Ostrov stability
Chemické prvky kromě olova jsou radioaktivní a nemají stabilní izotopy. To znamená, že se rozpadají na jiné prvky. S výjimkou plutonia se jejich poločas rozpadu pohybuje v řádu několika minut až sekund. Ve fyzice existuje teorie, která říká, že po řadě prvků s krátkým poločasem rozpadu se objeví další s delším poločasem rozpadu. Ty jsou obecně známé jako ostrovy stability. U těchto prvků se očekává, že budou mít izotopy s poločasem rozpadu v řádu několika minut. Hypotéza předpokládá, že atomovéjádro je vystavěno ve "slupkách" podobně jako struktura mnohem větších elektronových slupek v atomech. V obou případech jsou slupky jen skupinami kvantových energetických hladin, které jsou relativně blízko sebe. Energetické hladiny z kvantových stavů ve dvou různých slupkách budou odděleny relativně velkou energetickou mezerou. Když tedy počet neutronů a protonů zcela zaplní energetické hladiny dané slupky v jádře, vazebná energie na nukleon dosáhne lokálního maxima, a proto bude mít tato konkrétní konfigurace delší životnost než blízké izotopy, které nemají zaplněné slupky.
Naplněná slupka by měla "magický počet" neutronů a protonů. Jedno z možných magických čísel neutronů pro sférická jádra je 184 a některá možná odpovídající čísla protonů jsou 114, 120 a 126 - což by znamenalo, že nejstabilnějšími sférickými izotopy by byly Flerovium-298, unbinilium-304 a unbihexium-310. Za zvláštní zmínku stojí Ubh-310, který by byl "dvojnásobně magický" (jeho protonové číslo 126 i neutronové číslo 184 jsou považovány za magické), a tudíž by s největší pravděpodobností měl velmi dlouhý poločas rozpadu. (Dalším lehčím dvojnásobně magickým sférickým jádrem je olovo-208, nejtěžší stabilní jádro a nejstabilnější těžký kov).
Nedávný výzkum naznačuje, že velká jádra jsou deformována, což způsobuje posun magických čísel. Hassium-270 je nyní považováno za dvojnásobně magicky deformované jádro s deformovanými magickými čísly 108 a 162. Jeho poločas rozpadu je však pouze 3,6 sekundy.
Byly vyrobeny izotopy s dostatečným množstvím protonů, aby mohly být umístěny na ostrov stability, ale s příliš malým množstvím neutronů, aby mohly být umístěny i na vnější "břehy" ostrova. Je možné, že tyto prvky mají neobvyklé chemické vlastnosti, a pokud mají izotopy s dostatečnou životností, byly by k dispozici pro různé praktické aplikace (například jako terče urychlovačů částic a také jako zdroje neutronů).
Periodická tabulka prvků s barevným označením prvků podle poločasu rozpadu jejich nejstabilnějšího izotopu. Stabilní prvky. Radioaktivní prvky s poločasem rozpadu delším než čtyři miliony let. Prvky s poločasem rozpadu od 800 do 34 000 let. Poločas rozpadu mezi 1 dnem a 103 lety. Poločas rozpadu v rozmezí od jedné minuty do 1 dne. Poločas rozpadu kratší než minuta.
Otázky a odpovědi
Otázka: Jaké prvky jsou mimo olovo?
Odpověď: Prvky mimo olovo jsou radioaktivní a nemají stabilní izotopy.
Otázka: Jaká fyzikální teorie vysvětluje, proč mají některé prvky delší poločas rozpadu?
Odpověď: Fyzikální teorie říká, že po řadě prvků s krátkým poločasem rozpadu se objeví další s delším poločasem rozpadu, tzv. ostrovy stability. Je to proto, že když počet neutronů a protonů zcela zaplní energetické hladiny dané slupky v jádře, vazebná energie na nukleon dosáhne lokálního maxima, a proto bude mít tato konkrétní konfigurace delší dobu života než okolní izotopy.
Otázka: Jaká jsou magická čísla pro sférická jádra?
Odpověď: Magická čísla pro sférická jádra jsou neutronová čísla 184 a protonová čísla 114, 120 a 126. To by znamenalo, že nejstabilnějšími sférickými izotopy by byly flerovium-298, unbinilium-304 a unbihexium-310.
Otázka: Předpokládá se, že Hassium-270 je dvojnásobně magické?
Odpověď: Ano, předpokládá se, že Hassium-270 je dvojnásobně magické deformované jádro s deformovanými magickými čísly 108 a 162. V tomto případě se jedná o dvojnásobně magické jádro.
Otázka: Jak dlouhý je jeho poločas rozpadu?
Odpověď: Jeho poločas rozpadu je 3,6 sekundy.
Otázka: Mají tyto prvky nějaké praktické využití?
Odpověď: Ano, pokud mají izotopy s dostatečnou dobou života, mohly by se potenciálně využít pro různé praktické aplikace, například jako terče urychlovačů částic nebo jako zdroje neutronů.
