Это материал из гида Излучение и материя, приуроченного к 75-летию
атомной промышленности. Партнер гида Росатом.Что это?Изотопы атомы,
ядра которых имеют одинаковое число протонов, но разное число
нейтронов. Изотопы обладают одними и теми же химическими
свойствами, но разными ядерными характеристиками.На сегодняшний
день Периодическую систему химических элементов (таблицу
Менделеева) составляют 118 элементов. Самый тяжелый из элементов,
известных науке, оганесон (Og-118) синтезировали в 2006 году в
Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне. Таким
образом, таблица постепенно пополняется.Элементы вплоть до 82-го
(свинца) имеют стабильные и радиоактивные изотопы, а после 82-го
только радиоактивные. Науке сегодня известно порядка 270 стабильных
изотопов и более 2000 радиоактивных. Все они учтены в другой
таблице карте нуклидов. В ней изотопы расположены по осям Z (число
протонов в ядре) и N (число нейтронов). На каждой строке один
химический элемент. В ячейках таблицы содержится информация о
названии нуклида, его массовом числе, периоде полураспада (для
радиоактивных изотопов) или доле в природной смеси (для стабильных
изотопов естественного происхождения), виде распада, который может
испытывать изотоп, и энергии распада.В черной области расположены
стабильные изотопы, а цветные обозначают радиоактивные нуклиды и
разные типы радиоактивного распада: голубым цветом обозначен
бета-минус-распад, рыжим в основном бета-плюс-распад и электронный
захват (K-захват), зеленым спонтанное деление, желтым
альфа-распад.Чем это интересно для науки?Сегодня исследователи
пытаются доказать существование суперактиноидов химических
элементов с атомными номерами со121 до 157 (от унбиуния до
унпентсептия). Эта группа элементов располагается в расширенной
периодической таблице, предложенной в 1969 году американским
физиком-ядерщиком и химиком Гленном Сиборгом.Кроме того, ученые
работают над поиском еще не известных изотопов уже существующих
химических элементов. Например, в 2015 году международная группа
исследователей, в том числе физики из ОИЯИ, синтезировали пять
новых изотопов урана, берклия, нептуния и америция.При этом
некоторые изотопы могут образовываться только в экстремальных
условиях в нейтронных звездах или при столкновении массивных
космических объектов. Время их жизни может исчисляться
миллисекундами, а ядра приобретают причудливые формы. Изучение
таких условий и экзотических ядер одна из задач, которые решает
современная физика.Зачем это нужно знать?Знание о радиоактивных
изотопах помогает ученым разрабатывать новые методы диагностики
(позитронно-эмиссионная томография, или ПЭТ) и лечения
онкологических заболеваний (лучевая терапия). Радионуклиды также
используются в научных исследованиях, промышленности
(гамма-дефектоскопия, радиационные уровнемеры, снятие статического
электричества с оборудования, радиоизотопные источники тепла или
электроэнергии,напримерРИТЭГ), ядерной энергетике и космической
отрасли.
