массы. Оба процесса — α-распад и спонтанное деление — могут происходить одновременно. Как же быть, если спонтанное деление станет основным видом распада? По существу, кроме самого акта спонтанного деления, экспериментатор не может извлечь из опыта никаких дополнительных данных, которые позволили бы восстановить картину образования нового элемента.
Для получения 104-го элемента была выбрана реакция:
изотоп плутония с массой 242 облучался ускоренными ионами неона с массой 22.
На основании приближенных теоретических оценок мы ожидали, что вероятность образования 104-го элемента при взаимодействии изотопа плутония и ионов неона будет крайне малой.
Если образовалось ядро нового элемента, который претерпевает спонтанное деление, то нам необходим такой детектор, который фиксирует только осколки деления, оставаясь абсолютно нечувствительным к другим частицам. Как ни странно, этим чудесным свойством обладают самые простые материалы — слюда, стекло. Оказывается, если вблизи поверхности стеклянной пластинки произошло деление ядра на два осколка, то эти осколки, «вбиваясь» в стекло, оставляют на своем пути узкие каналы.
Эти каналы можно растравить кислотой, и тогда на поверхности стекла образуются «кратеры» диаметром 5—10 микрон, которые уже легко видны под микроскопом (рис. 2). Стеклянные детекторы регистрируют около 80% крупных осколков, а ядра с меньшей массой ими практически не регистрируются.

Рис. 2. Поверхность стеклянной пластинки, на которой происходило деление ядер (увеличение в 500 раз)
Это и позволило фиксировать очень редкие акты спонтанного деления нового ядра в условиях громадного фона других радиоактивных излучений, возникающих в процессе опыта.
Схема устройства, которую мы использовали для синтеза 104-го элемента, показана на рис. 3. Поток ускоренных ионов бомбардирует тонкий слой плутония-242, нанесенного на алюминиевую фольгу. Если бомбардирующая частица сливается с ядром плутония, то образовавшееся новое ядро обладает некоторой кинетической энергией. Толщина слоя плутония выбирается такой, чтобы образовавшиеся после соударения ядра могли вылететь из мишени. За мишенью находится движущаяся никелевая лента-транспортер толщиной 50 микрон. Ядра, попавшие на ленту, выносятся из зоны облучения и вместе с лентой проходят вдоль стеклянных детекторов, расположенных на длине 4 метра. Во время этого движения происходит радиоактивный распад. Если это окажется спонтанное деление, то осколки ядра обязательно оставят след на стекле, который можно будет увидеть под микроскопом после соответствующей обработки пластинок. Скорость движения ленты и распределение следов осколков в направлении движения будут известны, и мы легко вычислим период спонтанного деления.
В комбинации
наряду с возможным образованием ядра элемента 104, будут обязательно присутствовать более легкие ядра. Поэтому было заведомо известно, что в опыте будет наблюдаться спонтанное деление америция-242 с периодом полураспада 0,013 сек и изотопа 102256 с периодом полураспада 8 сек. Именно в этом интервале времени мы ожидали обнаружить спонтанное деление элемента № 104.
Эксперименты начались. Плутониевая мишень подвергалась в течение длительного времени облучению ионами неона-22, и в интервале периода полураспада 0,2—2 сек были обнаружены осколки деления. Эффект оказался очень малым: в среднем за 6 часов облучения регистрировался один акт деления. Поэтому в дальнейшем каждый опыт продолжался без перерыва в течение 50—60 часов.
Распределение осколков вдоль детекторов показало: период полураспада излучателя составляет около 0,3 сек. Принадлежат ли новые спонтанно делящиеся ядра элементу № 104? Ответ на этот вопрос и есть самая сложная часть работы.
Рассмотрим схематически все возможные типы ядерных реакций для комбинации:
Определим характерные особенности каждого процесса. Это позволит построить логическую схему дальнейших опытов, которые должны показать, является ли спонтанное деление с периодом полураспада 0,3 сек радиоактивным свойством 104-го элемента. Естестве-ственно, наши рассуждения опирались на большой экспериментальный материал, который накоплен в настоящее время в области изучения ядерных реакций с тяжелыми ионами.
Проведем формальное разделение всех реакций между ядрами плутония и неона на две категории по типу взаимодействия бомбардирующей частицы с мишенью. К первой категории отнесем случаи, когда ядра неона и плутония на мгновенье сливаются, образуя новое ядро 104264, которое в дальнейшем может испускать различные легкие частицы (нейтроны, протоны). Вторая категория будет включать случаи неполного или частичного слияния ядер плутония и неона, когда промежуточное ядро имеет атомный номер меньше 104. Достаточно процессу, в котором наблюдался новый излучатель, попасть во вторую категорию, как станет очевидным, что он не имеет ничего общего с образованием 104-го элемента.
С первой же категорией дело обстоит гораздо сложнее — принадлежность реакции к процессу полного слияния еще не служит достаточным доказательством синтеза нового элемента.

Рис. 4. Образование новых ядер в зависимости от энергии ионов неона, бомбардирующих плутониевую мишень
Оказывается, что зависимость выхода регистрируемых «продуктов реакции» от изменения энергии бомбардирующих частиц существенно различается для наших двух категорий (рис. 4). В случае образования промежуточного ядра 104264 (полное слияние) она имеет вид кривой с четко выраженным максимумом. Для неполного же слияния ядер (вторая категория) характерен непрерывный подъем кривой в достаточно широком диапазоне энергий ионов, бомбардирующих мишень.
Многочисленные эксперименты, продемонстрировавшие это различие, оказались очень трудоемкими. В течение более чем 1000 часов облучения при различной энергии ионов было зарегистрировано всего около 150 ядер, спонтанно делившихся с периодом полураспада 0,3 сек. В каждом опыте одновременно регистрировались осколки, образовавшиеся от деления ядер 102256 и Аm242. Они заведомо относятся к нашей второй категории, т. е. вызваны неполным или частичным слиянием. Ясно, что ядра с периодом полураспада 0,3 сек получены в реакции первой категории — при полном слиянии с образованием промежуточного ядра 104264.
Промежуточное ядро обладает большой энергией возбуждения, которое, как правило, приводит к его моментальному (вынужденному) делению на два осколка. В тех же чрезвычайно редких случаях, когда деления не произойдет, ядро будет испускать частицы, чтобы избавиться от энергии возбуждения. Из этих редких процессов нас интересуют лишь те, в которых возбуждение ядра снимается вылетом только нейтронов, поскольку только этим путем можно сохранить атомный номер 104. Но как установить, что в процессе испускания частиц, наряду с нейтронами, не вылетел хотя бы один протон?
Детальное изучение вероятности образования нового излучателя в зависимости от энергии бомбардирующих ионов дало ответ и на этот вопрос. Эксперименты показали, что характер зависимостей при испускании четырех нейтронов и при испускании одного протона и трех нейтронов совершенно различен.
Вся совокупность результатов наших опытов говорит о синтезе изотопа 104-го элемента. В то же время ясно, что необходимо провести еще большую экспериментальную работу, прежде чем приписать выявленные радиоактивные свойства изотопа новому элементу. Современная радиохимия позволяет весьма четко выделить мизерные количества необходимого радиоактивного продукта и точно идентифи- ровать его заряд и массу. Химическая методика выделения была использована при синтезе всех трансурановых элементов, вплоть до 101-го. Но это возможно только в том случае, если химическая процедура выделения занимает время меньшее, чем период полураспада исследуемого продукта…
Но это уже — предмет сообщения другого сотрудника нашей лаборатории — чехословацкого химика И. Звары.
В те времена, когда самым тяжелым известным элементом был уран, химики, не задумываясь, помещали торий в четвертую группу периодической системы Менделеева, протактиний — в пятую и уран — в шестую. Многими химическими свойствами, в частности высшей валентностью, торий, протактиний и уран напоминают соответственно гафний, тантал и вольфрам. Когда же были открыты первые трансурановые элементы, встал вопрос о закономерностях их химических свойств. Оказалось, что нептуний, плутоний и частично америций (№ 95) похожи на уран и ничем не напоминают элементы VII и VIII группы — рений, осмий и иридий. Все следующие элементы, начиная с 96-го — кюрий, берклий, калифорний и далее — оказались очень похожими на лантаниды. Причем, гуществует очевидная аналогия в строении электронных оболочек атомов кюрия и гадолиния, берклия и тербия, калифорния и диспрозия и так далее.
Был сделан вывод, что следующие за актинием четырнадцать элементов на самом деле представляют семейство актинидов, подобно тому как за лантаном следуют 14 лантанидных элементов, очень мало отличающихся один от другого по своим свойствам.
Самый интересный вывод из этой закономерности состоит в том, что недавно открытые 101-й, 102-й и 103-й элементы — это последние члены семейства актинидов. Элементы № 104, 105 и так далее должны быть химическими аналогами гафния, тантала и так далее, т. е. истинными экагафнием и экатанталом, как назвал бы их Д. И. Менделеев. По многим свойствам они будут резко отличаться и от актинидов и один от другого. Это очень важное предска зание, основанное на современном понимании периодической системы. Мне кажется, что проблема изучения химических свойств новых элементов, и в первую очередь, 104-го должна волновать химиков.
Изучение химических свойств искусственно полученных атомов новых элементов, безусловно, необходимо. Это и было сделано, когда физики синтезировали менделевий — элемент N9 101, атомы которого «живут» несколько часов. Но этого не было сделано при открытии 102-го и 103-го элементов.
Это объясняется не тем, что ученые были недостаточно требовательны к себе и поэтому ограничились исследованием только физических свойств атомных ядер. Дело в том, что удавалось получить всего несколько десятков атомов новых элементов. Эти атомы живут лишь несколько секунд, погибая затем в результате распада ядер. В распоряжении исследователей пока нет подходящих методов, которые позволили бы изучить химические свойства элемента в таких условиях.
Как же обстоит дело в нашем случае?
Чтобы провести химический опыт с элементом № 104 — вызвать реакцию, получить соединение,— в нашем распоряжении всего только доли секунды. Как правило, химики работают с растворами соединений. Но даже для простого перемешивания раствора нужна, по крайней мере, одна секунда. Значит, не может быть речи о проведении опыта с раствором. Другое дело, если работать с газообразными веществами. Газы быстро смешиваются, легко и быстро транспортируются по трубам, реакции в газах могут идти с большей скоростью.
Известно, что гафний образует летучие соединения, например, четырёххлористый гафний и другие. Такими же свойствами должен обладать и экагафний. В то же время известно, что лантанидные и тяжелые актинидные элементы не дают летучих соединений. Очевидно, это обстоятельство можно и нужно использовать для доказательства того, что 104-й элемент подобен по химическим свойствам гафнию и резко отличается от актинидов.
Вот принципиальная схема возможного опыта (рис. 5). Атомы 104-го элемента получаются при взаимодействии ускоренных ионов неона с мишенью из плутония-242. После того как они выбиты из мишени, их можно затормозить в газовом потоке. Если в газе находится свободный хлор, наши атомы должны энергично взаимодействовать с ним и давать молекулы тетрахлорида 104-го элемента. В газ добавлены пары четыреххлористого гафния, химически родственного предполагаемому соединению 104-го элемента. НfСl4 нужен для того, чтобы не «растерять» считанные молекулы хлорида 104-го элемента.
При бомбардировке плутониевой мишени ионами неона будут одновременно появляться атомы актинидных трансуранов. Они тоже будут соединяться с хлором. Но хлориды актинидных элементов — нелетучие вещества, интенсивно взаимодействующие с любой поверхностью. Если такая молекула ударяется о стенку аппаратуры, она прочно связывается с ней. А молекула (104)Сl4 вместе с четыреххлористым гафнием будет уноситься газом — для этого нужно только поддерживать повышенную температуру газового тракта.
По ходу газовой струи ставится специальный фильтр. Это еще больше увеличивает вероятность столкновения молекул хлоридов с твердой поверхностью. Молекулы актинидных трансуранов окажутся связанными. Через фильтр пройдут только молекулы хлорида 104-го элемента, уносимые парами четыреххлористого гафния. Затем газ проходит через счетчик спонтанного деления ядер. Распадаясь, ядро атома 104-го элемента дает знать о том, что атом прошел весь путь от мишени до детектора. Это значит, что он вел себя химически так же, как гафний.
Эту методику можно моделировать, работая с атомами гафния и лантанидов. Мы проверили, что с ними происходит. Опыт идет так, как и предполагалось: элементы четвертой группы отделяются от элементов третьей группы. Весь процесс — синтез, адсорбционное удаление нелетучих хлоридов и транспорт от мишени к детектору продолжается около 0,1 секунды.
Эта «химическая драга» поможет нам вы брать «золотые зерна» атомов 104-го элемен та. Опыт надо вести непрерывно много часов подряд, потому что мы не знаем, в какой мо мент возникнут атомы 104-го элемента.
Нам кажется, что этим способом можно было бы доказать на первых порах, что 104-й элемент себя ведет подобно гафнию. А потом нужно будет попытаться изучить химические свойства его летучих соединений более тща тельно. Не исключено, что наш метод окажется пригодным и для поисков ядер более дал<е ких элементов, которые также дают летучие соединения.
Если же будут получены изотопы 104-го элемента с большим, чем 0,3 секунды, сроком жизни, то химики смогут использовать для их изучения обычные химические и радиохимические методы.
Существуют гипотезы, согласно которым трансурановые элементы могут образоваться при вспышке сверхновых звезд. Следовательно, не исключено, что такие процессы проис ходили не только в далеких звездных мирах но и в нашей Солнечной системе.
Возраст Земли — примерно 5 миллиардов лет. Не сохранились ли трансурановые элементы в земной коре до наших дней? Естественно что могли сохраниться только те изотопы, которые живут достаточно долго по сравнению с возрастом Земли, по крайней мере сто миллионов лет. Но даже в этом случае могли со храниться лишь незначительные следы транс урановых элементов.
Искать их в земной коре ученые начали примерно 40 лет назад, но ни физики, ни химики не знали свойств трансурановых элемен- тов. Ведь еще не был синтезирован даже первый трансурановый элемент — нептуний. В более позднее время, после того как стали известны физические и химические свойства первых трансурановых элементов нептуния и плутония, их довольно быстро нашли в минералах, содержащих уран. Это были изотопы плутоний- 239 и нептуний-237, хотя и в ничтожных количествах.
Но уже одно то обстоятельство, что время жизни плутония-239 равно всего 24 тысячам лет, а нептуний-237 живет около двух миллионов лет, исключало возможность сохранения этих элементов в земной коре со времени ее появления. Было ясно, что обнаруженные изотопы образовались каким-то иным путем. И действительно, простые расчеты показывают, что эти элементы возникли в результате взаимодействия ядер урана и нейтронов.
При захвате медленного нейтрона ядром урана-238 с последующим испусканием гамма- кванта, образуется уран-239, который путем β-распада переходит в плутоний-239. Наоборот, быстрый нейтрон может выбить из ядра урана два нейтрона; получится уран-237, который перейдет в нептуний-237. Ясно, что нептуний-237 и плутоний-239 — это не те трансурановые элементы, за которыми охотились исследователи. И только в 1963 и 1964 гг. были опубликованы две работы, в которых сообщаются интересные факты. Первая — советских ученых проф. В. В. Чердынцева и В. Ф. Михайлова, вторая — выполненная американскими исследователями Р. Черри, К. Ричардсоном и Д. Адамсом. Изучая при помощи чувствительных детекторов энергетические спектры α-частиц, испускаемых различными минералами, ученые наблюдали неидентифицированные «примеси» к характерным спектрам.
Авторы не могли проделать химических анализов, и природа излучателя пока не установлена. Высказывалось предположение, что неизвестное излучение обусловлено распадом долгоживущих изотопов кюрия-247 и плутония-244. Однако в последнее время удалось накопить кюрий-247 в реакторе и более точно определить период полураспада этого изотопа. Он оказался равным 1,64×107 лет вместо 2,5×108 лет, как считали раньше. Значит, предположение исследователей маловероятно. Время жизни плутония-244 считают равным (7,6 ± 2) × 107 лет, но точность определения его периода полураспада невелика. Кроме того, совершенно неизвестна энергия α-частиц плутония-244.
В области поисков трансурановых элементов в земной коре еще много «белых пятен», много вопросов, ждущих ответа.
Г. Н. ФЛЕРОВ
Продолжим рассказ о синтезе очень тяжелых элементов.
Чтобы оценить возможности этих исследований, рассмотрим график (рис. 6). Реальные перспективы покажутся нам, к сожалению, малообнадеживающими. Мы увидим, что такие элементы, как 110-й или 115-й будут жить всего 10-15 секунды… В какой-то определенной точке кривая катастрофически пошла вниз. Короткоживущие изотопы технике не нужны, потому что от синтеза элемента до его использования пройдут часы, и от элемента ничего не останется. И в то же время в технике не найдут применения изотопы, которые живут миллионы лет. Создавая их, мы за время нашего существования смогли бы использовать всего одну стотысячную долю того, что они могут дать.
Так что условия довольно жесткие: нужны изотопы с периодом полураспада, измеряемым месяцами и годами. В частности, сейчас в технике используется плутоний-238. Он живет 80 лет и служит источником энергии электрического тока.
Я бы хотел сказать, что то направление синтеза, о котором мы рассказали, может оказаться «тупиковым». Однако можно указать еще один путь, который позволит пробиться к очень далеким элементам. Существо дела состоит в том, чтобы использовать отрицательные, мешающие нам обстоятельства, превратив их в положительные, в полезные для эксперимента.
Что происходит, если мы облучаем золото углеродом или уран неоном? В этом случае (рис. 7) осколки деления распределены по Z очень широко. В результате деления составного ядра 102-го элемента получается не только сурьма (№ 51), но и церий (№ 58) и неодим (№ 60), а также более легкие элементы. Но если и мишенью и бомбардирующей частицей будут служить самые тяжелые элементы, то в результате деления будут получаться транс- ураны, потому что — это видно на графике — в результате деления Z не только уменьшается, но и возрастает.
На самом деле все это не так просто. В результате деления новые ядра будут возбуждены. В результате возбуждения они очень часто будут снова делиться. Значит, в большинстве случаев будет происходить деление уже не на два, а на три, четыре, даже на пять осколков.
Но и при бомбардировке плутония ионами неона выход трансурановых ядер составляет всего 10 -8, а в случае облучения урана ураном возбуждение полученных тяжелых элементов может оказаться не слишком большим. Тогда этот способ стал бы весьма перспективным для получения долгоживущих трансуранов.
Для такой ядерной реакции нужна кинетическая энергия ионов урана 1600 мэв. А чтобы полученные трансурановые ядра не поделились, остались жить хоть в каком-нибудь количестве, надо, чтобы возбуждение было не больше 30—40 мэв. Оценить такое распределение не только по массам, но и по энергиям возбуждения — задача очень тяжелая для теоретического решения. Но мне представляется, что в результате экспериментов с облучением урана ураном ответ будет рано или поздно получен.
Выступавшим были заданы вопросы:
Вопрос, повторенный многократно. Как, в конце концов, будут назван 102-й и 104-й элементы?
Ответ Г. Н. Флерова: Начнем со 102-го элемента. История длинная и запутанная. В 1957 г. в Швеции группа шведских, английских и американских ученых, ставя опыты, наблюдала 15 α-частиц, проделала химический анализ и опубликовала статью, в которой было объявлено об открытии 102-го элемента. Было предложено название «нобелий».
В дальнейшем оказалось, что результаты опыта истолкованы ошибочно. В таких случаях можно спастись шуткой, поэтому сейчас считают, что от нобелия осталось только название, символ N0, по-английски «нет». Были поставлены опыты в Советском Союзе и в США. Американцы проверяли нас, а мы проверяли американцев. Наконец, был синтезирован изотоп 102-го элемента с атомным весом 256. Но старая история 1957—1958 гг. осталась до конца не выясненной. Сейчас ведутся дополнительные опыты и потом будет дискуссия, кому приписать честь открытия и как назвать 102-й элемент.
Теперь об элементе № 104. Наблюдаемый в нашей лаборатории новый спонтанно делящийся изотоп близок к тому, что мы ожидаем. Но этого недостаточно. Нужно проверить и отбросить многочисленные побочные критические гипотезы и сомнения — на каждом научном семинаре и на каждом обсуждении мы сами выдумываем их все снова и снова.
По мере постановки опытов вероятность того, что 104-й элемент обнаружен, увеличивается. Но самым лучшим будет независимая проверка другим методом. В нашем случае — это химический метод.
А название нового элемента мы отложим дс того времени, когда 99% уверенности превратятся в значительно большую величину. Обычно название основывается на тех достижениях, которые были получены в течение десятилетий. Ядерная физика основана на фундаментальных работах, открытиях, связанных с именами Беккереля, Кюри, Резерфорда, Ферми, Курчатова. Американцы отступили от этого правила и решили в нескольких названиях увековечить те места, где происходили открытия. Калифорния — штат, где был открыт 98-й элемент, Беркли — город, в котором открыт элемент № 97. Всем, кто ждет названия элемента № 104, нужно набраться терпения.
Вопрос: Какой самый тяжелый элемент можно синтезировать?
Ответ Г. Н. Флерова: Для каждого метода— другой. В нейтронных потоках, по-видимому, 102-й. В ядерных реакциях с тяжелыми ионами,— возможно, 106-й. Может быть, используя сочетание двух методов, удастся получить 106-й и 108-й элементы.
Сейчас трудно говорить о перспективах неиспользования урана в качестве бомбардирующих частиц. Но если это удастся, можно будет изучать 110-й и 115-й элементы. И еще одно «если» — время жизни этих элементов может оказаться слишком коротким!
Вопрос: В какие группы периодической таблицы попадут следующие элементы?
Ответ И. Звары: Если удастся получить сколько-нибудь устойчивые ядра этих элементов, то по существующим представлениям исследователей после 104-го элемента пойдут аналоги тантала (V группа), вольфрама (VI группа) и так далее. А дальше, например, 118-й элемент может быть аналогом радона, 119-й — франция, 120-й — радия.
Вопрос: В чем заключается связь спонтанного деления урана, открытого в 1939 г., с синтезом трансурановых элементов?
Ответ В. А. Друина: Сейчас известно уже более 30 спонтанно делящихся изотопов. Роль спонтанного деления в радиоактивном распаде ядер становится все заметнее при переходе к более тяжелым ядрам. Так, если в случае урана только одно ядро из примерно двух миллионов делится, а остальные распадаются, испуская α-частицы, то в области калифорния— фермия уже обнаружены изотопы, для которых спонтанное деление является основным видом распада.
Теория спонтанного деления развивалась параллельно с развитием теории строения ядра. В настоящее время еще много неясного в природе ядерных сил, в строении атомных ядер. Правильно рассчитать абсолютное время жизни для еще неизвестных ядер до сих пор не удавалось. Для изотопа 102-го элемента с массой 256 теоретически был предсказан период спонтанного деления 0,02 сек, а опыт дал 1500 сек. Для изотопа 104-го элемента с массой 260 теория дала 5×10—6 сек, а опыт показал 0,3 сек. По-видимому, не учитываются еще ка- кие-то неизвестные свойства ядер. Мы надеемся, что дополнение и развитие теории спонтанного деления не только объяснит уже существующие особенности деления атомных ядер, но и даст возможность оценивать свойства более далеких трансурановых элементов.