เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ยากเกิดขึ้นในเดือนมิถุนายน เมื่อไม่มีการเพิ่มธาตุใหม่เพียง 1 ธาตุแต่มี 2 ธาตุในตารางธาตุ ธาตุที่หนักที่สุดที่ยังถูกค้นพบ รายการใหม่เหล่านี้มีโปรตอน 114 และ 116 ตัวในนิวเคลียสตามลำดับ แม้ว่ายังไม่ได้รับการตั้งชื่อ แต่ธาตุที่มีชื่อหนักที่สุดในปัจจุบันคือโคเปอร์นิเซียม ซึ่งมีโปรตอน 112 ตัว การปรากฏตัวของธาตุเหล่านี้บนโต๊ะได้รับการยอมรับจากคณะทำงานร่วมของสหภาพฟิสิกส์
บริสุทธิ์
และประยุกต์ระหว่างประเทศ เคมี. องค์ประกอบเหล่านี้มีอยู่จริงการประชุมเดียวกันของคณะทำงานร่วมยังได้ทบทวนหลักฐานสำหรับองค์ประกอบอื่นอีกสามองค์ประกอบในตารางที่มีโปรตอน 113, 115 และ 117 ตามลำดับ สัญญาณขององค์ประกอบเหล่านี้ถูกพบในการทดลองที่สถาบันร่วมเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์
ในเมืองดูบนา ประเทศรัสเซีย และผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในเอกสารทางวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตาม ในโอกาสนี้ คณะกรรมการตัดสินใจที่จะไม่รับทราบการมีอยู่ขององค์ประกอบอย่างเป็นทางการจนกว่าจะสามารถดำเนินการตรวจวัดที่ชัดเจนและตรวจสอบข้ามได้มากกว่านี้ แรงผลักดันในการผลิต
และระบุธาตุใหม่ และในกระบวนการกำหนดขีดจำกัดของตารางธาตุใหม่ เป็นเขตแดนของฟิสิกส์นิวเคลียร์ แต่การพิสูจน์ว่าธาตุใหม่ถูกสร้างขึ้นนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ความท้าทายทางวิทยาศาสตร์ที่คล้ายกันเกิดขึ้นเมื่อเป้าหมายของการทดลองคือการสร้างนิวเคลียสที่อัตราส่วนของนิวตรอน ( N ) ต่อโปรตอน
สูงหรือต่ำผิดปกติ แม้ว่านิวเคลียสที่ “แปลกใหม่” เหล่านี้จะมีลักษณะทางเคมีเหมือนกันกับนิวเคลียสที่เสถียรกว่าของพวกมัน และดังนั้นจึงครอบครองช่องเดียวกันในตารางธาตุ แต่มวลรวมที่แตกต่างกันของ
พวกมันสามารถเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของนิวเคลียสได้อย่างสิ้นเชิง แท้จริงแล้วสปีชีส์นิวเคลียร์ดังกล่าว
มักมีชีวิตอยู่เพียงชั่วพริบตาก่อนที่พวกมันจะสลายกัมมันตภาพรังสีไปสู่รูปแบบที่เสถียรกว่า แต่สิ่งที่กระบวนการสลายตัวเหล่านี้สามารถทำได้คือการให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีคุณค่าเกี่ยวกับโครงสร้างพื้นฐานของอะตอม สิ่งนี้ช่วยให้เราเข้าใจว่าโปรตอนและนิวตรอนเชื่อมโยงกันเพื่อสร้างสสารนิวเคลียร์
จำนวนมาก
ได้อย่างไร และด้วยเหตุนี้จึงสร้างองค์ประกอบที่เสถียรได้อย่างไร หนึ่งศตวรรษหลังจากบทความของ เกี่ยวกับการมีอยู่ของนิวเคลียสของอะตอม เรายังคงได้รับข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับความลึกลับของโลกนิวเคลียร์ สิ่งต่าง ๆ แตกสลายตารางธาตุประกอบด้วยธาตุ 92 ชนิดที่เกิดขึ้นบนโลกตามธรรมชาติ
ตั้งแต่ไฮโดรเจนซึ่งมีโปรตอนเพียงตัวเดียว ( Z = 1) จนถึงยูเรเนียมที่มี 92 ไม่มีธาตุใดเลยนอกจากบิสมัท ( Z = 83) ที่มีไอโซโทปเสถียรกัมมันตภาพรังสี แต่สำหรับธาตุที่เบากว่านั้น ไอโซโทปที่เสถียรก็เป็นตัวแทนของระบบนิวเคลียร์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่ค่อนข้างเล็ก อันที่จริง ในบรรดาสปีชีส์นิวเคลียร์
ที่เป็นไปได้
ประมาณ 7,000 ชนิดหรือมากกว่านั้นที่คิดว่ามีอยู่ มีเพียง 286 โปรตอน-นิวตรอนผสมกัน (หรือประมาณ 4% ของทั้งหมด) เท่านั้นที่มีการสลายตัวครึ่งชีวิตนานกว่า 500 ล้านปี (ทำให้พวกมันเสถียรอย่างมีประสิทธิภาพ) จำนวนไอโซโทปที่เสถียรจะแตกต่างกันไปในแต่ละธาตุ ตัวอย่างเช่น
ดีบุก ( Z = 50) มี 10 ไอโซโทปที่เสถียร ในขณะที่เทคนีเชียม ( Z = 43), โพรมีเทียม (Z = 61) และพอโลเนียม ( Z = 84) ไม่มีเลย ภายในตระกูลของนิวเคลียสที่เสถียรนี้ สามารถมองเห็นรูปแบบบางอย่างได้ หนึ่งในนั้นเกี่ยวข้องกับมวลรวมของนิวเคลียสAซึ่งเป็นผลรวมของโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียส
( Z + N ) สายนิวเคลียสที่มีค่าA เท่ากัน เรียกว่า ไอโซบาร์ ถ้าAเป็นเลขคี่ โดยปกติแล้วจะมีการรวมกันของนิวตรอนและโปรตอนที่เสถียรเพียงชุดเดียวสำหรับ “สายโซ่ไอโซบาริก” นั้น ในขณะที่ค่าเลขคู่ของAที่ต่ำกว่า 200 มักจะมีไอโซบาร์ที่เสถียรสองตัว ตัวอย่างเช่น มี ไอโซบาร์ A = 86 ที่เสถียรสองตัว
ได้แก่ คริปทอน-86 และสตรอนเชียม-86 แต่มีเพียง ไอโซบาร์ A = 85 ที่เสถียรในรูปของรูบิเดียม-85
ตัวบ่งชี้เสถียรภาพทางนิวเคลียร์ที่ดีอีกประการหนึ่งคืออัตราส่วนของนิวตรอนต่อโปรตอนในนิวเคลียส ( N/Z ) นิวเคลียสของแสงที่มีค่า A < 40 จะเสถียรที่สุดเมื่อนิวเคลียสมีจำนวนนิวตรอนและโปรตอน
เกือบเท่ากัน ( N/Z ≈ 1) ตัวอย่างเช่น เมื่อA = 16 ระบบที่เสถียรที่สุดคือออกซิเจน-16 ซึ่งมีโปรตอนแปดตัวและนิวตรอนแปดตัว ตรงกันข้าม นิวเคลียสที่หนักกว่าจะเสถียรที่สุดเมื่อN > Z ; ไอโซโทปที่พบมากที่สุดของตะกั่ว เช่น มีนิวตรอน 126 ตัวและโปรตอน 82 ตัว ทำให้N/Z = 1.65
รูปแบบดังกล่าวมีความสำคัญสำหรับทุกคนที่ศึกษานิวเคลียสที่หนักและแปลกใหม่ด้วยเหตุผลสองประการที่แตกต่างกัน ประการแรก พวกเขาเชื่อมโยงกับหัวข้อที่น่าสนใจบางอย่างในทฤษฎีพื้นฐานเกี่ยวกับโครงสร้างนิวเคลียร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการมีอยู่ของสิ่งที่เรียกว่า “โครงร่างแบบเวทมนต์”
ของโปรตอนและนิวตรอนที่จับกันแน่นกว่า และด้วยเหตุนี้จึงเสถียรกว่า – กว่าเพื่อนบ้านนิวเคลียร์ของพวกมัน แม้ว่าพลังงานทั้งหมดที่จำเป็นในการแตกนิวเคลียสออกเป็นโปรตอนและนิวตรอนที่เป็นส่วนประกอบ เช่น พลังงานยึดเหนี่ยว เพิ่มขึ้นเกือบเชิงเส้นตรงกับจำนวนนิวเคลียสทั้งหมดในนิวเคลียส
( N + Z ) ปรากฎว่า การจับ เพิ่มเติมเกี่ยวข้องกับนิวเคลียสโดยที่ ทั้งNหรือZเท่ากับ 2, 8, 20, 28, 50, 82 หรือ 126 นิวเคลียสที่มี “เลขมหัศจรรย์” ของโปรตอนหรือนิวตรอนเปรียบเสมือนนิวเคลียสเทียบเท่ากับก๊าซมีตระกูล: ความเสถียรเพิ่มเติมเกิดจากเปลือกนอกของนิวคลีออนที่เต็ม หรือ “ปิด”
ในเชิงประจักษ์ นิวเคลียสเวทมนตร์เกิดขึ้นจากคำศัพท์ “วงโคจรหมุนรอบ” เพิ่มเติมในนิวเคลียร์ฮามิลโทเนียน ซึ่งทำให้ออร์บิทัลบางวงที่มีโมเมนตัมเชิงมุมมากมีพลังงานลดลงอย่างมาก เหตุผลที่สองที่ทำให้สนใจรูปแบบของนิวเคลียสที่เสถียรก็คือ มันช่วยให้เราทำนายและเข้าใจว่านิวเคลียสที่ไม่เสถียร
