Wyspa stabilności
Pierwiastki chemiczne poza ołowiem są radioaktywne i nie mają stabilnych izotopów. To oznacza, że rozpadną się na inne pierwiastki. Z wyjątkiem Plutonu, ich okres półtrwania jest rzędu kilku minut, do sekund. W fizyce istnieje teoria, która mówi, że po kilku pierwiastkach o krótkim okresie połowicznego zycia, będą inne o dłuższym okresie połowicznego zycia. Są one ogólnie znane jako Wyspy Stabilności. Oczekuje się, że pierwiastki te będą miały izotopy o połowicznych okresach życia rzędu kilku minut. Hipoteza jest taka, że j±dro atomowe jest zbudowane w "powłokach" w sposób podobny do budowy znacznie większych powłok elektronowych w atomach. W obu przypadkach, powłoki s± tylko grupami kwantowych poziomów energii, które s± stosunkowo blisko siebie. Poziomy energii ze stanów kwantowych w dwóch różnych powłokach będ± oddzielone stosunkowo duż± przerw± energetyczn±. Gdy więc liczba neutronów i protonów całkowicie wypełni poziomy energii danej powłoki w j±drze, energia wi±ż±ca na nukleon osi±gnie lokalne maksimum, a więc ta konkretna konfiguracja będzie miała dłuższ± żywotno¶ć niż pobliskie izotopy, które nie posiadaj± wypełnionych powłok.
Wypełniona powłoka miałaby "magiczne liczby" neutronów i protonów. Jedną z możliwych magicznych liczb neutronów dla kulistych jąder jest 184, a niektóre możliwe pasujące liczby protonów to 114, 120 i 126 - co oznaczałoby, że najbardziej stabilnymi kulistymi izotopami byłyby: Flerovium-298, unbinilium-304 i unbiheks-310. Na szczególną uwagę zasługuje Ubh-310, który byłby "podwójnie magiczny" (zarówno jego liczba protonowa 126, jak i liczba neutronów 184 są uważane za magiczne), a więc najprawdopodobniej miałby bardzo długi okres półtrwania. (Następne lżejsze, podwójnie magiczne jądro kuliste to ołów-208, najcięższe stabilne jądro i najbardziej stabilny metal ciężki).
Ostatnie badania wskazują, że duże jądra są zdeformowane, co powoduje przesuwanie się magicznych liczb. Hassium-270 jest obecnie uważany za podwójnie zdeformowane magiczne jądro, z zdeformowanymi magicznymi liczbami 108 i 162. Jednak jego okres półtrwania wynosi tylko 3,6 sekundy.
Izotopy zostały wyprodukowane przy użyciu wystarczającej ilości protonów, aby posadzić je na stabilnej wyspie, ale przy zbyt małej ilości neutronów, aby umieścić je nawet na zewnętrznych "brzegach" wyspy. Możliwe jest, że pierwiastki te posiadają niezwykłe właściwości chemiczne i jeśli posiadają izotopy o odpowiedniej żywotności, będą dostępne dla różnych praktycznych zastosowań (takich jak cele akceleratorów cząstek, a także jako źródła neutronów).
Tabela okresowa z elementami barwionymi w zależności od okresu półtrwania ich najbardziej stabilnego izotopu. Elementy stabilne. Elementy radioaktywne o okresie półtrwania ponad czterech milionów lat. Okres półtrwania od 800 do 34.000 lat. Okres półtrwania wynosi od 1 dnia do 103 lat. Okres półtrwania wynosi od 1 minuty do 1 dnia. Okres półtrwania krótszy niż minuta.
Pytania i odpowiedzi
P: Jakie pierwiastki są poza ołowiem?
O: Pierwiastki poza ołowiem są radioaktywne i nie mają stabilnych izotopów.
P: Jaka jest teoria w fizyce, która wyjaśnia, dlaczego niektóre pierwiastki mają dłuższy czas połowicznego rozpadu?
O: Teoria w fizyce mówi, że po pewnej liczbie pierwiastków o krótkim okresie połowicznego zaniku, pojawiają się inne o dłuższym okresie połowicznego zaniku, znane jako Wyspy Stabilności. Dzieje się tak dlatego, że gdy liczba neutronów i protonów całkowicie wypełni poziomy energetyczne danej powłoki w jądrze, energia wiązania na nukleon osiągnie lokalne maksimum i dlatego ta konkretna konfiguracja będzie miała dłuższy czas życia niż pobliskie izotopy.
P: Jakie są magiczne liczby dla jąder kulistych?
O: Magiczne liczby dla jąder kulistych to liczba neutronów 184 i liczba protonów 114, 120 i 126. Oznacza to, że najbardziej stabilnymi izotopami kulistymi byłyby flerovium-298, unbinilium-304 i unbihexium-310.
P: Czy uważa się, że Hassium-270 jest podwójnie magiczny?
O: Tak, uważa się, że Hassium-270 jest podwójnie magicznym zdeformowanym jądrem, o zdeformowanych magicznych liczbach 108 i 162.
P: Jak długi jest jego okres połowicznego rozpadu?
O: Jego czas połowicznego rozpadu wynosi 3,6 sekundy.
P: Czy istnieją jakieś praktyczne zastosowania dla tych pierwiastków?
O: Tak, jeżeli mają izotopy o odpowiednim czasie życia, mogłyby być potencjalnie wykorzystane do różnych praktycznych zastosowań, takich jak cele akceleratorów cząstek lub jako źródła neutronów.
