Die Insel der Stabilität in der Kernphysik beschreibt eine Reihe bis jetzt unentdeckter Isotope von transuranium Elementen, die theoretisiert werden, um viel stabiler zu sein, als andere. Spezifisch, wie man erwartet, haben sie radioaktive Zerfall-Halbwertzeiten von mindestens Minuten oder Tagen verglichen mit Sekunden mit einigen Erwartungshalbwertzeiten von Millionen von Jahren.

Theorie und Ursprung

Die Möglichkeit einer "Insel der Stabilität" wurde zuerst von Glenn T. Seaborg vorgeschlagen. Die Hypothese ist, dass der Atomkern in "Schalen" aufgebaut wird, die gewissermaßen der Struktur der viel größeren Elektronschalen in Atomen ähnlich sind. In beiden Fällen sind Schalen gerade Gruppen von Quant-Energieniveaus, die relativ einander nah sind. Energieniveaus von Quant-Staaten in zwei verschiedenen Schalen werden durch eine relativ große Energielücke getrennt. So, wenn die Zahl von Neutronen und Protonen völlig die Energieniveaus einer gegebenen Schale im Kern füllt, wird die Bindungsenergie pro Nukleon ein lokales Maximum und so erreichen, dass besondere Konfiguration eine längere Lebenszeit haben wird als nahe gelegene Isotope, die gefüllte Schalen nicht besitzen.

Eine gefüllte Schale würde "Zauberzahlen" von Neutronen und Protonen haben. Eine mögliche Zauberzahl von Neutronen für kugelförmige Kerne ist 184, und einige mögliche zusammenpassende Protonenzahlen sind 114, 120 und 126 - der bedeuten würde, dass die stabilsten kugelförmigen Isotope ununquadium-298, unbinilium-304 und unbihexium-310 sein würden. Von besonderer Wichtigkeit ist Ubh-310, der "doppelt magisch sein würde" (sowohl seine Protonenzahl 126 als auch Neutronzahl 184, werden gedacht, magisch zu sein), und so am wahrscheinlichsten, eine sehr lange Halbwertzeit zu haben. (Das folgende leichter doppelt magischer kugelförmiger Kern ist Leitung 208, der schwerste stabile Kern und das stabilste schwere Metall.)

Neue Forschung zeigt an, dass große Kerne deformiert werden, Zauberzahlen veranlassend, sich zu bewegen. Wie man jetzt glaubt, ist Hassium 270 ein doppelt magischer verformter Kern, mit verformten Zauberzahlen 108 und 162. Jedoch hat es eine Halbwertzeit von nur 3.6 Sekunden.

Isotope sind mit genug Protonen erzeugt worden, um sie auf eine Insel der Stabilität, aber mit zu wenigen Neutronen zu pflanzen, um sie sogar auf die Außen"Küsten" der Insel zu legen. Es ist möglich, dass diese Elemente ungewöhnliche chemische Eigenschaften besitzen und, wenn sie Isotope mit der entsprechenden Lebensspanne haben, würde für verschiedene praktische Anwendungen (wie Partikel-Gaspedal-Ziele und als Neutronquellen ebenso) verfügbar sein.

Halbwertzeiten der numerierten im höchsten Maße Elemente

Alle Elemente mit einer Atomnummer oben 82 (Leitung) sind nicht stabil, und die "Stabilität" (Halbwertzeit des am längsten gelebten bekannten Isotops) Elemente nimmt allgemein mit steigenden Atomnummern vom relativ stabilen Uran (92) aufwärts zum schwersten bekannten Element ab: 118. Es nimmt sehr ein bisschen im Rahmen Elemente 110 bis 113 zu, hat Hypothese aufgestellt, um am Anfang der Insel der Stabilität zu sein. Die am längsten gelebten beobachteten Isotope von jedem der schwersten Elemente werden im folgenden Tisch gezeigt.

Zum Vergleich ist das am kürzesten gelebte Element mit der Atomnummer unten 100 Franzium (Element 87) mit einer Halbwertzeit von 22 Minuten.

Die Halbwertzeiten von Kernen in der Insel der Stabilität selbst sind seit keinem der Isotope unbekannt, die "auf der Insel" sein würden, sind beobachtet worden. Viele Physiker denken, dass sie, auf der Ordnung von Minuten oder Tagen relativ kurz sind. Einige theoretische Berechnungen zeigen an, dass ihre Halbwertzeiten auf der Ordnung von 10 Jahren lang sein können.

Die Halbwertzeiten des Alpha-Zerfalls von 1700 Kernen mit 100  Z  130 sind in einem Quant tunneling Modell sowohl mit experimentellen als auch mit theoretischen Q-Werten des Alpha-Zerfalls berechnet worden. Die theoretischen Berechnungen sind in der guten Abmachung mit den verfügbaren experimentellen Angaben.

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Insel der Verhältnisstabilität

(Thorium) und (Uran) sind die einzigen natürlich vorkommenden Isotope außer dem Wismut, die über die aktuelle Lebensspanne des Weltalls relativ stabil sind. Wie man fand, war Wismut 2003, mit einer α-emission Halbwertzeit von Jahren dafür nicht stabil. Alle anderen Isotope außer dem Wismut sind relativ oder sehr nicht stabil. So endet das Hauptperiodensystem am Wismut, mit einer Insel am Thorium und Uran. Zwischen Wismut und Thorium dort ist ein "Meer der Instabilität", die solche Elemente wie Astat, radon, und Franzium macht, das hinsichtlich aller außer den schwersten Elementen äußerst kurzlebig ist, gefunden bis jetzt.

Aktuelle theoretische Untersuchung zeigt an, dass im Gebiet und eine kleine "Insel" / "Halbinsel" in Bezug auf die Spaltung und den Beta-Zerfall, solche superschweren Kerne stabil sein könnte, die nur Alpha-Zerfall erleben. Außerdem ist nicht das Zentrum der magischen Insel, wie vorausgesagt, früher. Im Gegenteil, der Kern damit, scheint, in der Nähe vom Zentrum einer möglichen "magischen Insel" zu sein . Im Gebiet wird das mit dem Beta stabile, überlebte Spaltung vorausgesagt, um Halbwertzeit des Alpha-Zerfalls ~3.2 Stunden zu haben, der größer ist als das (~28 s) des doppelt magischen verformten. Der superschwere Kern ist im Laboratorium bis jetzt (2009) nicht erzeugt worden. Für superschwere Kerne mit und die Halbwertzeiten des Alpha-Zerfalls werden vorausgesagt, um weniger als eine Sekunde zu sein. Die Kerne mit, 124, 126 und werden vorausgesagt, um kugelförmige doppelt magische Kerne zu bilden und in Bezug auf die Spaltung stabil zu sein. Berechnungen in einem Quant tunneling Modell zeigen, dass solche superschweren Kerne Alpha-Zerfall innerhalb von Mikrosekunden oder weniger erleben würden.

Synthese-Probleme

Die Fertigung von Kernen auf der Insel der Stabilität erweist sich, sehr schwierig zu sein, weil die als Ausgangsmaterialien verfügbaren Kerne die notwendige Summe von Neutronen nicht liefern. Für die Synthese des Isotops 298 des Elements 114 konnte man ein Isotop von Plutonium und eines von Kalzium verwenden, die zusammen eine Summe von mindestens 298 Nukleonen haben; zum Beispiel, Kalzium 50 und Plutonium 248. Jedoch sind diese und schwereren Isotope in messbaren Mengen nicht verfügbar, mit aktuellen Methoden eigentlich unmögliche Produktion machend. Dasselbe Problem besteht für die anderen möglichen Kombinationen von Isotopen musste Elemente auf der Insel mit Zielkugel-Methoden erzeugen. Es kann möglich sein, das Isotop 298 des Elements 114 zu erzeugen, wenn die Mehrnukleonenübertragungsreaktionen in Kollisionen der niedrigen Energie von actinide Kernen arbeiten würden.

Eine dieser Reaktionen kann sein:

:Cm + U  Uuq + W + 2

Siehe auch

• Ununquadium — Unbinilium — Unbihexium
• Tisch von nuclides
• Periodensystem und Periodensystem haben (erweitert)
• Insel der Inversion

Links

• Sechs neue Isotope der superschweren Elemente entdeckt (am 26. Okt 2010, Nachrichten von Physorg. Karte von Inc von schwerem nuclides)
• Die Insel von superschweren Elementen (April 2010, re Zerfall 117 - mit der Karte) erforschend
• Die Jagd der größten Atome im Weltall (am 23. Juli 2008)
• Die Jagd für superschwere Elemente (am 7. April 2008)
• Die Synthese von kugelförmigen superschweren Kernen in 48Ca hat Reaktionen veranlasst
• Uut und Uup Fügen Ihre Atommasse zum Periodensystem (Febr 2004) Hinzu
• Neue Elemente entdeckt und die Insel der Stabilität gesichtet (schließt Aug 1999 - Bericht über den Artikel später ein, sind zurückgetreten)
• Die erste Postkarte von der Insel der Kernstabilität (1999)
• Die zweite Postkarte von der Insel der Stabilität (Okt 2001)
• Superschwere Elemente (Juli 2004 Yuri Oganessian von JINR)
• Können superschwere Elemente (wie Z=116 oder 118), in einer Supernova gebildet werden? Können wir sie beobachten?
• NOVA - Insel der Stabilität (2006. 13-M-Fernsehsegment, mit der Abschrift)
• Leitartikel der New York Times von Oliver Sacks bezüglich der Insel der Stabilitätstheorie (Febr 2004 re 113 und 115)
• Tendenz-Gleichung und Kurve von stabilem nuclides
• Ununoctium Anwendungen (Diagramm von IoS)
• Hier seien Sie Stabilität (2006-Diagramm von schwerem nuclides, und hat IoS vorausgesagt)