Вымершие изотопы сверхтяжелых элементов
Вымершие изотопы сверхтяжелых элементов — это изотопы сверхтяжелых элементов которых , период полураспада был слишком коротким, чтобы просуществовать до момента формирования Солнечной системы . [1] и поскольку они не пополняются в результате естественных процессов, в настоящее время их можно обнаружить только как продукты их распада (в результате альфа-распада , кластерного распада или спонтанного деления ), заключенные в осадках и образцах метеоритов, датируемых миллиардами лет назад.
Углеродистый хондрит деления ксенона
[ редактировать ]деления углеродистого хондрита Ксенон (CCF Xe) представляет собой совокупность различных изотопов ксенона , которые, как считалось, возникли в результате распада сверхтяжелого элемента на острове стабильности . Ранние исследования показали, что период полураспада теоретического предшественника CCF Xe составляет порядка 10 8 годы. [2] Более поздняя попытка охарактеризовать прародителя, предпринятая в 1975 году Эдвардом Андерсом, профессором химии Чикагского университета, и его коллегой Джоном Ларимером, предположила, что теплота испарения элемента составляет 54 кДж/моль, а температура кипения — 2500 К. Что касается предполагаемых температур аккреции, они также предложили элементы 111 и 115 (сегодня называемые рентгений и московий ) как наиболее вероятных кандидатов, предполагая, что элемент конденсируется в чистой форме. [3]
Эленде метеорит
[ редактировать ]Андерс продолжил изучение образцов метеорита Альенде , крупнейшего углеродистого хондрита, когда-либо найденного на Земле. Результаты этих исследований позволили предположить, что элементы 111–115 (сегодня рентгений , коперниций , нихоний , флеровий и московий ) [4] как наиболее вероятные кандидаты на роль прародителя CCF Xe. Эти исследования также предположили, что прародитель конденсировался в виде сульфида железа и хрома. [5] Позже это было поставлено под сомнение, поскольку сульфид железа и хрома встречается очень редко и его относительное содержание составляет 0,4%. [6]
Доказательства против углеродистого деления ксенона
[ редактировать ]К 1980-м годам то, что CCF Xe на самом деле является продуктом деления, вызывало сомнения, и альтернативная теория о том, что он возник в результате r-процесса (захвата нейтронов), нуклеосинтеза получила все большее распространение. [7] Исследователи изучили изотопные аномалии в соседних элементах самарии , неодиме и барии и сравнили их с количеством ксенона. Независимо от того, был ли CCF Xe произведен путем нуклеосинтеза или деления, должны быть произведены сопоставимые количества бария-135. [6] Когда исследователи сравнили экспериментальные данные с предсказанными количествами бария по каждой модели, ни одна из моделей не приблизилась к правильному предсказанию аномалий, что привело Льюиса и др. назвав эксперимент «позором» для обеих моделей. [ нужна ссылка ] Однако в случае нуклеосинтеза возможно, что самарий , неодим и барий были отделены от Хе путем предварительной конденсации в оболочке сверхновой или плазменных процессов. [6] На основании этих данных было признано маловероятным, что CCF Xe действительно возник в результате деления.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Тернер, Гренвилл; Харрисон, Т. Марк; Холланд, Грег; Мойзис, Стивен Дж.; Гилмор, Джейми (1 января 2004 г.). "Вымерший 244 цирконах». Science . 306 (5693): 89–91. : 2004Sci ...306...89T . doi : 10.1126/science.1101014 . JSTOR 3839259. 15459384. PMID Pu в древних S2CID Bibcode 11625563 .
- ^ Шрамм, Дэвид Н. (24 сентября 1971 г.). «Предполагаемое время жизни распада сверхтяжелого элемента из метеоритов». Природа . 233 (5317): 258–260. Бибкод : 1971Natur.233..258S . дои : 10.1038/233258a0 . ПМИД 16063318 . S2CID 4171749 .
- ^ Андерс, Эдвард; Лаример, Джон В. (1 января 1972 г.). «Потухший сверхтяжелый элемент в метеоритах: попытка характеристики». Наука . 175 (4025): 981–983. Бибкод : 1972Sci...175..981A . дои : 10.1126/science.175.4025.981 . JSTOR 1732722 . ПМИД 17791931 . S2CID 24652899 .
- ^ Андерс, Эдвард; Льюис, Р.С. (1 марта 1981 г.). «XE129 и происхождение ксенона CCF в метеоритах». ЛУННАЯ И ПЛАНЕТАРНАЯ НАУКА XII, стр. 616-618. Абстрактный. : 616. Бибкод : 1981LPI....12..616L .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Андерс, Эдвард; Хигучи, Х.; Гро, Жак; Такахаши, Х.; Морган, Джон В. (1 января 1975 г.). «Потухший сверхтяжелый элемент в метеорите Альенде». Наука . 190 (4221): 1262–1271. Бибкод : 1975Sci...190.1262A . дои : 10.1126/science.190.4221.1262 . JSTOR 1741804 . S2CID 96924953 .
- ^ Jump up to: а б с Льюис, РС; Андерс, Э.; Шимамура, Т.; Лугмайр, GW (1 января 1983 г.). «Изотопы бария в метеорите Альенде: доказательства существования потухшего сверхтяжелого элемента». Наука . 222 (4627): 1013–1015. Бибкод : 1983Sci...222.1013L . дои : 10.1126/science.222.4627.1013 . JSTOR 1691282 . ПМИД 17776244 . S2CID 532158 .
- ^ Блэк, Дэвид К. (6 февраля 1975 г.). «Альтернативная гипотеза происхождения ксенона CCF». Природа . 253 (5491): 417–419. Бибкод : 1975Natur.253..417B . дои : 10.1038/253417a0 . S2CID 4293499 .