Новий хімічний елемент відкритий вірменами. Юрій Оганесян: «Хочемо зрозуміти створення світу

Міжнародна спілка теоретичної та прикладної хімії(IUPAC) затвердив назви чотирьох нових елементів таблиці Менделєєва: 113-го, 115-го, 117-го та 118-го. Останній названо на честь російського фізика, академіка Юрія Оганесяна. Вчені потрапляли «у клітинку» і раніше: Менделєєв, Ейнштейн, Бор, Резерфорд, подружжя Кюрі… Але лише вдруге історія це сталося за життя вченого. Прецедент трапився 1997 року, коли такої честі удостоївся Глен Сіборг. Юрію Оганесяну давно пророкують Нобелівську премію. Але, погодьтеся, отримати власну клітинку в таблиці Менделєєва набагато крутіше.

Юрій Оганесян (нар. 1933)

Випускник МІФІ, спеціаліст в галузі ядерної фізики, академік РАН, науковий керівник лабораторії ядерних реакційОІЯД. Голова наукової ради РАН із прикладної ядерної фізики. Має почесні званняв університетах та академіях Японії, Франції, Італії, Німеччини та інших країн. Лауреат Державної премії СРСР, кавалер орденів Трудового Червоного Прапора, Дружби народів, «За заслуги перед Батьківщиною» та ін.

У нижніх рядках таблиці ви легко знайдете уран, його атомний номер 92. Усі наступні елементи, починаючи з 93-го, - це так звані трансурани. Деякі з них з'явилися приблизно 10 мільярдів років тому внаслідок ядерних реакцій усередині зірок. Сліди плутонію і нептунія були виявлені в земної кори. Але більшість трансуранових елементів давно розпалася, і тепер можна лише передбачати, якими вони були, щоби потім намагатися відтворити в лабораторних умовах.

Глен Сіборг (1912-1999).Американський хімік та фізик-ядерник. Працював у Манхеттенському проекті зі створення атомної бомби. 1951 року Сіборг і Макміллан отримали Нобелівську премію «за відкриття в галузі хімії трансуранових елементів».

Першими це зробили 1940 року американські вчені Глен Сіборгта Едвін Макміллан. Народився плутоній. Пізніше група Сиборга синтезувала америцій, кюрій, берклій... На той час майже весь світ включився в гонку за надважкими ядрами.

У 1964 році новий хімічний елементз атомним номером 104 вперше синтезували в СРСР, в Об'єднаному інституті ядерних досліджень (ОІЯД), що знаходиться в підмосковній Дубні. Пізніше цей елемент отримав ім'я "резерфордій". Керував проектом один із засновників інституту Георгій Флеров. Його ім'я теж вписано у таблицю: флеровий, 114. Слідом тих подій класик радянської журналістики Валерій Аграновський написав документальну повість «Взяття сто четвертого». Цитати з неї ми наводимо у тексті.

Юрій Оганесян був учнем Фльороваі одним із тих, хто синтезував резерфордій, потім дубній і більше важкі елементи. Завдяки успіхам радянських учених Росія вирвалася в лідери трансуранових перегонів і зберігає цей статус досі.

«Мені за наївністю здавалося, що кожен фізик по секрету від своїх колег все ж таки мріє забратися всередину атома, щоб на власні очіпобачити протони та нейтрони, власними рукамипомацати їх і до кінця розгадати таємницю їхньої взаємодії і ще з'ясувати, чи немає у альфа-часток, як у ангелів, маленьких крил, коли вони вилітають із атома».

Георгій Флеров (1913-1990).Радянський фізик-ядерник, один із засновників Об'єднаного інституту ядерних досліджень та лабораторії ядерних реакцій в інституті. Відкрив спонтанне поділ ядер урану, ініціював створення радянської атомної бомби. Один з піонерів пошуку трансуранів брав участь у відкритті 103-го, 104-го, 105-го та 106-го елементів.

Як дають назви новим елементам? Наукові колективи - автори відкриттів надсилають свої пропозиції до IUPAC. Комісія розглядає аргументи «за» та «проти», виходячи з наступних правил: «…знову відкриті елементиможуть бути названі: (а) на ім'я міфологічного персонажа або поняття (включаючи астрономічний об'єкт); (б) за назвою мінералу або аналогічної речовини; (в) за назвою населеного пунктуабо географічної області, (г) відповідно до властивостей елемента або (д) на ім'я вченого».

Цього разу назви новим елементам надавали довго, майже рік. Дата оголошення рішення кілька разів відсувалася. Напруга наростала. Нарешті 28 листопада 2016 року, після закінчення п'ятимісячного терміну для прийому пропозицій та заперечень громадськості, комісія не знайшла причин відкинути ніхоній, московський, тенессин та оганесон та затвердила їх.

До речі, суфікс «он-» не дуже типовий для хімічних елементів. Для оганесона він обраний тому, що хімічним властивостямновий елемент аналогічний інертним газам - це схожість підкреслює співзвуччя з неоном, аргоном, криптоном, ксеноном.

Народження нового елемента – подія історичного масштабу. На сьогоднішній день синтезовано елементи сьомого періоду до 118-го включно, і це не межа. Попереду 119-й, 120-й, 121-й… Ізотопи елементів з атомними номерами понад 100 найчастіше мешкають не більше тисячної частки секунди. І здається, чим важче ядро, тим коротше його життя. Це правило діє до 113 елемента включно. У 1960-х роках Георгій Флеров припустив, що воно не повинно обов'язково дотримуватися принаймні поглиблення в таблицю. Але як це довести? Пошук так званих островів стабільності понад 40 років був одним із найважливіших завдань фізики. У 2006 році колектив вчених під керівництвом Юрія Оганесяна підтвердив їхнє існування. Науковий світзітхнув з полегшенням: значить, сенс шукати все важчі ядра є.

[Кіт Шредінгера] Юрію Цолаковичу, що ж таки є островами стабільності, про які багато говорять останнім часом?

[Юрій Оганесян]Ви знаєте, що ядра атомів складаються з протонів та нейтронів. Але тільки суворо певну кількістьцих "цеглинок" пов'язані один з одним в єдине тіло, яке представляє ядро атома. Комбінацій, які "не спрацьовують", виявляється більше. Тому, в принципі, наш світ перебуває у морі нестабільності. Так, є ядра, які залишилися з часів освіти Сонячна системавони стабільні. Водень, наприклад. Ділянки з такими ядрами називатимемо «континентом». Він поступово йде в море нестабільності у міру того, як ми рухаємося до більш важких елементів. Але, виявляється, якщо далеко втекти від суші, виникає острів стабільності, де народжуються ядра-довгожителі. Острів стабільності – це відкриття, яке вже зроблено, визнано, але точний часжиття довгожителів на цьому острові поки що не передбачається досить добре.

«Отже, що означає штучним шляхом отримати новий елемент? Це означає змінити кількість протонів в атомному ядрі вже відомого елементатак, щоб ядро змінило свій порядковий номер. Якщо взяти, наприклад, ядро плутонію ( атомна вага- 94), влити в нього ядро неону (атомна вага - 10), а потім змусити випустити чотири нейтрони, то й вийде 104 елемент».

З повісті Валерія Аграновського «Взяття сто четвертого», 1966

[КШ] Як відкрили острови стабільності?

[ЮО]Ми довго їх шукали. Коли ставиться завдання, важливо, щоб була однозначна відповідь так чи ні. Причин нульового результату насправді дві: або ти не дістав, або того, що шукаєш, взагалі немає. Ми мали «нуль» до 2000 року. Ми думали, що, можливо, теоретики й мають рацію, коли малюють свої красиві картини, але нам до них не дотягнутися. У 90-ті ми дійшли висновку, що варто ускладнити експеримент. Це суперечило реаліям того часу: потрібна була нова техніка, А коштів не вистачало. Проте до початку ХХIстоліття ми були готові випробувати новий підхід- опромінювати плутоній кальцієм-48.

[КШ] Чому для вас такий важливий кальцій-48, саме цей ізотоп?

[ЮО]Він має вісім зайвих нейтронів. А ми знали, що острів стабільності там, де надлишок нейтронів. Тому важкий ізотоп плутонію-244 опромінювали кальцієм-48. У цій реакції синтезували ізотоп надважкого елемента 114 - флеровія-289, що живе 2,7 секунди. У масштабах ядерних перетворень цей час вважається досить тривалим і є доказом того, що острів стабільності існує. Ми допливли до нього, і в міру просування углиб стабільність тільки зростала.

[КШ] Звідки бралася впевненість, що існують острови стабільності?

[ЮО]Впевненість з'явилася, коли стало зрозуміло, що ядро має структуру… Давно, ще 1928 року, наш великий співвітчизник Георгій Гамов (радянський та американський фізик-теоретик. – «КШ») висловив припущення, що ядерна речовина схожа на краплину рідини. Коли цю модель почали перевіряти, з'ясувалося, що вона напрочуд добре описує глобальні властивості ядер. Але потім наша лабораторія отримала результат, який докорінно змінив ці уявлення. Ми з'ясували, що у звичайному стані ядро не поводиться як краплі рідини, не є аморфним тілома має внутрішню структуру. Без неї ядро існувало б лише 10–19 секунд. Наявність же структурних властивостейядерної матерії призводить до того, що ядро живе секунди, години, і ми сподіваємося, що може жити добу, а може навіть мільйони років. Можливо, це надто сміливе припущення, але ми сподіваємось і шукаємо трансуранові елементив природі.

[КШ] Один із самих хвилюючих питань: чи є межа різноманітності хімічних елементів? Чи їх нескінченно багато?

[ЮО]Крапельна модель передбачала, що їх не більше ста, - така межа існування нових елементів. Сьогодні їх відкрито 118. Скільки ще може бути? Треба зрозуміти відмінні властивості"острівних" ядер, щоб робити прогноз для більш важких. З погляду мікроскопічної теорії, яка враховує структуру ядра, світ наш не закінчується за стільниковим елементом відходом у море нестабільності. Коли ми говоримо про межу існування атомних ядер, то маємо обов'язково це враховувати.

« Влітку 1959 року однією з шосейних доріг рухалася до Москви дивна процесія. Попереду на мотоциклах - два капітана міліції, а за ними важкий трейлер, який зазвичай перевозить танки. Цього разу він тяг вантаж, укритий брезентом і що важить не менше сорока тонн. У кабіні машини сидів похмурий п'ятдесятирічний шофер із незмінною трубкою в роті, якого вантажники називали Павликом.<…>А поряд з ним – молодик на ім'я Юрій Оганесян.

І ось одного разу процесія зупинилася перед мостом через річку. На знаках було написано, що споруда витримує одинадцять тонн.<…>Павлик похмуро порадив вийти всім із кабіни, заклинити кермо, включити швидкість, і будь що буде. Оганесян навіть не посміхнувся.

Він віз до Дубна головну частинунового циклотрону, і з його приїздом мала наступити та щаслива рівновага між думкою вчених і технічними можливостями, яка зумовлює успіх».

З повісті Валерія Аграновського «Взяття сто четвертого», 1966

[КШ] Чи є досягнення, яке ви вважаєте головним у житті?

[ЮО]Я займаюся тим, що мені насправді цікаво. Іноді захоплююсь дуже сильно. Іноді виходить щось, і я тішуся, що вийшло. Це життя. Це не є епізод. Я не належу до категорії людей, які мріяли бути науковцями у дитинстві, у школі. Просто в мене добре виходило з математикою та фізикою, тому я пішов до того вишу, де треба було складати ці іспити. Ну здав. І взагалі, я вважаю, що в житті ми всі дуже сильно схильні до випадковостей. Адже правда? Багато кроків ми робимо зовсім випадковим чином. А потім, коли ти стаєш дорослим, тобі запитують: «Чому ти це зробив?». Ну, зробив та зробив. Це моє звичайне заняття наукою.

Де потрібні трансуранові елементи?

// Ядерна зброя, космос, медицина

Нептунійвикористовується для одержання плутонію. Теоретично може бути паливом для ядерних реакторів нового покоління, що працюють на швидких нейтронах.

Плутоній- у виробництві ядерної зброї, ядерного палива, атомної енергії, а також елементів живлення в космічних апаратах Саме плутонієву бомбу було підірвано 1945 року на полігоні Аламогордо в США під час першого у світі випробування ядерної зброї.

Америцій- для синтезу інших надважких елементів та створення контрольно-вимірювальних приладів (зокрема, для детекторів диму). Теоретично міг би стати паливом для ядерних реакторівна міжпланетних космічних кораблях

Кюрій- у деяких областях ядерних технологій. Міг би мати і ширше застосування, але дуже дорогий.

Берклій- для здобуття одного з ізотопів каліфорнію.

Каліфорній- у променевої терапіїдля лікування пухлин і отримання нових елементів: для синтезу 118-го мета з каліфорнію-249 бомбардували кальцієм-48.

Ейнштейній- для отримання менделевії.

Фермій- Для синтезу подальших елементів.

Інші трансурани, починаючи з Менделевія, поки не знайшли застосування: життя їх ядер занадто коротке.

« …Збираючись у Дубну, я розумів, що знамениті сто п'ятдесят ядер нового елемента, отримані групою Флёрова, не піднімаються горою в директорському кабінеті на кшталт ядрам французької мортири в Історичному музеї. У цьому сенсі численним гостям Дубни не тільки нічого дарувати, а й показувати».

З повісті Валерія Аграновського «Взяття сто четвертого», 1966

"Ми можемо за місяць отримати один атом 118-го елемента"

Зараз ОІЯД будує першу у світі фабрику надважких елементів на базі прискорювача іонів DRIBs-III (Dubna Radioactive Ion Beams), найпотужнішого у своїй галузі енергій. Там синтезуватимуть надважкі елементи восьмого періоду (119, 120, 121) та вироблятимуть радіоактивні матеріали для мішеней. Експерименти розпочнуться наприкінці 2017 – на початку 2018 року. Андрій Попеко із лабораторії ядерних реакцій ім. Г. Н. Флерова ОІЯД розповів, навіщо все це потрібно.

Андрій Попеко.Заступник директора лабораторії ядерних реакцій ім. Г. Н. Флерова Об'єднаного інституту ядерних досліджень.

[Кіт Шредінгера] Андрій Георгійович, як пророкують властивості нових елементів?

[Андрій Попеко]Основна властивість, з якої випливають решта, - це маса ядра. Передбачити її дуже складно, але, виходячи з маси, можна припустити, як ядро розпадатися. Існують різні експериментальні закономірності. Ви можете вивчати ядро та, скажімо, намагатися описати його властивості. Знаючи щось про масу, можна говорити про енергію частинок, які випускатиме ядро, робитиме передбачення про час його життя. Це досить громіздко і не дуже точно, але більш-менш надійно. А от якщо ядро ділиться спонтанно, прогнозування стає справою набагато складнішою та менш точною.

[КШ] Що ми можемо сказати про властивості 118-го?

[АП]Він живе 0,07 секунди та випускає альфа-частинки з енергією 11,7 МеВ. Це виміряно. Надалі можна порівнювати експериментальні дані з теоретичними та поправляти модель.

[КШ] На одній з лекцій ви говорили, що таблиця, можливо, закінчується на 174 елементі. Чому?

[КШ] Тобто?

[АП]Чим більший заряд ядра, тим більше воно притягує електрони. Ядро – плюс, електрони – мінус. Якийсь момент ядро притягне електрони настільки сильно, що вони повинні впасти на нього. Настане межа елементів.

« …Фізики влаштовані так, що коли вони не мають ефекту, вони не втрачають надій, а коли є ефект, не втрачають голови».

З повісті Валерія Аграновського «Взяття сто четвертого», 1966

[КШ] Чи можуть такі ядра існувати?

[АП]Вважаючи, що існує 174 елемент, ми вважаємо, що існує і його ядро. Але чи це так? Уран, 92-й елемент, живе 4,5 млрд років, а 118-й - менше мілісекунди. Власне, раніше вважалося, що таблиця закінчується на елементі, час життя якого дуже мало. Потім з'ясувалося, що не так однозначно, якщо рухатися по таблиці. Спочатку час життя елемента падає, потім, у наступного, трошки збільшується, потім знову падає.

[КШ] Коли збільшується – це і є острів стабільності?

[АП]Це вказівка на те, що вона є. На графіках це добре видно.

Що ще внесли до таблиці Менделєєва

// 113-й, ніхоній

«Ніхон» японською означає «Країна сонця, що сходить». Своїм рішенням IUPAC хотів підтримати Японію, яка нещодавно включилася в трансуранову гонку, приєднавшись до Росії, США та Німеччини.

// 115-й, московський

Це не на честь Москви, а на честь Московської області, де знаходяться місто Дубна і власне Об'єднаний інститут ядерних досліджень. Нагадаємо, що 105 елемент таблиці Менделєєва називається дубній.

// 117-й, тенессин

На території штату Теннессі розташовані Окріджська національна лабораторія, Університет Вандербільта та Університет Теннессі, співробітники яких зробили великий внесок у дослідження надважких елементів.

[КШ] Тоді що таке сам острів стабільності?

[АП]Деяка область, в якій знаходяться ядра ізотопів, мають більш довгий у порівнянні з сусідами час життя.

[КШ] Цю область ще належить знайти?

[АП]Поки тільки краєчок зачепили.

[КШ] Що ви шукатимете на фабриці надважких елементів?

[АП]Експерименти із синтезу елементів займають багато часу. У середньому півроку безперервної роботи. Ми можемо за місяць отримати один атом 118 елемента. Крім того, ми працюємо з високорадіоактивними матеріалами, і наші приміщення мають відповідати спеціальним вимогам. Але коли створювалася лабораторія, їх ще не було. Наразі будується окрема будівля з дотриманням усіх вимог радіаційної безпеки- Тільки цих експериментів. Прискорювач сконструйований для синтезу саме трансуранів. Ми, по-перше, докладно вивчатимемо властивості 117-го і 118-го елементів. По-друге, шукати нові ізотопи. По-третє, намагатися синтезувати ще важчі елементи. Можна отримати 119-й та 120-й.

[КШ] Чи плануються експерименти з новими матеріалами для мішеней?

[АП]Ми вже почали працювати із титаном. На кальцій витратили на загальної складності 20 років – отримали шість нових елементів.

[КШ] На жаль, наукових галузейде Росія займає провідні позиції, не так багато. Як нам вдається перемагати у боротьбі за трансурани?

[АП]Власне, тут лідерами завжди були Сполучені Штати та радянський Союз. Справа в тому, що основним матеріалом для створення атомної зброї був плутоній - його потрібно було якось отримувати. Потім замислилися: а чи не використовувати інші речовини? З ядерної теоріїслід, що необхідно брати елементи з парним номером і непарним атомним вагою. Спробували кюрій-245 – не підійшов. Каліфорній-249 також. Почали вивчати трансуранові елементи. Так вийшло, що першими цим питанням зайнялися Радянський Союз та Америка. Потім Німеччина - там у 60-ті роки була дискусія: чи варто вплутуватися в гру, якщо росіяни з американцями вже все зробили? Теоретики переконали, що варте. У результаті німці отримали шість елементів: зі 107-го до 112-го.

До речі, метод, який вони обрали, розробляв у 70-х роках Юрій Оганесян. І він, як директор нашої лабораторії, відпустив провідних фізиків допомагати німцям. Всі дивувалися: Як це? Але наука є наука, тут не повинно бути конкуренції. Якщо є можливість здобути нові знання, треба брати участь.

[КШ] В ОІЯД обрали інший метод?

[АП]Так. Виявилося, що також вдалий. Дещо пізніше подібні експерименти стали проводити японці. І синтезували 113-й. Ми отримали його майже на рік раніше як продукт розпаду 115, але не стали сперечатися. Бог із ними, не шкода. Ця група японська стажувалась у нас - багатьох з них ми знаємо особисто, дружимо. І це дуже добре. У певному сенсі, це наші учні отримали 113-й елемент. Вони, до речі, підтвердили наші результати. Охочих підтверджувати чужі результати небагато.

[КШ] Для цього потрібна певна чесність.

[АП]Ну так. А як по-іншому? У науці, мабуть, ось так.

[КШ] Як це вивчати явище, яке по-справжньому зрозуміють від сили чоловік п'ятсот у всьому світі?

[АП]Мені подобається. Я все життя цим займаюсь, 48 років.

«Ні сусід по квартирі, ні попутник у поїзді, ні дипломат на банкеті, ні навіть власна дружина власному будинкуне вміють бути гідними співрозмовниками, коли йдеться про кванти чи дивні властивості америція. Звідси й ореол таємничості.

З повісті Валерія Аграновського «Взяття сто четвертого», 1966

[КШ] Більшості з нас неймовірно складно зрозуміти, чим ви займаєтесь. Синтез трансуранових елементів – не та тема, яку обговорюють за вечерею із сім'єю.

[АП]Ми генеруємо нові знання і вони не пропадуть. Якщо ми можемо вивчати хімію окремих атомів, значить, маємо аналітичними методами найвищої чутливості, які свідомо придатні для вивчення речовин, що забруднюють навколишнє середовище. Для рідкісних ізотопів в радіомедицини. А хто зрозуміє фізику елементарних частинок? Хто зрозуміє, що таке бозон Хіггса?

[КШ] Так. Подібна історія.

[АП]Щоправда, людей, які розуміють, що таке бозон Хіггса, все ж таки більше, ніж розбираються в надважкі елементи… Експерименти на Великому адронному колайдері дають винятково важливі практичні результати. Саме у Європейському центрі ядерних досліджень з'явився інтернет.

[КШ] Інтернет – улюблений приклад фізиків.

[АП]А надпровідність, електроніка, детектори, нові матеріали, методи томографії? Все це побічні ефекти фізики високих енергій. Нові знання ніколи не пропадуть.

Боги та герої

// На честь кого називали хімічні елементи

Елемент:Ванадій

Коли відкрито: 1801

На честь когось названо.Ванадис - скандинавська богиня кохання, краси, родючості та війни (як у неї все це виходить?). Володарка валькірій. Вона ж Фрей, Гефна, Хьорн, Марделл, Сюр, Вальфрейя. Це ім'я дано елементу тому, що він утворює різнокольорові і дуже гарні з'єднання, а богиня теж дуже красива.

Елемент:Ніобій

Коли відкрито: 1801

На честь когось названо.Спочатку йому надали ім'я «колумбій» на честь країни, звідки привезли перший зразок мінералу, який містить цей елемент. Але потім було відкрито тантал, який практично з усіх хімічних властивостей збігався з колумбієм. У результаті було вирішено назвати елемент ім'ям Ніобы, дочки грецького царя Тантала.

Елемент:Паладій

Коли відкрито: 1802

На честь чого названо.На честь відкритого того ж року астероїда Паллада, назва якого теж походить від міфів Стародавньої Греції.

Елемент:Кадмій

Коли відкрито: 1817

На честь когось названо.Спочатку цей елемент видобували з цинкової руди, грецька назва якої безпосередньо пов'язана з героєм Кадмом. Цей персонаж прожив яскраве життя: переміг дракона, одружився з Гармонією, заснував Фіви

Елемент:Прометій

Коли відкрито: 1945

На честь когось названо.Так, це той самий Прометей, який віддав вогонь людям, після чого мав серйозні проблемиз божественною владою. І з печінкою.

Елемент:Самарій

Коли відкрито: 1878

На честь когось названо.Ні, це не зовсім на честь міста Самари. Елемент було виділено з мінералу самарскіту, який надав європейським вченим гірничий інженер із Росії Василь Самарський-Биховець (1803–1870). Можна вважати це одним із перших попадань нашої країни в таблицю Менделєєва (якщо не брати до уваги її назву, звичайно).

Елемент:Гадоліній

Коли відкрито: 1880

На честь когось названо.На честь Юхана Гадоліна (1760-1852), фінського хіміка та фізика, який відкрив елемент ітрій.

Елемент:Тантал

Коли відкрито: 1802

На честь когось названо.Грецький царТантал образив богів (є різні версії, чим саме), за що в підземному царстві його всіляко мучили. Приблизно також страждали вчені, прагнучи отримати чистий тантал. На це пішло понад сто років.

Елемент:Торій

Коли відкрито: 1828

На честь когось названо.Першовідкривачем цього елемента був шведський хімік Йонс Берцеліус, який і дав елементу ім'я на честь суворого скандинавського бога Тора.

Елемент:Кюрій

Коли відкрито: 1944

На честь когось названо.Єдиний елемент, названий на честь двох людей – нобелівських лауреатів подружжя П'єра та Марії Кюрі.

Елемент:Ейнштейній

Коли відкрито: 1952

На честь когось названо.Тут усе відомо: Ейнштейн (1879–1955), великий учений.

Елемент:Фермій

Коли відкрито: 1952

На честь когось названо.Названий на честь Енріко Фермі (1901-1954), італо-американського вченого, який зробив великий внесок у розвиток фізики елементарних частинок, творця першого ядерного реактора.

Елемент:Менделєвий

Коли відкрито: 1955

На честь когось названо.Це на честь нашого Дмитра Івановича Менделєєва (1834–1907). Дивно тільки, що автор періодичного закону потрапив у таблицю не відразу, а лише майже через сто років після свого відкриття. Але все одно приємно.

Елемент:Нобелій

Коли відкрито: 1957

На честь когось названо.Навколо назви цього елемента довго точилися суперечки. Пріоритет у його відкритті належить вченим із Дубни, які назвали його жоліотієм на честь ще одного представника сімейства Кюрі – зятя П'єра та Марії Фредеріка Жоліо-Кюрі (теж нобелівського лауреата). Поруч із група фізиків, які у Швеції, запропонувала увічнити пам'ять Альфреда Нобеля (1833–1896). Досить довго в радянській версії таблиці Менделєєва 102-й значився як жоліотій, а в американській та європейській – як нобелій. Але в результаті IUPAC, визнаючи радянський пріоритет, залишив західну версію.

Елемент:Лоуренсій

Коли відкрито: 1961

На честь когось названо.Приблизно та сама історія, що й з нобелієм. Вчені з ОІЯД запропонували назвати елемент резерфордієм на честь батька ядерної фізики Ернеста Резерфорда (1871-1937), американці - лоуренсієм на честь винахідника циклотрона фізика Ернеста Лоуренса (1901-1958). Перемогла американська заявка, а резерфордієм став 104-й елемент.

Елемент:Резерфордій

Коли відкрито: 1964

На честь когось названо.У СРСР він називався курчатовищем на честь радянського фізикаІгоря Курчатова. Остаточна назва була затверджена IUPAC лише у 1997 році.

Елемент:Сіборгій

Коли відкрито: 1974

На честь когось названо.Єдиний до 2016 року випадок, коли елементу надали ім'я здорового вченого. Це був виняток із правила, але дуже великий внесок Гленна Сиборга в синтез нових хімічних елементів.

Елемент:Борій

Коли відкрито: 1976

На честь когось названо.Тут теж була дискусія про назву та пріоритет відкриття. У 1992 році радянські та німецькі вчені домовилися назвати елемент нільсборієм на честь датського фізика Нільса Бора (1885-1962). IUPAC затвердив коротку назву – борій.

Елемент:Мейтнерій

Коли відкрито: 1982

На честь когось названо.Названий на честь Лізи Мейтнер (1878–1968), фізика та радіохіміка, яка працювала в Австрії, Швеції та США. До речі, Мейтнер була одним із небагатьох великих учених, які відмовилися брати участь у Манхеттенському проекті. Будучи переконаною пацифісткою, вона заявила: «Я не робитиму бомбу!»

Елемент:Рентген

Коли відкрито: 1994

На честь когось названо.У цій клітинці увічнений відкривач знаменитих променів Вільгельм Рентген (1845-1923). Елемент синтезували німці, але до дослідницької групи входили і представники Дубни, зокрема Андрій Попеко, інтерв'ю з яким опубліковано в цьому номері.

Елемент:Коперниця

Коли відкрито: 1996

На честь когось названо.На честь великого астронома Миколи Коперника (1473-1543). Як він опинився в одному ряду з фізиками ХІХ-ХХ століття, не зовсім зрозуміло. І зовсім незрозуміло, як називати елемент російською: коперницкий чи коперникий? Допустимими вважаються обидва варіанти.

Елемент:Флеровий

Коли відкрито: 1998

На честь когось названо.Затвердивши цю назву, міжнародне співтовариство хіміків продемонструвало, що цінує внесок російських фізиківу синтез нових елементів. Георгій Флеров (1913–1990) керував лабораторією ядерних реакцій в ОІЯД, де було синтезовано багато трансуранових елементів (зокрема, від 102-го до 110-го). Досягнення ОІЯД увічнені також у назвах 105-го елемента (дубний), 115-го (московський – у Московській області розташована Дубна) та 118-го (оганесон).

Елемент:Оганесон

Коли відкрито: 2002

На честь когось названо.Спочатку про синтез 118-го елемента заявили американці 1999 року. І запропонували назвати його гіорсії на честь фізика Альберта Гіорсо. Але їхній експеримент виявився помилковим. Пріоритет відкриття визнали за вченими із Дубни. Влітку 2016 року IUPAC рекомендував дати елементу назву оганесон на честь Юрія Оганесяна.

«А поки що щоранку, прокидаючись, я хочу зберегти в пам'яті сон, бачений уночі, тому що я часто бачу місто фізиків, і людей у синіх халатах, і циклотрон, і розфарбовані під сонячний спектрверстати для велосипедів, що стоять прямо на вулицях, і тільки 104-й жодного разу до мене не прийшов. Я з нетерпінням чекаю на нього, і мені чомусь здається, що він прийде».

З повісті Валерія Аграновського «Взяття сто четвертого», 1966

на «Кота Шредінгера»

Доповніть інформацію про персону

Медаль_«В_пам'ять_850-річчя_Москви».JPG

Медаль_«За_доблесна праця».jpg

Орден_«За_заслуги_перед_Батьківщиною»_III_ступеня.jpg

Орден_«За_заслуги_перед_Батьківщиною»_IV_ступеня.jpg

Орден_«Знак_Пошани».jpg

Орден_Дружби_Народов.jpg

Орден_Трудового_Червоного_Прапора.jpg

Офіцерський_хрест_Ордена_Заслуги_Республіки_Польща.jpg

Біографія

У 1956 – закінчив МІФІ. Директор лабораторії ядерних реакцій ім. Г.М. Флерова Об'єднаного інституту ядерних досліджень (м. Дубна). Голова Наукової ради з прикладної ядерної фізики.

Головні напрями наукової діяльності

Ядерна фізика та фізика прискорювачів, синтез та дослідження властивостей нових елементів.

Наукові відкриття та досягнення

Спільно з акад. Г.М. Флеровим, Ю.Ц. Оганесян є творцем у нашій країні науково-технічної та експериментальної бази нового наукового спрямування- Фізики важких іонів. Під його науковим керівництвом та за безпосередньої участі в ОІЯД було створено покоління прискорювачів важких іонів (5 установок) із рекордними параметрами. Останній проект – унікальний прискорювальний комплекс для отримання пучків радіоактивних ядер, пуск якого було здійснено у 2002 р.

Ю.Ц. Оганесяном проведено фундаментальні дослідженнямеханізму взаємодії складних ядер Їм було виявлено та досліджено вплив ядерної структурина колективний рух ядер у процесах злиття і поділу, він є автором відкриття нового класу ядерних реакцій - холодного злиття масивних ядер (1974 р.), широко використовуються по теперішній час у різних лабораторіях світу для синтезу нових елементів аж до Z = 112.

Ю.Ц. Оганесяну належать основні роботи із синтезу нових елементів на пучках важких іонів. У 60-70-х роках. їм із співробітниками були вперше проведені експерименти із синтезу елементів із Z = 104 - 108. Для досліджень гранично важких ядер Ю.Ц. Оганесяном було обрано реакції злиття нейтронно-збагачених ізотопів актинідів з прискореними іонами кальцію-48. У 1999 - 2003 роках. у цих реакціях були вперше синтезовані атоми з Z = 111 - 116 та 118, властивості розпаду яких доводять існування "острівів стабільності" в області надважких елементів.

Група Юрія Цолаковича Оганесяна в Об'єднаному інституті ядерних досліджень у Дубні, яка багато років синтезувала нові речовини з фантастичними властивостями, повідомила про синтез елемента з порядковим номером 117 спільно з американськими колегами з національних лабораторій в Окріджі та Лівермор університету Вандербільда. Цей експеримент став у світі науки сенсаційним, тому що в природі не існує елементів з атомними номерамибільше 92, тобто. важче за уран. Зазначимо, що 118-й з'явився раніше за 117-й. Це було з тим, що з синтезу 117-го була потрібна специфічна речовина, яку могли напрацювати лише американці. Вони напрацювали його у себе на високоточному реакторі, доставили до Дубни, де з нього приготували мету і протягом шести місяців у Дубні синтезували 117-й елемент. Треба сказати, що Юрій Оганесян є ще співавтором відкриттів іноземними вченими низки важких елементів: 104 (резерфордій), 105 (Дубній), 106 (Сиборій), 107 (Борій), 117 (Унунсептій).

У 2002 р. у світовому науковому співтовариствінайреальнішим претендентом на здобуття Нобелівської премії розглядався саме Академік РАН Ю.Оганесян. Однак у США спалахнув скандал із фальсифікацією відкриття надважких елементів командою фізиків, які конкурували з групою Ю.Оганесяна. Американці, голос яких є вирішальним під час присудження Нобелівської премії, доклали всіх зусиль, щоб премія не дісталася Росії.

Твори

Присвячені ядерним реакціям, прискорювачам важких іонів, синтезу та дослідженню нових важких хімічних елементів, серед них:

Багатоцільовий ізохронний циклотрон У-250/Р. Ц. Оганесян, Е. Бакевич, І. Б. Єнчевич, 16 с. 21 см, Дубна ОІЯД 1979
Нейтронадлишкові ядра найлегших елементів / Ю. Ц. Оганесян, Ю. Е. Пеніонткевич, Р. Калпакчієва, 12 с. мул. 22 см, Дубна ОІЯД 1989
Ізомерні мішені та пучки / Ю. Ц. Оганесян, С. А. Карамян, 26 с. мул. 22 см, Дубна ОІЯД 1994
Синтез та радіоактивні властивості найважчих ядер / Ю. Ц. Оганесян, 14 с. мул. 22 см, Дубна ОІЯД 1996
Синтез та властивості надважких ядер/ Ю. Ц. Оганесян, 10 с. мул. 22 см, Дубна ОІЯД 1994
Програма ОІЯД з фізики важких іонів при низьких та середніх енергіях / Ю. Ц. Оганесян, Ю. Е. Пеніонжкевич, 18 с. мул. 22 см, Дубна ОІЯД 1994
План роботи Лабораторії ядерних реакцій імені Флерова на 1995: Докл. до 76-ї сес. наук. ради ОІЯД (7-9 червня 1994 р.) / Ю. Ц. Оганесян, 12 с. мул. 21 см, Дубна ОІЯД 1994
До питання про гамма-лазер на ядерних рівнях / Ю. Ц. Оганесян, С. А. Карамян, 11 с. мул. 22 см, Дубна ОІЯД 1994
Дослідження структури ядер за допомогою лазерного випромінювання/Ю. Ц. Оганесян, Ю. П. Гангрський, Б. Н. Марков, 8 с. мул. 21 см., Дубна ОІЯД 1982
Доповідь про науково-дослідну діяльність у 1996 р.: Лаб. ядер. реакцій ім. Флерова: Доп. на 81-й сес. наук. ради ОІЯД, 16-17 січ. 1997 / Ю. Ц. Оганесян, 9 с. мул. 22 см, Дубна ОІЯД 1996
Порушення та розрядка ізомерів в ядерних реакціях / Ю. Ц. Оганесян, С. А. Карамян, 12 с. мул. 22 см, Дубна ОІЯД 1996
Ю.Ц. Оганесян. Реакції синтезу важких ядер: короткий підсумокта перспективи. Ядерна фізика. Т.69, No.6. с. 961 (2006).
Ю. Oganessian. Heaviest nuclei від 48Ca-induced reactions. J. of Physics G, v.34, p.R165 (2007).
Ю. Oganessian та ін. Synthesis з елементів 115 і 113 в реакції 243Am+48Ca. Physical Re-view C, v.72, p.034611 (2005).
Ю. Oganessian та ін. Synthesis ізотопів елементів 118 і 116 в 249Cf і 245Cm +48Ca fusion reactions. Physical Review C, v.74, стор. 044602, (2006).
Ю. Oganessian. Synthesis and decay properties of superheavy elements. J. International Union of Pure and Applied Chemistry, v.78, стор. 889 (2006).
Ю. Oganessian. Sizing up the heavyweights. NATURE, v. 413, p. 122 (2001).

Досягнення

член-кореспондент АН СРСР (1990)
дійсний член РАН (член-кор. 1991)
доктор фізико-математичних наук (1970)
професор (1980)
іноземний член НАН РА

Нагороди, премії

Державна премія СРСР (1975)
Державна премія Російської Федерації (2010)
премія Ленінського Комсомолу
премія ім. І.В. Курчатова
премія Г.М. Флерова (ОІЯД 1993)
премія А. фон Гумбольда (Німеччина 1995)
премія імені Лізи Мейтнер (Європейське Фізичне Товариство 2000)
Лауреат Головної премії за 2001 рік МАІК Наука/Інтерперіодика (РАН. 2002)
орден "Трудового Червоного Прапора"
орден "Знак пошани"
орден "Дружби народів"
орден "За заслуги перед Батьківщиною" ІІІ ступеня
орден "За заслуги перед Батьківщиною" IV ступеня
орден Дружби (Монголія)
орден Дружби ІІ ступеня (КНДР)
офіцерський хрест ордену Заслуги Республіки Польща
медаль «На згадку про 850-річчя Москви»
медаль «За доблесну працю. На ознаменування 100-річчя від дня народження В.І. Леніна»
Золота медаль № 1 (Держкомітет з науки Міністерства освіти і науки Республіки Вірменія – за визначні досягнення)

Членство в наукових товариствах та організаціях

іноземний член Сербської Академії Наук та Мистецтв (1995)
почесний професор Університету ім. Гете (Франкфурт на Майні, Німеччина, 2002)
почесним доктором Університету Мессіна (Італія, 2002)
завідувач філією кафедри МІФІ
голова спеціалізованої вченої ради, головою наукової ради РАН з прикладної ядерної фізики
почесний доктор Єреванського державного університету

"J.Phys.G"
"Nuclear Physics News International"
"Il Nuovo Cimente"
"Particles and Nuclei"
"Particle Accelerators"
член редакції журналу «Фізика елементарних частинок та атомного ядра»

GANIL (Франція)
RIKEN (Японія)

Різне

Зображення

Бібліографія

Велика російська біографічна енциклопедія. (3 CD)

Народився 14 квітня 1933 р. в Ростові-на-Дону вірменській сім'ї. Батько Цолак Оганесян працював головним теплотехніком міста. Наприкінці 1930-х років. родина переїхала до Єревану, куди батько був направлений у відрядження на будівництво заводу синтетичного каучуку.

Освіта, вчені ступені
Спочатку Юрій Оганесян хотів стати архітектором і подав документи до Московського архітектурного інституту, успішно витримавши конкурс з малюнку та живопису. А також здав вступні екзаменидо Московського інженерно-фізичного інституту (нині - Національний дослідницький ядерний університет "МІФІ"), в якому в результаті залишився вчитися. Закінчив МІФІ 1956 р.

Лікар фізико-математичних наук (1970). Кандидатська дисертація, захист якої проходила у Московському державному університеті ім. М. В. Ломоносова, була присвячена "γ-випромінювання ядер з високим спином у реакціях з важкими іонами". Тема докторської дисертації – "Поділ збуджених ядер та можливості синтезу нових ізотопів", її Оганесян захистив в Об'єднаному інституті ядерних досліджень (ОІЯД; м. Дубна, Московська обл.).
У 1980 р. Юрію Оганесяну було присвоєно вчене званняпрофесора. У 1990 р. його було обрано членом-кореспондентом Академії наук СРСР, у 2003 р. - академіком Російської академіїнаук (РАН).

Діяльність
Після закінчення МІФІ працював в Інституті атомної енергії АН СРСР (нині - НДЦ "Курчатівський інститут", Москва).
У 1958 р. перейшов на посаду молодшого наукового співробітника до Лабораторії ядерних реакцій (ЛЯР) ОІЯД, де почав працювати під керівництвом директора-засновника лабораторії фізика-ядерника Георгія Флерова. Згодом був начальником сектору та відділу, заступником директора ЛЯР ОІЯІ.
1989-1996 р. - директор Лабораторії ядерних реакцій ім. Г. Н. Флерова Об'єднаного інституту ядерних досліджень. З 1997 р. до зв. в. - Науковий керівник ЛЯР ОІЯЇ.
З 2003 р. з моменту освіти завідує кафедрою ядерної фізики. Державного університету"Дубна" (базова кафедра ЛЯР ОІЯД).
Член Відділення фізичних наукРАН (секція ядерної фізики). Очолює Наукову раду з прикладної ядерної фізики та Наукову раду "Релятивістська ядерна фізика та фізика важких іонів" Академії наук. Член Ради старійшин РАН (з 2018 року).
Іноземний член Сербської академії наук та мистецтв (1995), Національної академіїнаук Республіки Вірменія (2006), Польської академії знань у Кракові (2017). Почесний членКоролівське хімічне товариство Великобританії (2018). Професор Паризького університету (Франція) та Університету Конан у м. Кобе (Японія), почесний професор МІФІ, Франкфуртського університету ім. Гете (Німеччина, 2002) та Університету Мессіна (Італія, 2002). Почесний доктор Єреванського державного університету.
Член редколегії та редакційних порад наукових журналів"Ядерна фізика" (Москва), "Фізика елементарних частинок та атомного ядра" (ОІЯД, Дубна), а також низки зарубіжних академічних видань.
Внесок в науку
Юрій Оганесян - спеціаліст в галузі експериментальної фізикиатомного ядра, досліджень ядерних реакцій, синтезу та дослідження властивостей нових елементів таблиці Менделєєва, фізики та техніки прискорювачів заряджених частинок, використання прискорених важких іонів у нанотехнологіях. Є одним із засновників нового наукового напряму – фізики важких іонів (спільно з Флеровим). Автор відкриття нового класу ядерних реакцій - холодного злиття масивних ядер (1974), що широко використовуються в даний час у різних лабораторіях світу для синтезу нових елементів. Відкрив реакції синтезу надважких елементів (1975-1978). Брав участь у роботах із синтезу 104, 105 та 106 елементів таблиці Менделєєва. Під керівництвом Оганесяна у 2000-х pp. в ОІЯД було виявлено нові хімічні елементи – від 113 до 118 включно. В результаті цих відкриттів було виявлено область стабільності надважких ядер.
28 листопада 2016 р. Міжнародний союз теоретичної та прикладної хімії присвоїв 118-му елементу таблиці Менделєєва ім'я оганесон (символ - Og) - на честь Юрія Оганесяна. Став другим вченим, після американського хіміка Гленна Сіборга, ім'ям якого за життя було названо хімічний елемент.
Автор та співавтор понад 460 наукових статей. Серед них - "Деякі методи прискорення важких ядер" (1969), "Перспективи досліджень за допомогою важких іонів та розвиток прискорювальних установок" (1979), "Синтез та властивості надважких ядер" (1994), "Синтез та радіоактивні властивості найважчих ядер" ( 1996), "Перші атоми острова стабільності надважких елементів" (1999), "Шлях до "острів стабільності" надважких елементів" (2000), "Реакції синтезу важких ядер: короткий підсумок та перспективи" (2006) та ін.

Нагороди
Лауреат премії Ленінського комсомолу, Державної премії СРСР (1975) та Державної премії РФ у галузі науки та технологій (за 2010 р. "за відкриття нової областістабільності надважких елементів", разом із фізиком Михайлом Іткісом). Нагороджений орденамиТрудового Червоного Прапора, "Знак Пошани", Дружби народів (1993), Пошани (2009), "За заслуги перед Вітчизною" II (2017), III (2003) та IV (1999) ступенів.
Серед закордонних нагород: ордени Дружби (Монголія), Дружби II ступеня (КНДР), Пошани (Вірменія; 2016), офіцерського хреста ордену Заслуги Республіки Польща.

Вклад вченого відзначений золотою медаллю ім. І. В. Курчатова АН СРСР (1989) та великою золотою медаллю ім. М. В. Ломоносова РАН (2017), золотою медаллю Національної академії наук Вірменії (2008) та преміями ім. Г. Н. Флерова (ОІЯД; 1993), ім. Олександра фон Гумбольдта (Німеччина; 1995), ім. Лізи Мейтнер (Європейське фізичне товариство; 2000) та ін.
Юрій Оганесян – почесний громадянин м. Дубни. Очолює федерацію воднолижного спорту міста.

Був одружений з відомою скрипалькою, педагогом Дитячим. музичної школим. Дубни Ірині Левонівні Оганесян (1932-2010). Після її смерті Юрій Оганесян за підтримки уряду Московської області заснував у 2011 р. конкурс скрипалів та віолончелістів ім. І. Оганесян (згодом він став всеросійським).

Міжнародний союз теоретичної та прикладної хімії (IUPAC) затвердив назви нових чотирьох елементів таблиці Менделєєва: 113-го, 115-го, 117-го і 118-го. Останній названо на честь російського фізика, академіка Юрія Оганесяна. Вчені потрапляли "в клітинку" і раніше: Менделєєв, Ейнштейн, Бор, Резерфорд, подружжя Кюрі ... Але лише вдруге в історії це сталося за життя вченого. Прецедент трапився 1997 року, коли такої честі удостоївся Глен Сіборг. Юрію Оганесяну давно пророкують Нобелівську премію. Але, погодьтеся, отримати власну клітинку в таблиці Менделєєва набагато крутіше.

У нижніх рядках таблиці ви легко знайдете уран, його атомний номер 92. Усі наступні елементи, починаючи з 93-го, - це звані трансурани. Деякі з них з'явилися приблизно 10 мільярдів років тому внаслідок ядерних реакцій усередині зірок. Сліди плутонію та нептунія були виявлені в земній корі. Але більшість трансуранових елементів давно розпалася, і тепер можна лише передбачати, якими вони були, щоб потім намагатися відтворити їх у лабораторних умовах.

Першими це зробили в 1940 році американські вчені Глен Сіборг і Едвін Макміллан. Народився плутоній. Пізніше група Сиборга синтезувала америцій, кюрій, берклій... На той час майже весь світ включився в гонку за надважкими ядрами.

Юрій Оганесян (нар. 1933). Випускник МІФІ, спеціаліст у галузі ядерної фізики, академік РАН, науковий керівник лабораторії ядерних реакцій ОІЯД. Голова Наукової ради РАН із прикладної ядерної фізики. Має почесні звання в університетах та академіях Японії, Франції, Італії, Німеччини та інших країн. Нагороджувався Державною премією СРСР, орденами Трудового Червоного Прапора, Дружби народів, «За заслуги перед Батьківщиною» та ін. Фото: wikipedia.org

Юрій Оганесян був учнем Флерова та одним із тих, хто синтезував резерфордій, потім дубній та більш важкі елементи. Завдяки успіхам радянських учених Росія вирвалася в лідери трансуранових перегонів і зберігає цей статус досі.

Науковий колектив, робота якого призвела до відкриття, спрямовує свою пропозицію до IUPAC. Комісія розглядає аргументи "за" і "проти", виходячи з наступних правил: "…знов відкриті елементи можуть бути названі: (а) на ім'я міфологічного персонажа або поняття (включаючи астрономічний об'єкт), (б) за назвою мінералу або аналогічної речовини, (в) за назвою населеного пункту або географічної області, (г) відповідно до властивостей елемента або (д) на ім'я вченого".

Назви чотирьох нових елементів присвоювали довго, майже рік. Дата оголошення рішення кілька разів відсувалася. Напруга наростала. Нарешті 28 листопада 2016 року, після закінчення п'ятимісячного терміну для прийому пропозицій та заперечень громадськості, комісія не знайшла причин відкинути ніхоній, московський, тенессин та оганесон та затвердила їх.

До речі, суфікс "-він" не дуже типовий для хімічних елементів. Для оганесону він обраний тому, що за хімічними властивостями новий елемент аналогічний інертним газам - ця схожість підкреслює співзвуччя з неоном, аргоном, криптоном, ксеноном.

У 1960-х роках Георгій Флеров припустив, що воно не повинно обов'язково дотримуватися принаймні поглиблення в таблицю. Але як це довести? Пошук так званих островів стабільності понад 40 років був одним із найважливіших завдань фізики. У 2006 році колектив вчених під керівництвом Юрія Оганесяна підтвердив їхнє існування. Науковий світ зітхнув з полегшенням: отже, сенс шукати все важчі ядра є.

Коридор легендарної Лабораторії ядерних реакцій ОІЯД. Фото: Дар'я Голубович/"Кіт Шредінгера"

Юрію Цолаковичу, що ж таки є островами стабільності, про які багато говорять останнім часом?

Юрій Оганесян:Ви знаєте, що ядра атомів складаються з протонів та нейтронів. Але тільки строго певна кількість цих "цеглинок" пов'язані один з одним в єдине тіло, яке представляє ядро атома. Комбінацій, які "не спрацьовують", виявляється більше. Тому, в принципі, наш світ перебуває у морі нестабільності. Так, є ядра, які залишилися з часів утворення Сонячної системи, вони є стабільними. Водень, наприклад. Ділянки з такими ядрами називатимемо "континентом". Він поступово йде в море нестабільності у міру того, як ми йдемо до більш важких елементів. Але, виявляється, якщо далеко втекти від суші, виникає острів стабільності, де народжуються ядра-довгожителі. Острів стабільності - це відкриття, яке вже зроблено, визнано, але точний час життя довгожителів на цьому острові поки що не передбачається досить добре.

Як відкрили острови стабільності?

Юрій Оганесян:Ми довго їх шукали. Коли ставиться завдання, важливо, щоб була однозначна відповідь "так" чи "ні". Причин нульового результату насправді дві: або ти не дістав, або того, що шукаєш, взагалі немає. У нас був "нуль" до 2000 року. Ми думали, що, можливо, теоретики й мають рацію, коли малюють свої красиві картини, але нам до них не дотягнутися. У 90-ті ми дійшли висновку, що варто ускладнити експеримент. Це суперечило реаліям на той час: потрібна була нова техніка, а коштів не вистачало. Проте до початку ХХI століття ми були готові випробувати новий підхід – опромінювати плутоній кальцієм-48.

Чому для вас такий важливий саме кальцій-48, саме цей ізотоп?

Юрій Оганесян:Він має вісім зайвих нейтронів. А ми знали, що острів стабільності там, де надлишок нейтронів. Тому важкий ізотоп плутонію-244 опромінювали кальцієм-48. У цій реакції синтезували ізотоп надважкого елемента 114 - флеровію-289, який живе 2,7 секунди. У масштабах ядерних перетворень цей час вважається досить тривалим і є доказом того, що острів стабільності існує. Ми допливли до нього, і в міру просування углиб стабільність тільки зростала.

Фрагмент сепаратора ACCULINNA-2, у якому вивчається структура легких екзотичних ядер. Фото: Дар'я Голубович/"Кіт Шредінгера"

Чому, загалом, була впевненість, що існують острови стабільності?

Юрій Оганесян:Впевненість з'явилася, коли стало зрозуміло, що ядро має структуру… Давно ще в 1928 році наш великий співвітчизник Георгій Гамов (радянський і американський фізик-теоретик) висловив припущення, що ядерна речовина схожа на краплину рідини. Коли цю модель почали перевіряти, з'ясувалося, що вона напрочуд добре описує глобальні властивості ядер. Але потім наша лабораторія отримала результат, який докорінно змінив ці уявлення. Ми з'ясували, що у звичайному стані ядро не веде себе подібно до краплі рідини, не є аморфним тілом, а має внутрішню структуру. Без неї ядро існувало б лише 10-19 секунд. А наявність структурних властивостей ядерної матерії призводить до того, що ядро живе секунди, години, а ми сподіваємося, що може жити добу, а може навіть мільйони років. Ця надія, мабуть, і надто смілива, але ми сподіваємося і шукаємо трансуранові елементи в природі.

Одне з найбільш хвилюючих питань: чи є межа різноманітності хімічних елементів? Чи їх нескінченно багато?

Юрій Оганесян:Крапельна модель передбачала, що їх трохи більше ста. З її погляду є межа існування нових елементів. Сьогодні їх відкрито 118. Скільки ще може бути?.. Треба зрозуміти відмінні властивості "острівних" ядер, щоб прогнозувати більш важкі. З погляду мікроскопічної теорії, яка враховує структуру ядра, світ наш не закінчується за стільниковим елементом відходом у море нестабільності. Коли ми говоримо про межу існування атомних ядер, ми маємо обов'язково це врахувати.

Чи є досягнення, яке ви вважаєте найголовнішим у житті?

Юрій Оганесян:Я займаюся тим, що мені насправді цікаво. Іноді захоплююсь дуже сильно. Іноді виходить щось, і я тішуся, що вийшло. Це життя. Це не є епізод. Я не належу до категорії людей, які мріяли бути науковцями у дитинстві, у школі, немає. Але просто в мене якось добре виходило з математикою та фізикою, і тому я пішов до того вишу, де треба було складати ці іспити. Ну здав. І взагалі, я вважаю, що в житті ми всі дуже сильно схильні до випадковостей. Правда, адже? Дуже багато кроків у житті ми робимо зовсім випадковим чином. А потім, коли ти стаєш дорослим, тобі запитують: "Чому ти це зробив?". Ну, зробив та зробив. Це моє звичайне заняття наукою.

"Ми можемо за місяць отримати один атом 118 елемента"

Зараз ОІЯД будує першу у світі фабрику надважких елементів на базі прискорювача іонів DRIBs-III (Dubna Radioactive Ion Beams), найпотужнішого у своїй галузі енергій. Там синтезуватимуть надважкі елементи восьмого періоду (119, 120, 121) та вироблятимуть радіоактивні матеріали для мішеней. Експерименти розпочнуться наприкінці 2017 – на початку 2018 року. Андрій Попеко, із лабораторії ядерних реакцій ім. Г. Н. Флерова ОІЯД, розповів, навіщо все це потрібно.

Андрію Георгійовичу, як пророкують властивості нових елементів?

Андрій Попеко:Основна властивість, з якої випливають решта, - це маса ядра. Передбачити її дуже складно, але, виходячи з маси, можна припустити, як ядро розпадатися. Існують різні експериментальні закономірності. Ви можете вивчати ядро та, скажімо, намагатися описати його властивості. Знаючи щось про масу, можна говорити про енергію частинок, які випускатиме ядро, робитиме передбачення про час його життя. Це досить громіздко і не дуже точно, але більш-менш надійно. А от якщо ядро ділиться спонтанно, прогнозування стає справою набагато складнішою та менш точною.

Що ми можемо сказати про властивості 118-го?

Андрій Попеко:Він живе 0,07 секунди та випускає альфа-частинки з енергією 11,7 МеВ. Це виміряно. Надалі можна порівнювати експериментальні дані з теоретичними та поправляти модель.

На одній з лекцій ви говорили, що таблиця, можливо, закінчується на 174 елементі. Чому?

Андрій Попеко:Передбачається, що далі електрони просто впадуть на ядро. Чим більший заряд ядра, тим більше воно притягує електрони. Ядро – плюс, електрони – мінус. Якийсь момент ядро притягне електрони настільки сильно, що вони повинні впасти на нього. Настане межа елементів.

Чи можуть такі ядра існувати?

Андрій Попеко:Вважаючи, що існує 174 елемент, ми вважаємо, що існує і його ядро. Але чи це так? Уран, 92-й елемент, живе 4,5 млрд років, а 118-й - менше мілісекунди. Власне, раніше вважалося, що таблиця закінчується на елементі, час життя якого дуже мало. Потім з'ясувалося, що не так однозначно, якщо рухатися по таблиці. Спочатку час життя елемента падає, потім, у наступного, трошки збільшується, потім знову падає.

Рулони з трековими мембранами – наноматеріалом для очищення плазми крові при лікуванні важких інфекційних захворювань, усуненні наслідків хіміотерапії. Ці мембрани розробили в Лабораторії ядерних реакцій ОІЯД ще у 1970-ті роки. Фото: Дар'я Голубович/"Кіт Шредінгера"

Коли збільшується – це і є острів стабільності?

Андрій Попеко:Це вказівка на те, що вона є. На графіках це добре видно.

Тоді що таке сам острів стабільності?

Андрій Попеко:Деяка область, у якій перебувають ядра ізотопів, які мають більш довгим проти сусідами часом життя.

Цю область ще потрібно знайти?

Андрій Попеко:Поки тільки краєчок зачепили.

Що ви шукатимете на фабриці надважких елементів?

Андрій Попеко:Експерименти із синтезу елементів займають багато часу. У середньому півроку безперервної роботи. Ми можемо за місяць отримати один атом 118 елемента. Крім того, ми працюємо з високорадіоактивними матеріалами, і наші приміщення мають відповідати спеціальним вимогам. Але коли створювалася лабораторія, їх ще не було. Наразі будується окрема будівля з дотриманням усіх вимог радіаційної безпеки – лише для цих експериментів. Прискорювач сконструйований для синтезу саме трансуранів. Ми, по-перше, докладно вивчатимемо властивості 117-го та 118-го елементів. По-друге, шукати нові ізотопи. По-третє, намагатися синтезувати ще важчі елементи. Можна отримати 119-й та 120-й.

Чи плануються експерименти з новими матеріалами для мішеней?

Андрій Попеко:Ми вже почали працювати із титаном. На кальцій витратили загалом 20 років – отримали шість нових елементів.

На жаль, наукових областей, де Росія посідає провідні позиції, не так багато. Як нам вдається перемагати у боротьбі за трансурани?

Андрій Попеко:Власне, тут лідерами завжди були Сполучені Штати та Радянський Союз. Справа в тому, що основним матеріалом для створення атомної зброї був плутоній - його потрібно було якось отримувати. Потім замислилися: а чи не використовувати інші речовини? З ядерної теорії випливає, що треба брати елементи з парним номером та непарною атомною вагою. Спробували кюрій-245 – не підійшов. Каліфорній-249 також. Почали вивчати трансуранові елементи. Так вийшло, що першими цим питанням зайнялися Радянський Союз та Америка. Потім Німеччина - там у 60-ті роки була дискусія: чи варто вплутуватися в гру, якщо росіяни з американцями вже все зробили? Теоретики переконали, що варте. У результаті німці отримали шість елементів: зі 107-го до 112-го. До речі, метод, який вони обрали, розробляв у 70-х роках Юрій Оганесян. І він, як директор нашої лабораторії, відпустив провідних фізиків допомагати німцям. Усі дивувалися: "Як це?" Але наука є наука, тут не повинно бути конкуренції. Якщо є можливість здобути нові знання, треба брати участь.

Надпровідний ECR-джерело - за допомогою якого отримують пучки високо-зарядних іонів ксенону, йоду, криптону, аргону. Фото: Дар'я Голубович/"Кіт Шредінгера"

В ОІЯД обрали інший метод?

Андрій Попеко:Так. Виявилося, що також вдалий. Дещо пізніше подібні експерименти стали проводити японці. І синтезували 113-й. Ми отримали його майже на рік раніше як продукт розпаду 115, але не стали сперечатися. Бог із ними, не шкода. Ця група японська стажувалась у нас - багатьох з них ми знаємо особисто, дружимо. І це дуже добре. У певному сенсі, це наші учні отримали 113-й елемент. Вони, до речі, підтвердили наші результати. Охочих підтверджувати чужі результати небагато.

Для цього потрібна певна чесність.

Андрій Попеко:Ну так. А як по-іншому? У науці, мабуть, ось так.

Як це вивчати явище, яке по-справжньому зрозуміють від сили чоловік п'ятсот у всьому світі?

Андрій Попеко:Мені подобається. Я все життя цим займаюсь, 48 років.

Більшості з нас неймовірно складно зрозуміти, чим ви займаєтесь. Синтез трансуранових елементів – не та тема, яку обговорюють за вечерею із сім'єю.

Андрій Попеко:Ми генеруємо нові знання і вони не пропадуть. Якщо ми можемо вивчати хімію окремих атомів, отже, маємо аналітичні методи найвищої чутливості, які свідомо придатні вивчення речовин, забруднюючих довкілля. Для рідкісних ізотопів в радіомедицини. А хто зрозуміє фізику елементарних частинок? Хто зрозуміє, що таке бозон Хіггса?

Так. Подібна історія.

Андрій Попеко:Щоправда, людей, які розуміють, що таке бозон Хіггса, все ж таки більше, ніж тих, хто знається на надважких елементах… Експерименти на Великому адронному колайдері дають винятково важливі практичні результати. Саме у Європейському центрі ядерних досліджень з'явився інтернет.

Інтернет – улюблений приклад фізиків.

Андрій Попеко:А надпровідність, електроніка, детектори, нові матеріали, методи томографії? Це побічні ефекти фізики високих енергій. Нові знання ніколи не пропадуть.

Боги та герої. На честь кого називали хімічні елементи

Ванадій, V(1801). Ванадис - скандинавська богиня кохання, краси, родючості та війни (як у неї все це виходить?). Володарка валькірій. Вона ж Фрей, Гефна, Хьорн, Марделл, Сюр, Вальфрейя. Це ім'я дано елементу тому, що він утворює різнокольорові і дуже гарні з'єднання, а богиня теж дуже красива.

Ніобій, Nb(1801). Спочатку називався колумбієм на честь країни, звідки привезли перший зразок мінералу, який містить цей елемент. Але потім було відкрито тантал, який практично з усіх хімічних властивостей збігався з колумбієм. У результаті було вирішено назвати елемент ім'ям Ніобы, дочки грецького царя Тантала.

Паладій, Pd(1802). На честь відкритого того ж року астероїда Паллада, назва якого теж походить від міфів Стародавньої Греції.

Кадмій, Cd(1817 р.). Спочатку цей елемент видобували з цинкової руди, грецька назва якої безпосередньо пов'язана з героєм Кадмом. Цей персонаж прожив яскраве та насичене життя: переміг дракона, одружився з Гармонією, заснував Фіви.

Прометій, Pm(1945 р.). Так, це той самий Прометей, який віддав вогонь людям, після чого мав серйозні проблеми з божественною владою. І з печінкою.

Самарій, Sm(1878). Ні, це не зовсім на честь міста Самари. Елемент був виділений з мінералу самарскіту, який надав європейським вченим гірничий інженер із Росії Василь Самарський-Биховець (1803-1870). Можна вважати це першим попаданням нашої країни в таблицю Менделєєва (якщо не брати до уваги її назву, звичайно).

Гадоліній, Gd(1880 р. названий на честь Юхана Гадоліна (1760-1852), фінського хіміка та фізика, що відкрив елемент ітрій.

Тантал, Ta(1802). Грецький цар Тантал образив богів (є різні версії, ніж саме), внаслідок чого у підземному царстві його всіляко мучили. Приблизно також страждали вчені, намагаючись отримати чистий тантал. На це пішло понад сто років.

Торій, Th(1828). Першовідкривачем був шведський хімікЙонс Берцеліус, який і дав елементу ім'я на честь суворого скандинавського бога Тора.

Кюрій, Cm(1944 р.). Єдиний елемент, названий на честь двох осіб - нобелівських лауреатів подружжя П'єра (1859-1906) та Марії (1867-1934) Кюрі.

Ейнштейній, Es(1952 р.). Тут все відомо: Ейнштейн, великий учений. Щоправда, синтезом нових елементів не займався.

Фермій, Fm(1952 р). Названий на честь Енріко Фермі (1901-1954), італо-американського вченого, який зробив великий внесок у розвиток фізики елементарних частинок, творця першого ядерного реактора.

Менделєвий, Md(1955 р.). Це на честь нашого Дмитра Івановича Менделєєва (1834–1907). Дивно лише, що автор періодичного закону потрапив до таблиці не одразу.

Нобелій, No(1957 р.). Навколо назви цього елемента довго точилися суперечки. Пріоритет у його відкритті належить вченим із Дубни, які назвали його жоліотієм на честь ще одного представника сімейства Кюрі – зятя П'єра та Марії Фредеріка Жоліо-Кюрі (теж нобелівського лауреата). Поруч із група фізиків, які у Швеції, запропонувала увічнити пам'ять Альфреда Нобеля (1833-1896). Досить довго в радянській версії таблиці Менделєєва 102-й значився як жоліотій, а в американській та європейській – як нобелій. Але у результаті ІЮПАК, визнаючи радянський пріоритет, залишив західну версію.

Лоуренсій, Lr(1961 р.). Приблизно та сама історія, що й з нобелієм. Вчені з ОІЯД запропонували назвати елемент резерфордієм на честь батька ядерної фізики Ернеста Резерфорда (1871-1937), американці - лоуренсієм на честь винахідника циклотрона фізика Ернеста Лоуренса (1901-1958). Перемогла американська заявка, а резерфордієм став 104-й елемент.

Резерфордій, Rf(1964 р.). У СРСР він називався курчатовищем на честь радянського фізика Ігоря Курчатова. Остаточну назву було затверджено ІЮПАК лише 1997 року.

Сіборгій, Sg(1974 р.). Перший і єдиний до 2016 року випадок, коли хімічному елементу привласнили ім'я вченого. Це був виняток із правила, але дуже великий внесок Гленна Сиборга в синтез нових елементів (приблизно десяток клітин у таблиці Менделєєва).

Борій, Bh(1976 р.). Тут теж була дискусія про назву та пріоритет відкриття. У 1992 році радянські та німецькі вчені домовилися назвати елемент нільсборієм на честь датського фізика Нільса Бора (1885-1962). ІЮПАК затвердив скорочену назву – борій. Це рішення не можна назвати гуманним стосовно школярів: їм доводиться запам'ятати, що бор і борій - це різні елементи.

Мейтнерій, Mt(1982 р.). Названий на честь Лізи Мейтнер (1878-1968), фізика та радіохіміка, яка працювала в Австрії, Швеції та США. До речі, Мейтнер була одним із небагатьох великих учених, які відмовилися брати участь у Манхеттенському проекті. Будучи переконаною пацифісткою, вона заявила: "Я не робитиму бомбу!".

Рентген, Rg(1994 р.). У цій клітинці увічнений відкривач знаменитих променів, перший в історії Нобелівський лауреатз фізики Вільгельм Рентген (1845–1923). Елемент синтезували німецькі вчені, щоправда, до дослідницької групи входили і представники Дубни, зокрема Андрій Попеко.

Коперниця, Cn(1996). На честь великого астронома Миколи Коперника (1473–1543). Як він опинився в одному ряду із фізиками XIX-XX століття, не зовсім зрозуміло. І зовсім незрозуміло, як називати елемент російською: коперницкий чи коперникий? Допустимими вважаються обидва варіанти.

Флеровий, Fl(1998 р.). Затвердивши цю назву, міжнародне співтовариство хіміків продемонструвало, що цінує внесок російських фізиків у синтез нових елементів. Георгій Флеров (1913-1990) керував лабораторією ядерних реакцій в ОІЯД, де було синтезовано багато трансуранових елементів (зокрема, від 102-го до 110-го). Досягнення ОІЯД увічнені також у назвах 105-го елемента ( дубня), 115-го ( московський- у Московській області розташована Дубна) та 118-го ( оганесон).

Оганесон, Og(2002). Спочатку про синтез 118-го елемента заявили американці 1999 року. І запропонували назвати його гіорсії на честь фізика Альберта Гіорсо. Але їхній експеримент виявився помилковим. Пріоритет відкриття визнали за вченими із Дубни. Влітку 2016 року ІЮПАК рекомендував дати елементу назву оганесон на честь Юрія Оганесяна.

Перші 117 елементів таблиці Менделєєва були нормальними. І ось з'явився 118-й.

Ніхоній (Nh), московський (Mc), тенессин (Ts) та оганесон (Og) з'явилися у таблиці Менделєєва у 2016 році. Фото: Antoine2K.

Оганесон (Og), у дівоцтві унуноктій, у 2016 році отримав ім'я на честь Юрія Оганесяна, наукового керівника Лабораторії ядерних реакцій ім. Г.М. Флерова Об'єднаного інституту ядерних досліджень у Дубні. Це другий елемент, названий ім'ям ще здорової людини, після сиборгія (Sg), названого в 1997 на честь живого Гленна Сиборга (1912-1999).

Закінчення -вінсвідчить про належність оганесону до благородних газів – групи елементів, до якої також входять гелій (He), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Xe), радон (Rn). Так, гелій без належного закінчення – може, тому що коли набираєш повні легкі гелія, голос починає звучати не надто благородно.

Оганесон - найважчий на сьогоднішній день елемент періодичної таблиці, його атомна маса - більше 294 атомних одиниць маси, що майже в 25 разів важче за типовий ізотоп вуглецю з вашого тлінного тіла. На відміну від вуглецю шукати оганесон у себе під пахвою або в жирових складочках не варто - у природі він взагалі не зустрічається, і за весь час було штучно синтезовано лише кілька атомів цього радіоактивного елемента, кожен із яких проіснував менше мілісекунди.

У зв'язку з цим, говорячи про властивості оганесону, вчені покладаються виключно на теоретичні прогнози. І чимало цих передбачуваних властивостей досить дивні.

Розподіл щільності електронів у трьох благородних елементах без урахування релятивістських ефектів (вгорі) та з урахуванням оних (внизу). Згідно з розрахунками, в аганесоні електрони не обмежують себе орбіталями, а формують рівномірну хмару Фермі-газу.

Якщо керуватися обчисленнями, заснованими на класичної фізики, то електрони оганесону повинні розташовуватися в оточуючих атомне ядрооболонках, як у багатьох нормальних елементів. Однак оганесон - елемент надважкий, а значить, через великий заряд ядра його електрони розганяються до таких значних швидкостей, що виникає необхідність враховувати теорію відносності Ейнштейна, і якщо включити її в розрахунки, то виходить дивна штука: замість дискретних електронних оболонок електрони витають більш-менш рівномірно розмитому хмарі електронного газу!

Шляхетні гази ще називають інертними, тому що вони хімічно неактивні і беруть участь у реакціях лише в екстремальних умовяк при апокаліпсисі. Оганесон – виняток. Через незвичайний розподіл електронів він легко віддає і приймає електрони, а отже, може бути хімічно реактивним. Виходить, що оганесон – парадоксально неінертний шляхетний газ.

До того ж, він зовсім і не газ у звичному розумінні цього слова. У «розмазаному» стані хмари електрони оганесону легко поляризуються, а отже, атоми елемента зв'язуватимуться один з одним міцними вандерваальсовими взаємодіями. Замість того щоб відскакувати один від одного, немов футбольні м'ячики, як у типових газах, атоми оганесону при кімнатній температурі, ймовірно, будуть прагнути злипнутися в тверду речовину! Це вже не благородний газ, а шляхетна твердь якась.

Протони ядра оганесона теж можуть поводитися нестандартно. Зазвичай протони відштовхуються один від одного в силу позитивного заряду, але не розлітаються завдяки так званим ядерним силам, в основі яких лежить сильна взаємодія – набагато сильніша, ніж кулонівські взаємодії між зарядами. Однак у оганесона протонів аж 118 штук, тому їх об'єднані кулонівські зусилля можуть частково подолати ядерну силу, в результаті чого в ядрі сформується міхур! У центрі ядра протонів виявиться менше, ніж на периферії.

А ось нейтрони ядра, як і електрони навколо ядра, змішаються у Фермі-газ, пророкують вчені.

Юрій Оганесян – друга людина після Гленна Сиборга, іменем якого ще за його життя назвали хімічний елемент. Фото: ОІЯД.

Сам Юрій Цолакович Оганесян подібні прогнози щодо його тезки-елемента знаходить дивовижними. Для їх перевірки необхідні експерименти, каже він, із передчуттям потираючи руки.

Але більш дивовижними можуть виявитися такі, поки що невідкриті хімічні елементи. Згідно з нещодавно запропонованою моделлю, ядра з масою вище 300 можуть являти собою зовсім іншу, незвичну нам форму матерії, яка складатиметься не з протонів і нейтронів, а з верхніх і нижніх кварків, що збираються в якісь інші конфігурації. Подібна матеріяможе стабільно існувати у надрах нейтронних зірокі потенційно могла б стати набагато зручнішим джерелом енергії, ніж ядерний або термоядерний синтез. Тож з нетерпінням чекаємо, коли наші вчені у Дубні синтезують неймовірний та чудовий 119-й елемент – ковилинь.

Текст:Віктор Ковилін. За матеріалами: Science News , Хімія та життя
Наукова стаття: Physical Review Letters (Jerabek et al., 2018)