发现一种新元素的标准

寻找新元素是最激动人心的前沿科学之一,和试图创造新的原子核密切关注世界各地。没有差距在当前元素周期表,发现一个元素在自然界的日子可能是结束了。相反,创建新元素的同位素实验室通过核聚变和通常有很短的半衰期,这使得它难以识别和验证。

当然,所有声称发现了一个新元素需要证明之前被科学界接受和“优先级”——的权利被视为一个元素的发现者——决定。现在一群来自世界各地的专家们回顾了如何证实,这种观点可能决定的标准元素发现当我们进入第八行元素周期表。

历史需要

本文的必要性与发现的经常有争议的历史元素。在1955年至1984年之间,矛盾的结果——所有声称发现了新元素原子序数101年到109年——发表在科学文献,大多来自团队在劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL),美国和联合核研究所(JINR),俄罗斯。1976年之后,实验也进行了新成立的研究实验室助教在达姆施塔特,德国。镄随着这些元素后,100号元素,周围的辩论有时被称为“超镄战争”。

为了消除不确定性,“超镄工作组”(TWG)成立国际纯粹与应用化学联盟(Iupac)和物理(Iupap)。结果是一个编译的标准,1991年出版,需要实现这样的优先级的发现可以分配一个新元素。¹

在Iupac磋商和字母之间交换,Iupap和实验室,发现的优先级和最后的名称和符号元素的101 - 109是在1997年通过的。²迄今为止,118的元素,oganesson,已确认使用1991标准。

这些标准需要被刷新。在过去的20年中,超重核研究和元素显著增长。密集光束罕见但稳定的同位素,使用丰中子放射性锕系元素的发展目标和高度敏感的检测方法都很难想象时的标准。并不是所有的TWG标准考虑特定优势——或任何问题和困难附着到现在的生产和识别方法使用。

新规则

为了解决这个问题,或者Iupac和Iupap建立了一个新的联合工作组(JWG) 2017年初任务回顾1991年的标准实验和理论重元素研究进展。小组组成成员从五个实验室,发现了一个元素——JINR,助教,劳伦斯和橡树岭国家实验室,美国和日本,日本和瑞典隆德大学的一员。集团的决策是出版于2018年。³

集团发现,总的来说,数据的性质是一个绝对安全识别中首次发现实验——“发现配置文件”——很少有可能当新的地区图核的探索。被证明是如此球形超重核——元素的发现114年到118年——从1999年到2010年。然而,结合信息从各种射线和测量,新元素可以安全地和很快识别。

还有另一种方法来提供一个新元素的证据。随着超重原子核不稳定,他们将放射性衰变,失去一个α粒子(相当于一个氦- 4核)变得更轻的“女儿”元素。如果生产同位素衰变到一个已知的同位素放射性衰变链可跟踪,或使用已知的反应(如聚变反应蒸发),建立了识别方法——只有一个测量衰变链可能足以证实发现了。

联合工作组报告包括信息意味着作为实验的指导方针和未来的成员联合各方工作。这包括各种识别方法的讨论,实验可能出现的问题和阻碍测量的解释。它还考虑核的物理性质产生的反应,和核衰变的属性。

说,发现一个新的元素不应该是一个清单,在填充或失败的标准决定的数量是否满足一个阈值。相反,联合工作组认为,对于每一个标准,它的重量和适用性在一定实验结果必须仔细考虑在个案基础上。

毫无疑问,寻找新的元素和同位素的属性的持续研究已经发现,会发现令人兴奋的新结果。与原始TWG报告指出,这将扩展的我们洞察的细节建设自然界最复杂的核,原子,和化学建筑和法律管理建设的。