Stabiilsuse saar
Muud keemilised elemendid peale plii on radioaktiivsed ja neil ei ole stabiilseid isotoope. See tähendab, et nad lagunevad teisteks elementideks. Välja arvatud plutooniumi puhul, on nende poolväärtusaeg mitme minuti kuni sekundite ringis. Füüsikas on teooria, mis ütleb, et pärast mitmeid lühikese poolväärtusaegadega elemente tulevad teised, mille poolväärtusaeg on pikem. Neid nimetatakse üldiselt stabiilsuse saarteks. Nendel elementidel on eeldatavasti isotoope, mille poolväärtusaeg jääb mitme minuti vahemikku. Hüpotees on, et aatomituum on üles ehitatud "kestadeks" sarnaselt aatomite palju suuremate elektronide kestade struktuuriga. Mõlemal juhul on kestad lihtsalt üksteisele suhteliselt lähedal asuvate kvantenergiatasemete rühmad. Kahes erinevas kestas olevate kvantolekute energiatasemeid eraldab üksteisest suhteliselt suur energiavahe. Seega, kui neutronite ja prootonite arv täidab täielikult tuuma konkreetse kesta energiatasemed, saavutab sidumisenergia ühe nukleoni kohta lokaalse maksimumi ja seega on selle konkreetse konfiguratsiooni eluiga pikem kui läheduses asuvate isotoopide puhul, millel ei ole täidetud kestasid.
Täidetud kestal oleks neutronite ja prootonite "maagiline arv". Üks võimalik neutronite maagiline arv sfääriliste tuumade puhul on 184 ja mõned võimalikud vastavad prootonite arvud on 114, 120 ja 126 - mis tähendaks, et kõige stabiilsemad sfäärilised isotoobid oleksid Flerovium-298, unbinilium-304 ja unbihexium-310. Eriti tähelepanuväärne on Ubh-310, mis oleks "kahekordselt maagiline" (nii selle prootonite arv 126 kui ka neutronite arv 184 on arvatavasti maagilised) ja seega kõige tõenäolisemalt väga pika poolväärtusajaga. (Järgmine kergem topeltmaagiline keraunkuum on plii-208, mis on kõige raskem stabiilne tuum ja kõige stabiilsem raskemetall).
Hiljutised uuringud näitavad, et suured tuumad deformeeruvad, mis põhjustab maagiliste numbrite nihkumist. Hassium-270 on nüüd arvatavasti kahekordselt deformeerunud maagiline tuum, mille maagilised numbrid 108 ja 162 on deformeerunud. Selle poolväärtusaeg on aga ainult 3,6 sekundit.
On toodetud isotoope, millel on piisavalt prootoneid, et istutada neid stabiilsuse saarele, kuid liiga vähe neutroneid, et paigutada neid isegi saare välimistele "kallastele". Võimalik, et neil elementidel on ebatavalised keemilised omadused ja kui neil on piisava elueaga isotoope, siis oleksid need kättesaadavad mitmesuguste praktiliste rakenduste jaoks (näiteks osakeste kiirendite sihtmärgina ja ka neutronite allikatena).
Perioodiline tabel, kus elemendid on värvitud vastavalt nende kõige stabiilsema isotoobi poolväärtusajale. Stabiilsed elemendid. Radioaktiivsed elemendid, mille poolestusaeg on üle nelja miljoni aasta. Poolväärtusajad vahemikus 800-34 000 aastat. Poolväärtusajad vahemikus 1 päev kuni 103 aastat. Poolväärtusajad vahemikus minut kuni 1 päev. Poolväärtusaeg alla minuti.
Küsimused ja vastused
K: Millised elemendid on väljaspool pliiatsit?
V: Pliist kaugemale jäävad elemendid on radioaktiivsed ja neil ei ole stabiilseid isotoope.
K: Milline teooria füüsikas seletab, miks mõnel elemendil on pikem poolväärtusaeg?
V: Füüsika teooria väidab, et pärast mitmeid lühikese poolväärtusaegadega elemente tulevad teised pikema poolväärtusaegadega elemendid, mida nimetatakse stabiilsuse saarteks. See tuleneb sellest, et kui neutronite ja prootonite arv täidab täielikult tuuma teatud kestade energiatasemed, saavutab sidumisenergia nukleoni kohta lokaalse maksimumi ja seega on selle konkreetse konfiguratsiooni eluiga pikem kui läheduses asuvate isotoopide oma.
K: Millised on sfääriliste tuumade maagilised arvud?
V: Sfääriliste tuumade maagilised arvud on neutronite arv 184 ja prootonite arvud 114, 120 ja 126. Need tähendaksid, et kõige stabiilsemad sfäärilised isotoobid oleksid flerovium-298, unbinilium-304 ja unbihexium-310.
K: Kas hassium-270 on arvatavasti kahekordselt maagiline?
V: Jah, usutakse, et Hassium-270 on kahekordselt maagiline deformeerunud tuum, mille deformeerunud maagilised numbrid on 108 ja 162.
K: Kui pikk on selle poolväärtusaeg?
V: Selle poolväärtusaeg on 3,6 sekundit.
K: Kas neil elementidel on praktilisi rakendusi?
V: Jah, kui neil on piisava elueaga isotoope, siis võiks neid potentsiaalselt kasutada mitmesugustes praktilistes rakendustes, näiteks osakeste kiirendite sihtmärgina või neutronite allikatena.
