[image]

"Остров стабильности" в таблице Менделеева: что получит техника, если его все же достигнут?

 

a_234

втянувшийся

В продолжении разговора о будущем физики и его влиянии на технику, технологию:

если все же удастся достичь "Острова стабильности", создавая искусственные тяжелые химические элементы далеко "за краем" сегодняшней таблицы Менделеева, то что получит техника? произойдет ли какой-либо рывок в технологиях?

куда-то сможем массово применить эти сверхтяжелые и устойчивые атомы? или просто физики удовлетворят свое любопытство? ;-)

и вообще - что мы сегодня знаем (прогнозируем) относительно свойств этих сверхтяжелых (и потенциально стабильных) хим. элементах?
   
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
☠☠
А почему "островок"? За ним что, опять нестабильные пойдут?
   
EE Татарин #08.06.2008 23:43
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Конечно. (Правда, там, совсем вдали могут быть стабильными совсем уж экзотичные конструкции, но это всё отдельная тема.)

По сабжу - чистое любопытство. Ну и проверка теорий ядерного взаимодействия. Пока мы не можем рассчитать ядро из первых принципов, любое подтверждение применимости приблизительных моделей очень важно.
Техническое применение таких штук малореально хотя бы из-за способа получения: ускорительный эксперимент на много мегаватт*суток ради пары атомов - это слишком круто, чтобы рассчитывать на какое-либо практическое применение такого вещества. :)
   
+
+1
-
edit
 

Vale

Сальсолёт
★☆
Они не будут стабильны, они будут лишь чуть медленнее распадаться..
   
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
☠☠
Татарин, а теоретически впереди по атомным весам могут существовать гипотетические заменители урана и плутония, но с большим энерговыходом при распаде?
   
+
-
edit
 

a_234

втянувшийся

AGRESSOR> Татарин, а теоретически впереди по атомным весам могут существовать гипотетические заменители урана и плутония, но с большим энерговыходом при распаде?

кстати, да! это как один из вариантов практической применимость стабильных сверхтяжелых - энергетика в широком смысле, в т.ч. боеприпасы

если отвлечься от экономики (предположим, можно легко тратить кучу энергии на добывание сверхтяжелых), то что-то там в плане энергетики может светить интересного, перспективного?
   
Это сообщение редактировалось 09.06.2008 в 00:15
RU a_234 #09.06.2008 00:12  @Татарин#08.06.2008 23:43
+
-
edit
 

a_234

втянувшийся

Татарин> По сабжу - чистое любопытство. Ну и проверка теорий ядерного взаимодействия. Пока мы не можем рассчитать ядро из первых принципов, любое подтверждение применимости приблизительных моделей очень важно.
Татарин> Техническое применение таких штук малореально хотя бы из-за способа получения: ускорительный эксперимент на много мегаватт*суток ради пары атомов - это слишком круто, чтобы рассчитывать на какое-либо практическое применение такого вещества. :)

неужели - как с антивеществом? т.е. глухо на ближайшие 30 лет с практической полезностью? :-(
   
EE Татарин #09.06.2008 00:32  @AGRESSOR#08.06.2008 23:52
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
AGRESSOR> Татарин, а теоретически впереди по атомным весам могут существовать гипотетические заменители урана и плутония, но с большим энерговыходом при распаде?
Ну так они и существуют. Деление плутония-239 даёт бОльший энерговыход, чем деление урана-233. Деление калифорния-252 - больший, чем плутония-239.

Однако, большой разницы ждать не стОит. Энерговыход при распаде = энергия_связи_осколков - энергия_связи_исходного_ядра. Так?
Энергия связи ядра не может уменьшаться до беспредела: ядро раньше развалится. :)
   
EE Татарин #09.06.2008 00:36  @a_234#09.06.2008 00:10
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
AGRESSOR>> Татарин, а теоретически впереди по атомным весам могут существовать гипотетические заменители урана и плутония, но с большим энерговыходом при распаде?
a_234> кстати, да! это как один из вариантов практической применимость стабильных сверхтяжелых - энергетика в широком смысле, в т.ч. боеприпасы
Ну, даже калифорний оказался дороговат, а его в ОЯТ всё ж не так и мало... :)

a_234> если отвлечься от экономики (предположим, можно легко тратить кучу энергии на добывание сверхтяжелых), то что-то там в плане энергетики может светить интересного, перспективного?
Не-а.
   
EE Татарин #09.06.2008 00:40  @a_234#09.06.2008 00:12
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин>> По сабжу - чистое любопытство. Ну и проверка теорий ядерного взаимодействия. Пока мы не можем рассчитать ядро из первых принципов, любое подтверждение применимости приблизительных моделей очень важно.
Татарин>> Техническое применение таких штук малореально хотя бы из-за способа получения: ускорительный эксперимент на много мегаватт*суток ради пары атомов - это слишком круто, чтобы рассчитывать на какое-либо практическое применение такого вещества. :)
a_234> неужели - как с антивеществом? т.е. глухо на ближайшие 30 лет с практической полезностью? :-(
Я бы, пожалуй, мог бы поручиться и за бОльший срок. :)

Тут выгоды в основном косвенные. Понимание физики ядра может вылезти очень интересным боком... Управление модами распада, например. :)
Говоришь урану-238: распадайся-ка ты в золото-197 и аргон-40 + три нейтрона... он и распадается. Удобно, да? :)

Это пример, чистая фантазия, но неожиданые штуки из теоретических работ могут вылезти, и иногда таки вылазят.
   
EE Татарин #09.06.2008 00:48  @Vale#08.06.2008 23:49
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Vale> Они не будут стабильны, они будут лишь чуть медленнее распадаться..
По сравнению с характерными ядерными временами (10-21c) - стабильны.

А так-то - вона, и за стабильность протона поручиться не могут... :)
Если полураспад больше пары квинтиллионов лет, нам это неважно.
   

Vale

Сальсолёт
★☆
Ну и какие времена полураспада предполагаются? Больше 1 мсек?
   

au

   
★★☆
AGRESSOR> А почему "островок"? За ним что, опять нестабильные пойдут?

Взгляните на карту изотопов, и увидите почему островок. Кстати, этот островок уже достигнут, но пока были получены только изотопы с большим дефицитом нейтронов. Когда сделают (а это может быть нобель, так что сделают) 116 на 10-12 нейтронов тяжелее чем сейчас, тогда и станет ясно насколько стабильна стабильность на этом островке. Но даже сейчас он нарисовался.

з.ы. Вот сразу надо было.. :) http://en.wikipedia.org/wiki/Island_of_stability
   
Это сообщение редактировалось 09.06.2008 в 01:09
EE Татарин #09.06.2008 00:59
+
-
edit
 
EE Татарин #09.06.2008 01:06  @Vale#09.06.2008 00:54
+
+1
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Vale> Ну и какие времена полураспада предполагаются? Больше 1 мсек?
А кто его знает?
На острове стабильности можно ожидать до тысяч-миллионов(!) лет.

А ещё я видел одну очень интересную теоретическую работу, где описывались "ядерные пузыри" с атомной массой больше 600 и ОЧЕНЬ нейтронно-избыточные. То есть, такой раздутый атом золота, скажем. Или свинца.
Там предсказаний времени жизни не было, но утверждалось, что такая конструкция может быть стабильна.

Ещё один прикол этой системы был в том, что из-за её огромных по ядерным меркам размеров и "неточечности" ядерного заряда, внутри неё гнездились существенно ненулевые электроны с орбиталей. :)
   
BG Реконструктор #09.06.2008 19:04  @Татарин#09.06.2008 00:40
+
-
edit
 
Татарин> Тут выгоды в основном косвенные. Понимание физики ядра может вылезти очень интересным боком... Управление модами распада, например. :)
Татарин> Говоришь урану-238: распадайся-ка ты в золото-197 и аргон-40 + три нейтрона... он и распадается. Удобно, да? :)
Татарин> Это пример, чистая фантазия, но неожиданые штуки из теоретических работ могут вылезти, и иногда таки вылазят.

А можно как в Стартреке - распадайся-ка, уранец, на свинину с картошкой. :lol:
   

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆

Следующий химический элемент может быть другой формой материи

Физики-теоретики предложили модель, согласно которой ядра с массой выше 300 могут представлять собой совершенно иную, непривычную нам форму материи. Она будет состоять не из протонов и нейтронов. Согласно их расчетам, уже следующий элемент после самого тяжелого известного сегодня — оганессона — может быть похож по строению на недра нейтронных звезд. Потенциально такое вещество может стать намного более удобным источником энергии, чем ядерный или термоядерный синтез. //  indicator.ru
 
Физики-теоретики предложили модель, согласно которой ядра с массой выше 300 могут представлять собой совершенно иную, непривычную нам форму материи. Она будет состоять не из протонов и нейтронов. Согласно их расчетам, уже следующий элемент после самого тяжелого известного сегодня — оганессона — может быть похож по строению на недра нейтронных звезд. Потенциально такое вещество может стать намного более удобным источником энергии, чем ядерный или термоядерный синтез. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.
 


Ну то есть нечто вроде кварк-глюонной плазмы прям в ядре.

Все известные ядра химических элементов состоят из протонов и нейтронов, которые в свою очередь представляют собой комбинацию трех кварков. Отличительная особенность такой организации вещества — то, что кварки существуют в связанных состояниях по три штуки. Тем не менее, теоретики предполагают, что возможны и другие формы существования материи, в которых множество кварков не упакованы в триплеты. Считается, что такое вещество может сохранять стабильность при экстремальных условиях, — например, при тех, что характерны для недр нейтронных звезд.

В новой работе физики из Университета Торонто в Канаде представляют расчеты, согласно которым подобная фаза материи может быть стабильна уже начиная со следующего элемента. Они называют такое вещество «кварковой материей из верхних и нижних кварков» (up down quark matter — udQM). Также такая форма должна быть основным состоянием обычной барионной материи. Потенциально это делает ее источником энергии. Эта идея не нова — в 1984 году такую концепцию впервые выдвинул самый цитируемый физик современности Эдвард Виттен. Однако в его работе рассматривалась странная кварковая материя (SQM), состоящая из сравнимых долей верхних, нижних и странных кварков. В новой статье делается предположение, что на самом деле более тяжелые странные кварки для этого не нужны.

Один из выводов новой работы состоит в том, что за пределами известной таблицы Менделеева есть своеобразный «континент стабильности» — в противоположность «острову стабильности» — гипотетической области трансурановых элементов с большими периодами полураспада. Авторы пишут, что гипотетически udQM можно получить намного проще, чем SQM, однако для этого может потребоваться гораздо большее соотношение нейтронов к протонам, чем это обычно свойственно стабильным ядрам. Теперь авторы намерены исследовать, можно ли получить udQM на ускорителях и обнаружить ее в космических лучах.
 

Пытаются наобещать и возможности прикладного применения (! для таких экзотических объектов даже обещания такого - уже редкость). Хотя и невнятно.

С помощью такого вещества должно быть относительно просто получить энергию — достаточно будет направлять в него нейтроны или тяжелые ядра, которые будут поглощаться и переходить в новое состояние. Так как udQM должна являться основным состоянием вещества, то общая масса после поглощения будет слегка уменьшаться, а разница — выделяться в виде энергии, в первую очередь в форме гамма-излучения. По сравнению с известными способами получения ядерной энергии такую схему должно быть легче запустить и поддерживать.
 
   56.056.0

  • stas27 [14.06.2021 23:44]: Назначено лого темы: https://www.balancer.ru/sites/ru/in/indicator/thumb/1252x0/filters_colon_quality(75)_colon_no_upscale()/imgs/2019/08/05/10/3494586/1e3aac0f8f47fd967103aa5473f3649063af3930.jpg

digger

аксакал

Fakir> Следующий химический элемент может быть другой формой материи - Индикатор

Тогда почему этих элементов нет в природе, если они действительно стабильны с миллиардами лет полураспада и они были в ядрах взорвавшихся звезд? Или там совсем другие периоды полураспада?
   89.089.0
+
+1
-
edit
 

U235

старожил
★★★★★
☠☠
digger> Тогда почему этих элементов нет в природе, если они действительно стабильны с миллиардами лет полураспада и они были в ядрах взорвавшихся звезд? Или там совсем другие периоды полураспада?

Речь все-таки об относительной, а не абсолютной стабильности. Просто такие ядра имеют относительно большие периоды полураспада. Например как плутоний-239. Для нас период полураспада в 20 тыс лет - это "почти стабилен", а в масштабах жизни вселенной - слишком мало, чтоб такие элементы можно было бы найти в космосе. Опять же им, с их высокой способностью к взаимодействию с нейтронами, еще как-то сам взрыв сверхновой пережить надо. Ну и если у них электроны внутри ядра оказываются, то это может приводить к повышенной вероятности распада через взаимодействие электронов с нуклонами.
   91.0.4472.7791.0.4472.77

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
digger> Тогда почему этих элементов нет в природе, если они действительно стабильны с миллиардами лет полураспада и они были в ядрах взорвавшихся звезд?

Может и не было их там, в нужном изотопном виде. Достаточно стабильны не любые, а достаточно нейтронноизбыточные. Фиг знай, образовывались ли они в звёздах, в каком количестве, и если даже да - то сколько там прожили в тех условиях (реакции-то идут, всякое летает... )
   56.056.0
ZA Татарин #15.06.2021 13:48  @digger#15.06.2021 02:55
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Fakir>> Следующий химический элемент может быть другой формой материи - Индикатор
digger> Тогда почему этих элементов нет в природе, если они действительно стабильны с миллиардами лет полураспада и они были в ядрах взорвавшихся звезд? Или там совсем другие периоды полураспада?
Может, полураспад быстрый (вон, урана-235 с 2 миллиардами лет полураспада и то крохи остались). А может, условий в звёздах не было.

Нужно очень нейтронно-избыточное ядро, которое уже нельзя получить просто добавляя нейтроны один за одним (ядра с большой вероятностью делятся). Оганессий и иже с ним получают столкновением нейтронно-избыточных ядер при энергиях, которые сложно ожидать в звезде и при взрыве сверхновой - эквивалент многих триллионов К.
   90.0.4430.21290.0.4430.212
LT Bredonosec #15.06.2021 19:26  @Татарин#15.06.2021 13:48
+
-
edit
 
Татарин> Оганессий и иже с ним получают столкновением нейтронно-избыточных ядер при энергиях, которые сложно ожидать в звезде и при взрыве сверхновой - эквивалент многих триллионов К.
я помню логику того, почему столкновениями, но для сверхтяжелых ядер не будет ли такая техника неприемлемой? В смысле, что столкновения относительно мелких частиц на сверхвысоких скоростях с более тяжелыми ядрами будут просто рвать их на куски, а не заставлять сливаться в еще более тяжелые. Не логичнее ли тут какой-то иной путь, типа там, отьёма энергии до абсолютного нуля с одновременным сжатием?
   68.068.0
ZA Татарин #15.06.2021 20:18  @Bredonosec#15.06.2021 19:26
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Bredonosec> я помню логику того, почему столкновениями, но для сверхтяжелых ядер не будет ли такая техника неприемлемой? В смысле, что столкновения относительно мелких частиц на сверхвысоких скоростях с более тяжелыми ядрами будут просто рвать их на куски, а не заставлять сливаться в еще более тяжелые. Не логичнее ли тут какой-то иной путь, типа там, отьёма энергии до абсолютного нуля с одновременным сжатием?
Сжатие - это к нейтронной звезде. Только там ядер нет. А в "нормальных" звёздах нет условий для эндотермического слияния.

А для охлаждения ядра и нужны нейтроны - они уносят избыточную энергию после слияния, которая может развалить ядро. И только нейтроны могут сделать это быстро, электромагнитные процессы на много порядков медленнее.
   90.0.4430.21290.0.4430.212
LT Bredonosec #15.06.2021 21:08  @Татарин#15.06.2021 20:18
+
-
edit
 
Татарин> Сжатие - это к нейтронной звезде. Только там ядер нет.
да, понимаю. Хотя конденсат бозе-энштейна, емнис, всё-таки получили в околонуле.

Татарин> А для охлаждения ядра и нужны нейтроны - они уносят избыточную энергию после слияния, которая может развалить ядро. И только нейтроны могут сделать это быстро, электромагнитные процессы на много порядков медленнее.
да, понимаю. Потому и подумал, нет ли варианта зайти с другой стороны. Сделать процесс слияния медленнее. Не столкновением, а как-то иначе.
   68.068.0

16-й

аксакал
★★
Fakir> Ну то есть нечто вроде кварк-глюонной плазмы прям в ядре.

Оно, конечно, уже какая-то запредельная для рядовых умов физика, но хоть какие-нибудь бы намеки для прояснения, как это?
Большие ядра, как я понимаю, нестабильны из-за того, что у ядерных сил руки коротки, а у электростатических нет. И ядро разрывает при разных флуктуациях банальным отталкиванием протонов.
А здесь в чем суть? Общий избыток одноименного заряда никуда не денется. Ядро в такой "фазе" станет много компактнее или где?
   90.0.4430.21290.0.4430.212

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru