Ostrov stability
Chemické prvky okrem olova sú rádioaktívne a nemajú stabilné izotopy. To znamená, že sa rozpadajú na iné prvky. S výnimkou plutónia je ich polčas rozpadu rádovo niekoľko minút až sekúnd. Vo fyzike existuje teória, ktorá hovorí, že po určitom počte prvkov s krátkym polčasom rozpadu sa objavia ďalšie s dlhším polčasom rozpadu. Tie sú všeobecne známe ako ostrovy stability. Očakáva sa, že tieto prvky budú mať izotopy s polčasom rozpadu v rozsahu niekoľkých minút. Hypotéza predpokladá, že atómovéjadro je vybudované v "škrupinách" podobným spôsobom ako štruktúra oveľa väčších elektrónových škrupín v atómoch. V oboch prípadoch sú obaly len skupinami kvantových energetických hladín, ktoré sú relatívne blízko seba. Energetické hladiny z kvantových stavov v dvoch rôznych škrupinách budú oddelené relatívne veľkou energetickou medzerou. Keď teda počet neutrónov a protónov úplne vyplní energetické hladiny danej škrupiny v jadre, väzbová energia na nukleón dosiahne lokálne maximum, a teda táto konkrétna konfigurácia bude mať dlhšiu životnosť ako blízke izotopy, ktoré nemajú vyplnené škrupiny.
Naplnená škrupina by mala "magické čísla" neutrónov a protónov. Jedno z možných magických čísel neutrónov pre sférické jadrá je 184 a niektoré možné zodpovedajúce čísla protónov sú 114, 120 a 126 - čo by znamenalo, že najstabilnejšie sférické izotopy by boli Flerovium-298, unbinilium-304 a unbihexium-310. Osobitnú pozornosť si zaslúži Ubh-310, ktorý by bol "dvojnásobne magický" (predpokladá sa, že jeho protónové číslo 126 aj neutrónové číslo 184 sú magické), a teda by mal s najväčšou pravdepodobnosťou veľmi dlhý polčas rozpadu. (Ďalším ľahším dvojnásobne magickým sférickým jadrom je olovo-208, najťažšie stabilné jadro a najstabilnejší ťažký kov).
Nedávny výskum naznačuje, že veľké jadrá sa deformujú, čo spôsobuje posun magických čísel. V súčasnosti sa predpokladá, že jadro Hassium-270 je dvojnásobne magicky deformované a má deformované magické čísla 108 a 162. Jeho polčas rozpadu je však len 3,6 sekundy.
Boli vyrobené izotopy s dostatočným množstvom protónov na to, aby sa dostali na ostrov stability, ale s príliš malým množstvom neutrónov na to, aby sa dostali aj na vonkajšie "brehy" ostrova. Je možné, že tieto prvky majú nezvyčajné chemické vlastnosti a ak majú izotopy s primeranou životnosťou, boli by k dispozícii pre rôzne praktické aplikácie (napríklad ako terče urýchľovačov častíc a tiež ako zdroje neutrónov).
Periodická tabuľka prvkov s farebne vyznačenými prvkami podľa polčasu rozpadu ich najstabilnejšieho izotopu. Stabilné prvky. Rádioaktívne prvky s polčasom rozpadu dlhším ako štyri milióny rokov. Prvky s polčasom rozpadu od 800 do 34 000 rokov. Polčasy rozpadu od 1 dňa do 103 rokov. Polčasy rozpadu v rozmedzí od jednej minúty do 1 dňa. Polčasy rozpadu kratšie ako minúta.
Otázky a odpovede
Otázka: Aké prvky sú mimo olova?
Odpoveď: Prvky mimo olova sú rádioaktívne a nemajú stabilné izotopy.
Otázka: Aká teória vo fyzike vysvetľuje, prečo majú niektoré prvky dlhší polčas rozpadu?
Odpoveď: Teória vo fyzike hovorí, že po určitom počte prvkov s krátkym polčasom rozpadu sa objavia ďalšie s dlhším polčasom rozpadu, známe ako ostrovy stability. Je to preto, že keď počet neutrónov a protónov úplne vyplní energetické hladiny danej škrupiny v jadre, väzbová energia na nukleón dosiahne lokálne maximum, a preto bude mať táto konkrétna konfigurácia dlhší polčas rozpadu ako okolité izotopy.
Otázka: Aké sú magické čísla pre sférické jadrá?
Odpoveď: Magické čísla pre sférické jadrá sú neutrónové čísla 184 a protónové čísla 114, 120 a 126. To by znamenalo, že najstabilnejšími sférickými izotopmi by boli flerónium-298, unbinílium-304 a unbihexium-310.
Otázka: Predpokladá sa, že Hassium-270 je dvojnásobne magické?
Odpoveď: Áno, predpokladá sa, že Hassium-270 je dvojnásobne magické deformované jadro s deformovanými magickými číslami 108 a 162.
Otázka: Aký dlhý je jeho polčas rozpadu?
Odpoveď: Jeho polčas rozpadu je 3,6 sekundy.
Otázka: Existujú nejaké praktické aplikácie týchto prvkov?
Odpoveď: Áno, ak majú izotopy s primeranou dobou rozpadu, mohli by sa potenciálne použiť na rôzne praktické aplikácie, napríklad ako terče urýchľovačov častíc alebo ako zdroje neutrónov.
