Новый сверхтяжелый элемент

Для создания ливермория, элемента с атомным числом 120, физики под руководством Жаклин Гейтс (Jacklyn Gates) из Национальной лаборатории имени Лоуренса Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory, LBNL) в Калифорнии использовали пучок изотопа титана-50. Это первый случай использования для синтеза сверхтяжелого элемента ядра, тяжелее кальция-48. Сверхтяжелые элементы находятся в самом нижнем ряду периодической таблицы Менделеева и имеют атомные числе больше 103. Синтез и изучение этих элементов углубляет представления о Вселенной и позволяет создавать модели поведения атомного ядра и его ограничений, например, по количеству протонов и нейтронов, которые оно способно удерживать. Методы синтеза сверхтяжелых элементов предполагают облучение актинидных мишеней - элементов с атомными номерами от 89 до 102 - пучками ионов переходных металлов. В начале XXI века новые сверхтяжелые элементы были созданы путем бомбардировки актинидов пучками кальция-48. «Используя этот метод, ученым удалось создать элементы вплоть до оганессона с атомным номером 118», говорит Гейтс. Кальций-48 для этой задачи подходит лучше других из-за своей высокостабильной конфигурации протонов и нейтронов, позволяющей ему эффективно сливаться с ядрами-мишенями. Тем не менее после огенессона, полученного в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, открытие новых сверхтяжелых элементов застопорилось. «Чтобы создать элементы за пределами оганессона, нужно было бы использовать мишени из эйнштейния или фермия… Но, к сожалению, эти элементы недолговечны и их трудно производить в необходимых для экспериментов количествах», поясняет Гейтс.
Некоторые физики-теоретики предположили, что новые сверхтяжелые элементы могут быть получены с использованием определенных изотопов переходных металлов, таких как титан, ванадий и хром. Предпочтение было отдано титану-50 как элементу с самым высоким сечением ядерной реакции с актинидными элементами, показателем, который характеризует вероятность перехода системы двух взаимодействующих частиц в определенное конечное состояние. Для создания пучка титана-50 физики LBNL использовали ионный источник VENUS со сверхпроводящим магнитом, который способен удерживать плазму высокоионизированного титана-50. Затем ионы ускорили на циклотроне, а после реакции с плутониевой мишенью сепаратор отделил ядра ливермория от других продуктов реакции. Это позволило экспериментаторам Беркли определить цепочку продуктов, созданных при ядерном распаде. Исследование пока опубликовано на сервере препринтов arXiv.