Otok stabilnosti
Kemijski elementi, ki niso svinec, so radioaktivni in nimajo stabilnih izotopov. To pomeni, da bodo razpadli v druge elemente. Razen plutonija je njihova razpolovna doba od nekaj minut do nekaj sekund. V fiziki obstaja teorija, ki pravi, da se bodo po številnih elementih s kratko razpolovno dobo pojavili drugi z daljšo razpolovno dobo. Na splošno so znani kot otoki stabilnosti. Ti elementi naj bi imeli izotope z razpolovno dobo nekaj minut. Hipoteza je, da je atomskojedro zgrajeno v "lupinah" na podoben način kot zgradba veliko večjih elektronskih lupin v atomih. V obeh primerih so lupine le skupine kvantnih energijskih nivojev, ki so relativno blizu drug drugemu. Energijske ravni iz kvantnih stanj v dveh različnih lupinah ločuje razmeroma velika energijska vrzel. Ko število nevtronov in protonov popolnoma zapolni energijske nivoje določene lupine v jedru, bo vezavna energija na nukleon dosegla lokalni maksimum, zato bo imela ta konfiguracija daljšo življenjsko dobo kot bližnji izotopi, ki nimajo zapolnjenih lupin.
Zapolnjena lupina bi imela "magično število" nevtronov in protonov. Eno od možnih magičnih števil nevtronov za sferična jedra je 184, nekatera možna ustrezna števila protonov pa so 114, 120 in 126 - kar bi pomenilo, da bi bili najbolj stabilni sferični izotopi flerovij-298, unbinilij-304 in unbiheksij-310. Posebej velja omeniti Ubh-310, ki bi bil "dvojno magičen" (tako njegovo protonsko število 126 kot nevtronsko število 184 naj bi bila magična) in bi zato najverjetneje imel zelo dolgo razpolovno dobo. (Naslednje lažje dvojno magično sferično jedro je svinec-208, najtežje stabilno jedro in najbolj stabilna težka kovina).
Nedavne raziskave kažejo, da se velika jedra deformirajo, zaradi česar se magična števila spremenijo. Za Hassium-270 zdaj velja, da je dvojno magično deformirano jedro z deformiranima magičnima številoma 108 in 162. Vendar ima razpolovno dobo le 3,6 sekunde.
Proizvedeni so bili izotopi, ki imajo dovolj protonov, da bi jih posadili na otok stabilnosti, vendar premalo nevtronov, da bi jih lahko postavili tudi na zunanjo "obalo" otoka. Možno je, da imajo ti elementi nenavadne kemijske lastnosti, in če imajo izotope z ustrezno življenjsko dobo, bi bili na voljo za različne praktične uporabe (kot tarče pospeševalnikov delcev in tudi kot viri nevtronov).
Periodni sistem z elementi, obarvanimi glede na razpolovno dobo njihovega najbolj stabilnega izotopa. Stabilni elementi. Radioaktivni elementi z razpolovnim časom več kot štiri milijone let. Razpolovne dobe med 800 in 34 000 let. Razpolovne dobe med 1 dnem in 103 leti. Razpolovne dobe od ene minute do enega dneva. Razpolovne dobe, krajše od minute.
Vprašanja in odgovori
V: Kateri elementi so izven svinca?
O: Elementi zunaj svinca so radioaktivni in nimajo stabilnih izotopov.
V: Katera fizikalna teorija pojasnjuje, zakaj imajo nekateri elementi daljšo razpolovno dobo?
O: Teorija v fiziki pravi, da se po določenem številu elementov s kratkimi razpolovnimi dobami pojavijo drugi z daljšimi razpolovnimi dobami, znani kot otoki stabilnosti. Ko število nevtronov in protonov popolnoma zapolni energijske nivoje določene lupine v jedru, bo vezavna energija na nukleon dosegla lokalni maksimum, zato bo imela ta konfiguracija daljšo življenjsko dobo kot bližnji izotopi.
V: Kakšna so magična števila za sferična jedra?
O: Magična števila za sferična jedra so nevtronsko število 184 in protonsko število 114, 120 in 126. To bi pomenilo, da so najbolj stabilni sferični izotopi flerovij-298, unbinilij-304 in unbiheksij-310.
V: Ali je hassij-270 dvojno magičen?
O: Da, Hassium-270 naj bi bil dvojno magično deformirano jedro z deformiranima magičnima številoma 108 in 162.
V: Kako dolga je njegova razpolovna doba?
O: Njegova razpolovna doba je 3,6 sekunde.
V: Ali so ti elementi uporabni v praksi?
O: Da, če imajo izotope z ustrezno življenjsko dobo, bi jih lahko uporabili za različne praktične namene, kot so tarče pospeševalnikov delcev ali viri nevtronov.
