Действительно, если сравнить между собой времена жизни искусственно синтезированных элементов, то нетрудно заметить, что с увеличением атомного номера период полураспада катастрофически укорачивается. Вот несколько примеров: уран — естественный радиоактивный элемент — живет миллиарды лет. Ядра плутония-244 распадаются через сотню миллионов лет. Ядра калифорния-250 живут всего около десяти лет. Век эйнштейния-251 — двести семьдесят дней, фермия-252 — порядка двадцати часов, а менделевий распадается уже за тридцать минут. Почему?
Сначала исследователи решили, что все дело заключается в том, что, чем больше заряд ядра, тем сильнее к нему притягиваются электроны внутренних орбит. И при порядковом номере элемента что-нибудь около 170—180 наступает захват ядром этих электронов. А раз так, то дальше заряд ядра расти не мог. Отрицательно заряженные электроны нейтрализовали заряды протонов.
Попробуем построить закономерность уменьшения времени жизни открытых трансуранов и экстраполировать ее дальше на более тяжелые и еще не открытые… Получается, что уже сто восьмой элемент должен жить не больше чем 10-20 секунды.
А вы представляете себе 10-20 секунды? Да за такой миг не только электронная оболочка вокруг ядра не образуется, но и само-то ядро вряд ли успеет организоваться. Давайте попробуем разобраться, что происходит в первые мгновения после того, как тяжелый ион врезается в ядро атома мишени и два ядра сливаются воедино…
Прежде всего «рождение» сопровождается бурными внутренними потрясениями. Нуклонам — нейтронам и протонам — нужно время, чтобы «прийти в себя». То есть наладить взаимодействие и начать совместное движение, как говорится, «организоваться в единое ядро». Ведь нуклоны в ядрах непрерывно движутся, причем движутся довольно быстро. Их скорость всего раз в десять меньше скорости света. А хватит ли 10-20 секунды на то, чтобы из простого набора, сгустка нуклонов получилось единое ядро?
Оказывается — нет, не хватит! За такой короткий промежуток времени нуклоны успеют пролететь расстояние, меньшее диаметра ядра. О каком же совместном движении и единой системе может идти речь?
Нет, теоретически из сгустка нуклонов ядро сто восьмого элемента не получишь. 108 протонов — это слишком много для ядра! А сколько еще не слишком много: 107 или 106, может быть, 105 или 104? Может быть, синтезируя трансураны, физики вот-вот подберутся к границе менделеевской таблицы, к самому последнему элементу, за которым у Природы нет ничего в запасе? Однако хитроумная Мать-Природа безгранична на изобретательность.
Я уже рассказывал, что чаще всего попадаются в природе такие ядра, которые имеют в своем составе количество протонов или нейтронов, равное почему-то семи магическим числам: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126…
Во всех опытах такие ядра оказываются более устойчивыми. Они имеют наибольшее количество долгоживущих изотопов. Более того, при переходе количества нуклонов через магические числа резко меняются многие свойства атомных ядер.
Особенно прочными являются дважды магические ядра, у которых заполнены до конца и протонные и нейтронные оболочки.
Повышенная устойчивость атомных ядер — очень важная проблема для тех, кто ищет трансурановые элементы. Магическое ядро не только само по себе устойчиво. Оно должно иметь и устойчивых соседей. Образно говоря, в океане нестабильности вокруг островов стабильности, какими являются магические ядра, должны располагаться отмели, а то и архипелаги из устойчивых элементов.
Значит, еще где-то могут быть вполне устойчивые элементы, с такими необходимыми человеку свойствами, о которых он может только мечтать. Надо только добраться до этих островов стабильности и как следует поискать вокруг них…
Некоторые теоретики предполагают, что ближайшую «отмель» в океане нестабильности трансурановых элементов следует искать в районе элемента с номером 114. Ядра его атомов дважды магические со 114 протонами и 184 нейтронами. И, судя по последним сообщениям, на пути к 114 элементу у исследователей есть успехи.
Синтез новых ядер, изучение их — все это важные шаги к единой теории атомного ядра. К такой теории, которая, подобно периодической системе Д. И. Менделеева, могла бы объяснять и предсказывать свойства ядер всех существующих в природе атомов.
А ведь атом по существу — по массе и энергии — состоит в основном из ядра. Полное овладение теорией ядра будет означать и новые энергетические возможности для человека.