Схватка сверхтяжелых: как рождаются новые элементы таблицы Манделеева

«Представьте себе архитектора, который проектирует здание, заранее зная, что оно простоит каких-нибудь несколько минут, секунд, а то и меньше. Примерно этим на протяжении последних 60 лет занимаются в Лаборатории ядерных реакций». Так начинается книга «Битва за элементы. От нобелия до оганесона», выпущенная издательским отделом Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне.

Автор — Александр Расторгуев, ведущий методист Музея истории науки и техники ОИЯИ. Он в деталях описывает «трансфермиевую войну» — спор физиков СССР (ОИЯИ) и США (Калифорнийский университет в Беркли) за первенство в открытии сверхтяжелых химических элементов после фермия. Вот несколько отрывков из книги.

Удары из Беркли и Стокгольма

В 1955-м из Беркли пришло сообщение о синтезе 101-го элемента. В том же году были «рассекречены» открытые ими ранее 99-й и 100-й элементы; они получили названия эйнштейний и фермий, а 101-й был назван в честь нашего великого русского химика менделевием. <…>

В 1957 году последовал новый удар по гордости советской науки, на этот раз из Стокгольма: там «открыли» 102-й элемент. До сих пор новые элементы делали только в Беркли. Можно представить себе состояние Георгия Николаевича (Флерова, основателя Лаборатории ядерных реакций. — «СР») — у него еще ничего нет, а таблица Менделеева вот-вот закончится: энергия связи в ядре станет равна нулю, и вновь образованные ядра распадутся, не успев образоваться. Так предсказывала теория…

Впрочем, все было не так плохо. С самого начала было ясно, что стокгольмский результат не лишен недостатков: шведы не смогли точно определить, какой именно изотоп 102-го элемента они произвели на свет, с каким массовым числом. А потом оказалось, что они и период полураспада неправильно определили. Короче, капитально ошиблись, и их вклад в науку ограничился названием, которое они успели дать 102-му элементу: нобелий.

Взятие нобелия

В 1963 году трое молодых сотрудников Флерова — Евгений Донец, Владислав Щеголев и Виктор Ермаков — получили изотоп 102-го элемента. Так это сформулировано в Государственном реестре открытий СССР: «Явление образования изотопа 102-го элемента». Почему так скромно — изотоп, а не элемент? Дело в том, что результаты, полученные в Беркли, до сих пор никем не оспаривались, и, после того как в 1958 году в Беркли объявили о синтезе 102-го с массовым числом 254, считалось, что этот элемент уже открыт. А в Дубне был получен 102-й с массовым числом 256.

Директор ОИЯИ Дмитрий Блохинцев тогда сказал: «Пожалуй, это первая дубненская работа, в которой невозможно указать на какую-нибудь погрешность». Не нашел погрешностей и патриарх этого направления — Гленн Сиборг (нобелевский лауреат, один из ключевых ученых в области трансурановых элементов. — «СР»). Будучи в Москве по делам… он узнал, что в Дубне получены результаты, которые расходятся с предсказаниями, сделанными в Беркли, и приехал сам в этом убедиться. (Забегая вперед: в 1992-м решением международной комиссии приоритет открытия 102-го элемента был закреплен исключительно за Дубной.)

Пейзаж после битвы

Тридцатилетний спор о названиях и приоритетах, вошедший в историю науки как «трансфермиевая война», разрешился в 1997 году. Комиссия по номенклатуре химических элементов и соединений ИЮПАК (Международный союз теоретической и прикладной химии. — «СР») после десятилетнего изучения вопроса вынесла окончательный вердикт: 102-й — приоритет за Дубной, 103-й — работы Дубны и Беркли дополняют друг друга, 104-й и 105-й открыты обеими лабораториями независимо друг от друга, 106-й — приоритет за Беркли.

По приоритетам — боевая ничья, а с названиями ничьи не получилось, победа осталась за Беркли: 102-й — нобелий, 103-й — лоуренсий, 104-й — резерфордий, 105-й — дубний, 106-й — сиборгий. <…>

И все-таки последнее слово осталось за Дубной. К концу 1990-х и на начало 2000-х, когда школа Беркли окончательно «одряхлела», в Лаборатории ядерных реакций открыли пять новых сверхтяжелых элементов, последний из них завершил седьмой период таблицы Менделеева. Предсказанный теоретиками «остров стабильности» был достигнут, результаты подтверждены независимыми лабораториями мира, Дубна снова вышла на передовой край науки.

В 2012 году международная комиссия по номенклатуре химических элементов и соединений закрепляет за 114-м название флеровий в честь Георгия Флерова. А в 2016 году 118-й был назван оганесоном — академик Юрий Оганесян (преемник Георгия Флерова, научный руководитель Лаборатории ядерных реакций. — «СР») вторым после Сиборга при жизни попал в таблицу Менделеева… Химические свойства оганесона еще не исследованы, но предполагается, что это благородный газ, который замыкает седьмой период таблицы химических элементов. Может оказаться, что это граница действия Периодического закона.

Электронная версия книги на сайте издательского отдела ОИЯИ