Главная » Ремонт и отделочные материалы » Новый элемент таблицы менделеева оганесян. Оганесян, оганесон и другие. — Как в Дубне начались эти работы

Новый элемент таблицы менделеева оганесян. Оганесян, оганесон и другие. — Как в Дубне начались эти работы

Среди наиболее вероятных кандидатов на эту награду от нашей страны называют академика Юрия Оганесяна . Научный руководитель лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова в Объединённом институте ядерных исследований (Дубна), он известен на весь мир как автор фундаментальных работ по синтезу новых элементов таблицы Менделеева.

«Это лишь премия»

Дмитрий Писаренко: Юрий Цолакович, почему мы каждую осень с замиранием сердца ждём, дадут российскому учёному Нобелевскую премию или не дадут? Ведь в мире полно других научных наград.

Юрия Оганесян: У меня тоже такое ощущение, что наше общество излишне «возбуждено» и «подогрето» этой темой. Между тем это лишь премия, хотя в науке и самая престижная. Для человека, посвятившего свою жизнь науке, главное - результат. Ведь это то, к чему он шёл годами, даже десятилетиями. Искал пути, ошибался, и вот, наконец, достиг! А бывает часто, что и жизни не хватает. На выбранном им пути результат получают его последователи, хорошо - если его ученики. В такой ситуации дадут ему премию при жизни или не дадут - вопрос, пожалуй, не самый важный. И если ему не присудят премию, это не значит, что его труд был напрасным! Тот факт, что Менделеев не стал нобелевским лауреатом, а Эйнштейн получил свою награду с большим сдвигом по времени и не за теорию относительности, вовсе не умаляет огромный вклад этих великих учёных в мировую науку.

У нас же обсуждение Нобелевских премий всё время сопровождается излишними эмоциями. Всё представляется в таком свете, что если премия есть, то в нашей науке всё хорошо. Если нет - всё плохо и как-то непонятно, чем занимаются научные работники. Дошло до того, что уже чуть ли не извиняться надо за то, что до сих пор не получил Нобелевскую премию! (Смеётся.) В других странах ничего подобного я не встречал.

Надо всё-таки понять и принять, что физика - большая наука, она включает много разных областей знаний: астрофизику, физику твёрдого тела, физику частиц, атомную физику, ядерную... А премия по физике одна! И если в этом году авторам блестящей работы из одной области физики присуждена премия, это вовсе не значит, что в другой нет открытий. Или что там застой и что-то не ладится.

- Как вы относитесь к мнению, что Нобелевский комитет игнорирует Россию из политических соображений? Что это из того же ряда, что и экономические санкции, и отстранение спортсменов от Олимпиады?

Нобелевская премия к санк-циям отношения не имеет. Номинантов ежегодно выдвигает огромное число учёных всех стран мира. Легко представить, что отбор номинантов в несколько приёмов осуществляется также не одним человеком. Всё это происходит в научном сообществе. Но учёные, как и все люди, каждый день ходят на работу, беседуют не только с коллегами, но и людьми на улице, смотрят телевизор, читают газеты. Словом, это живые люди, а не мифические существа.

А по телевизору им рассказывают, что это Россия напала на Украину, сбила «боинг» и что у нас вообще кровавый режим. И тогда они решают: нет, не будем давать премию российскому учёному?

И такое, и другое тоже слушают. Но им, живым людям, доверено выбрать лучшее из лучшего, а выбор, напомню, делается из замечательных работ. В них результаты многих талантливых людей различных специальностей. И часто рефери сталкиваются с ситуацией, когда выбор нужно сделать из нескольких в равной степени выдающихся результатов (открытий), полученных в разных областях знаний. Поставьте себя на их место. Вы сразу поймёте, что в таких условиях работают дополнительные факторы, как объективные, так и субъективные. И в этом смысле любая престижная премия политизирована - научная, музыкальная, кинематографическая… Так что абсолютной объективности быть не может.

Другое дело, что я и многие мои коллеги не видят здесь особой трагедии. В научной среде это вообще не принято, мы всегда искренне, от души радуемся и поздравляем иностранных коллег, получающих международные премии и награды. И к чести Комитета по Нобелевским премиям, все лауреаты этой премии за всю её историю были талантливыми людьми и действительно выдающимися учёными.

Прямое сравнение науки со спортом, которое вы проводите, мне кажется некорректным. В оценке спортивной деятельности лежит только состязание, которое выявляет победителя (сильнейшего). Олимпийские игры, равно как и другие большие спортивные мероприятия, целиком работают по этому принципу. Спорт политизирован хотя бы потому, что подводятся командные итоги, подсчитывается, сколько медалей получили спортсмены разных стран, под каким флагом выступает спортсмен, какой гимн играют с поднятием флага и пр.

Наука - как невод

- То есть никакого соревнования между научными школами сейчас нет?

Есть, конечно. Но это не противостояние, какое было в недавнем прошлом. Хотя давно известно, что наука, как и таблица умножения - интернациональны. Теперь между учёными может быть одновременно и конкуренция, и сотрудничество (хотя это и выглядит как парадокс). В современной науке многое в одиночку не сделаешь. Поэтому наука опирается на достижения отдельных групп, лабораторий и даже институтов. Они могут находиться в разных странах, и достижения их могут быть востребованы как существенная часть новых исследований. Это и есть международное сотрудничество.

Близкие мне сверхтяжёлые химические элементы, открытые в Дубне, - тоже совместный труд. Американские коллеги признали наше лидерство в этих работах, и мы признаём их большой вклад в наше общее дело. Мы с ними партнёры, единомышленники, причём не на год-два, а на десятилетия! Так идёт развитие по многим направлениям науки в современном мире. Огромное число наших учёных работают за рубежом в совместных проектах. Там высоко оценивают их персональный вклад, да и российскую научную школу в целом.

Но надо сказать, что мы до сих пор пользуемся тем колоссальным научным потенциалом, который был заложен во времена СССР. Во многих направлениях науки и техники мы были тогда впереди. Я и мои коллеги пользуемся этим заделом в полной мере.

Иногда возникают споры: а были ли мы впереди? Мне кажется, спорить с этим бессмысленно - как и с тем, что Гагарин первым полетел в космос.

- А сейчас в России ведутся прорывные исследования?

Не будем далеко ходить - у нас в Дубне идёт строительство большого ускорительного комплекса NICA. На этой установке нам предстоит сталкивать тяжёлые ядра. Цель - понять сотворение мира. Мы хотим повернуть вспять тот процесс, который начался сразу после Большого взрыва, когда из кварков начали возникать протоны и нейтроны. То, что происходило 13,7 млрд лет тому назад во Вселенной, мои коллеги намерены увидеть в малом масштабе в лаборатории. Это, без преувеличения, мега-проект. Такие исследования в мире ведутся в самых крупных научных центрах. Мы надеемся в нашем подходе и с новым ускорительным комплексом выйти на передовые позиции.

Задам вопрос, который возникает всякий раз, когда речь заходит об изучении Большого взрыва, о бозоне Хиггса и т. п. Какая может быть практическая польза от всего этого? Пусть не сейчас, так когда-нибудь?

То, чем мы занимаемся, - чисто фундаментальная наука. Но любое крупное исследование фундаментального характера, как невод, тянет за собой много прикладных идей и разработок. Так, например, появился Интернет. Почти всегда новому значимому результату в науке сопутствуют достижения в смежных областях знаний, лежащих в основе развития техники и новых технологий. Научное исследование, требующее создания нового ускорителя, ведёт также к созданию плазменного ионного источника, сверхчувствительных детекторов, современной компьютерной техники, разработке новых программ и пр.

Когда мы начали исследования по синтезу новых элементов, выяснилось, что с этими возможностями мы готовы создавать новые материалы - сверхтонкие и сверхточные мембраны. Они находят применение в создании медицинского оборудования, в микроэлектронике, микробиологии и др. Упомянутый выше ускорительный комплекс NICA, который сейчас строится, даст новые знания в радиобиологии и космической медицине, терапии раковых заболеваний.

Когда в 90-е годы я впервые стал директором лаборатории, унаследовав этот пост у основателя нашей лаборатории академика Флёрова, я сказал сотрудникам, что бюджетных средств на оплату их труда недостаточно и поэтому надо самим искать источники финансирования в наших прикладных исследованиях. Я шёл по стопам Георгия Николаевича, который всегда считал, что учёный, работающий над фундаментальной проблемой, должен столь же внимательно относиться к применению своих результатов и технических возможностей для решения прикладных задач. Поэтому в те годы у нас уже было всё, чтобы создавать ядерные технологии мирового уровня для самых разных целей. Мы работали на своём, отечественном, оборудовании и смогли занять нишу на международном рынке.

«Важен творческий климат!»

Это правда, что вам удалось предотвратить «утечку мозгов» в 90-е? Причина именно в том, что развивали прикладные проекты?

Не только. Наука - это творчество, а творческому человеку необходим особый климат, некая атмосфера, плюс конкретная цель, к которой он стремится. Я точно знаю, что если будет нормальный творческий климат, никуда молодые учёные не поедут. Просто это не те люди.

В трудные годы конца прошлого века в нашу лабораторию, как и во многие институты, поступали приглашения из-за рубежа на постоянную работу. Из весьма известных лабораторий Франции, Германии, США… Но многие из моего окружения не откликнулись на эти, казалось бы, заманчивые предложения. Потому что в то время мы решили начать работу по синтезу сверхтяжёлых элементов. Охота за ними шла в крупных ядерных центрах мира с начала 1970-х, но в течение последующих 15 лет интенсивной работы их синтезировать не удалось. Мы решили ещё раз вернуться к этой задаче с новым подходом и в другой постановке опыта. И добились результата. К этому надо добавить, что Объединённый институт ядерных исследований, как международная организация, в трудные годы финансировался несколько лучше, чем российские научные учреждения. А в условиях маленькой Дубны выживать было легче, чем в большом городе.

Но я и сейчас с большим оптимизмом смотрю на молодых людей, которые приходят к нам в лабораторию, особенно на тех, кто приехал с периферии. Ребята целеустремлённые, упорно работают, прекрасно знают англий-ский. И через несколько лет дают результат.

- В чём их сила? У них такая воля к знаниям?

Такие у них научные амбиции. Люди ведь разные, одни хотят денег много заработать, другим нужно реализовать себя в искусстве или науке. Некоторым со стороны кажется, что эти, другие, не от мира сего.

Россия всегда была интеллектуальной страной. Здесь ценятся образованность, знания. Мне очень нравится, как наши люди переживают состояние творчества, прекрасно зная, что никаких богатств им оно не сулит. Есть в этом какая-то одержимость. И какая-то сила.

Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) утвердил названияновых четырёх элементов таблицы Менделеева: 113-го, 115-го, 117-го и 118-го. Последний назван в честь российского физика, академика Юрия Оганесяна. Учёные попадали "в клеточку" и раньше: Менделеев, Эйнштейн, Бор, Резерфорд, чета Кюри… Но лишь второй раз в истории это произошло при жизни учёного. Прецедент случился в 1997 году, когда такой чести удостоился Гленн Сиборг. Юрию Оганесяну давно прочат Нобелевскую премию. Но, согласитесь, получить собственную клеточку в таблице Менделеева куда круче.

В нижних строках таблицы вы легко найдёте уран, его атомный номер 92. Все последующие элементы, начиная с 93-го, - это так называемые трансураны. Некоторые из них появились примерно 10 миллиардов лет назад в результате ядерных реакций внутри звёзд. Следы плутония и нептуния были обнаружены в земной коре. Но большинство трансурановых элементов давно распалось, и теперь можно лишь предсказывать, какими они были, чтобы потом пытаться воссоздать их в лабораторных условиях.

Первыми это сделали в 1940 году американские учёные Гленн Сиборг и Эдвин Макмиллан. Родился плутоний. Позднее группа Сиборга синтезировала америций, кюрий, берклий… К тому времени чуть ли не весь мир включился в гонку за сверхтяжёлыми ядрами.

Юрий Оганесян (р. 1933). Выпускник МИФИ, специалист в области ядерной физики, академик РАН, научный руководитель лаборатории ядерных реакций ОИЯИ. Председатель Научного совета РАН по прикладной ядерной физике. Имеет почётные звания в университетах и академиях Японии, Франции, Италии, Германии и других стран. Награждался Государственной премией СССР, орденами Трудового Красного Знамени, Дружбы народов, «За заслуги перед Отечеством» и пр. Фото: wikipedia.org

Юрий Оганесян был учеником Флёрова и одним из тех, кто синтезировал резерфордий, потом дубний и более тяжёлые элементы. Благодаря успехам советских учёных Россия вырвалась в лидеры трансурановой гонки и сохраняет этот статус до сих пор.

Научный коллектив, работа которого привела к открытию, направляет своё предложение в IUPAC. Комиссия рассматривает аргументы "за" и "против", исходя из следующих правил: "…вновь открытые элементы могут быть названы: (а) по имени мифологического персонажа или понятия (включая астрономический объект), (б) по названию минерала или аналогичного вещества, (в) по названию населённого пункта или географической области, (г) в соответствии со свойствами элемента или (д) по имени учёного".

Названия четырём новым элементам присваивали долго, почти год. Дата объявления решения несколько раз отодвигалась. Напряжение нарастало. Наконец 28 ноября 2016 года, по истечении пятимесячного срока для приёма предложений и возражений общественности, комиссия не нашла причин отвергнуть нихоний, московий, теннессин и оганесон и утвердила их.

Кстати, суффикс "-он-" не очень типичен для химических элементов. Для оганесона он выбран потому, что по химическим свойствам новый элемент аналогичен инертным газам - это сходство подчеркивает созвучие с неоном, аргоном, криптоном, ксеноном.

В 1960-х годах Георгий Флёров предположил, что оно не обязано неукоснительно соблюдаться по мере углубления в таблицу. Но как это доказать? Поиск так называемых островов стабильности более 40 лет был одной из важнейших задач физики. В 2006 году коллектив учёных под руководством Юрия Оганесяна подтвердил их существование. Научный мир вздохнул с облегчением: значит, смысл искать всё более тяжёлые ядра есть.

Коридор легендарной Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ. Фото: Дарья Голубович/"Кот Шрёдингера"

Юрий Цолакович, что же всё-таки представляют собой острова стабильности, о которых много говорят в последнее время?

Юрий Оганесян: Вы знаете, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. Но только строго определённое количество этих "кирпичиков" связаны друг с другом в единое тело, которое представляет ядро атома. Комбинаций, которые "не срабатывают", оказывается больше. Поэтому, в принципе, наш мир находится в море нестабильности. Да, есть ядра, которые остались со времён образования Солнечной системы, они стабильны. Водород, например. Участки с такими ядрами будем называть "континентом". Он постепенно уходит в море нестабильности по мере того, как мы идём к более тяжёлым элементам. Но, оказывается, если далеко уйти от суши, возникает остров стабильности, где рождаются ядра-долгожители. Остров стабильности - это открытие, которое уже сделано, признано, но точное время жизни долгожителей на этом острове пока не предсказывается достаточно хорошо.

Как были открыты острова стабильности?

Юрий Оганесян: Мы долго их искали. Когда ставится задача, важно, чтобы был однозначный ответ "да" или "нет". Причин нулевого результата на самом деле две: либо ты не дотянулся, либо того, что ищешь, вообще нет. У нас был "ноль" до 2000 года. Мы думали, что, может быть, теоретики и правы, когда рисуют свои красивые картины, но нам до них не дотянуться. В 90-е мы пришли к выводу, что стоит усложнить эксперимент. Это противоречило реалиям того времени: нужна была новая техника, а средств не хватало. Тем не менее к началу ХХI века мы были готовы опробовать новый подход - облучать плутоний кальцием-48.

Почему для вас так важен именно кальций-48, именно этот изотоп?

Юрий Оганесян: Он имеет восемь лишних нейтронов. А мы знали, что остров стабильности там, где избыток нейтронов. Поэтому тяжёлый изотоп плутония-244 облучали кальцием-48. В этой реакции синтезировали изотоп сверхтяжёлого элемента 114 - флеровия-289, который живёт 2,7 секунды. В масштабах ядерных превращений это время считается достаточно длительным и служит доказательством того, что остров стабильности существует. Мы доплыли до него, и по мере продвижения вглубь стабильность только росла.

Фрагмент сепаратора ACCULINNA-2, на котором изучается структура лёгких экзотических ядер. Фото: Дарья Голубович/"Кот Шрёдингера"

Почему, в принципе, была уверенность, что существуют острова стабильности?

Юрий Оганесян: Уверенность появилась, когда стало понятно, что ядро имеет структуру… Давно, ещё в 1928 году, наш великий соотечественник Георгий Гамов (советский и американский физик-теоретик) высказал предположение, что ядерное вещество похоже на каплю жидкости. Когда эту модель начали проверять, выяснилось, что она удивительно хорошо описывает глобальные свойства ядер. Но потом наша лаборатория получила результат, который коренным образом изменил эти представления. Мы выяснили, что в обычном состоянии ядро не ведёт себя подобно капле жидкости, не является аморфным телом, а имеет внутреннюю структуру. Без неё ядро существовало бы всего 10-19 секунды. А наличие структурных свойств ядерной материи приводит к тому, что ядро живёт секунды, часы, а мы надеемся, что может жить сутки, а может быть даже миллионы лет. Эта надежда, быть может, и слишком смелая, но мы надеемся и ищем трансурановые элементы в природе.

Один из самых волнующих вопросов: есть ли предел разнообразию химических элементов? Или их бесконечно много?

Юрий Оганесян: Капельная модель предсказывала, что их не более ста. С её точки зрения есть предел существования новых элементов. Сегодня их открыто 118. Сколько ещё может быть?.. Надо понять отличительные свойства "островных" ядер, чтобы делать прогноз для более тяжёлых. С точки зрения микроскопической теории, которая учитывает структуру ядра, мир наш не кончается за сотым элементом уходом в море нестабильности. Когда мы говорим о пределе существования атомных ядер, мы должны обязательно это учесть.

Есть ли достижение, которое вы считаете главным в жизни?

Юрий Оганесян: Я занимаюсь тем, что мне на самом деле интересно. Иногда увлекаюсь очень сильно. Иногда получается что-то, и я радуюсь, что получилось. Это жизнь. Это не эпизод. Я не принадлежу к категории людей, которые мечтали быть научными работниками в детстве, в школе, нет. Но просто у меня как-то хорошо получалось с математикой и физикой, и поэтому я пошёл в тот вуз, где надо было сдавать эти экзамены. Ну, сдал. И вообще, я считаю, что в жизни мы все очень сильно подвержены случайностям. Правда, ведь? Очень многие шаги в жизни мы делаем совершенно случайным образом. А потом, когда ты становишься взрослым, тебе задают вопрос: "Почему ты это сделал?". Ну, сделал и сделал. Это моё обычное занятие наукой.

"Мы можем за месяц получить один атом 118-го элемента"

Сейчас ОИЯИ строит первую в мире фабрику сверхтяжёлых элементов на базе ускорителя ионов DRIBs-III (Dubna Radioactive Ion Beams), самого мощного в своей области энергий. Там будут синтезировать сверхтяжёлые элементы восьмого периода (119, 120, 121) и производить радиоактивные материалы для мишеней. Эксперименты начнутся в конце 2017 - начале 2018 года. Андрей Попеко, из лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова ОИЯИ, рассказал, зачем всё это нужно.

Андрей Георгиевич, как предсказывают свойства новых элементов?

Андрей Попеко: Основное свойство, из которого следуют все остальные, - это масса ядра. Предсказать её очень сложно, но, исходя из массы, уже можно предположить, как ядро будет распадаться. Есть разные экспериментальные закономерности. Вы можете изучать ядро и, скажем, пытаться описать его свойства. Зная что-то о массе, можно говорить об энергии частиц, которые будет испускать ядро, делать предсказания о времени его жизни. Это довольно громоздко и не очень точно, но более-менее надёжно. А вот если ядро делится спонтанно, прогнозирование становится делом гораздо более сложным и менее точным.

Что мы можем сказать о свойствах 118-го?

Андрей Попеко: Он живёт 0,07 секунды и испускает альфа-частицы с энергией 11,7 МэВ. Это измерено. В дальнейшем можно сравнивать экспериментальные данные с теоретическими и поправлять модель.

На одной из лекций вы говорили, что таблица, возможно, заканчивается на 174-м элементе. Почему?

Андрей Попеко: Предполагается, что дальше электроны просто упадут на ядро. Чем больше заряд ядра, тем сильнее оно притягивает электроны. Ядро - плюс, электроны - минус. В какой-то момент ядро притянет электроны настолько сильно, что они должны упасть на него. Наступит предел элементов.

Могут ли такие ядра существовать?

Андрей Попеко: Полагая, что существует 174-й элемент, мы полагаем, что существует и его ядро. Но так ли это? Уран, 92-й элемент, живёт 4,5 млрд лет, а 118-й - меньше миллисекунды. Собственно, раньше считалось, что таблица заканчивается на элементе, время жизни которого пренебрежимо мало. Потом выяснилось, что не всё так однозначно, если двигаться по таблице. Сначала время жизни элемента падает, потом, у следующего, немножко увеличивается, потом опять падает.

Рулоны с трековыми мембранами - наноматериалом для очистки плазмы крови при лечении тяжёлых инфекционных заболеваний, устранении последствий химиотерапии. Эти мембраны разработали в Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ ещё в 1970-е годы. Фото: Дарья Голубович/"Кот Шрёдингера"

Когда увеличивается - это и есть остров стабильности?

Андрей Попеко: Это указание на то, что он есть. На графиках это хорошо видно.

Тогда что же такое сам остров стабильности?

Андрей Попеко: Некоторая область, в которой находятся ядра изотопов, бладающие более долгим по сравнению с соседями временем жизни.

Эту область ещё предстоит найти?

Андрей Попеко: Пока только самый краешек зацепили.

Что вы будете искать на фабрике сверхтяжёлых элементов?

Андрей Попеко: Эксперименты по синтезу элементов занимают много времени. В среднем полгода непрерывной работы. Мы можем за месяц получить один атом 118-го элемента. Кроме того, мы работаем с высокорадиоактивными материалами, и наши помещения должны отвечать специальным требованиям. Но когда создавалась лаборатория, их ещё не было. Сейчас строится отдельное здание с соблюдением всех требований радиационной безопасности - только для этих экспериментов. Ускоритель сконструирован для синтеза именно трансуранов. Мы будем, во-первых, подробно изучать свойства 117-го и 118-го элементов. Во-вторых, искать новые изотопы. В-третьих, пробовать синтезировать ещё более тяжёлые элементы. Можно получить 119-й и 120-й.

Планируются эксперименты с новыми материалами для мишеней?

Андрей Попеко: Мы уже начали работать с титаном. На кальций потратили в общей сложности 20 лет - получили шесть новых элементов.

К сожалению, научных областей, где Россия занимает ведущие позиции, не так много. Как нам удаётся побеждать в борьбе за трансураны?

Андрей Попеко: Собственно, здесь лидерами всегда были Соединённые Штаты и Советский Союз. Дело в том, что основным материалом для создания атомного оружия был плутоний - его требовалось как-то получать. Потом задумались: а не использовать ли другие вещества? Из ядерной теории следует, что нужно брать элементы с чётным номером и нечётным атомным весом. Попробовали кюрий-245 - не подошёл. Калифорний-249 тоже. Стали изучать трансурановые элементы. Так получилось, что первыми этим вопросом занялись Советский Союз и Америка. Потом Германия - там в 60-е годы была дискуссия: стоит ли ввязываться в игру, если русские с американцами уже всё сделали? Теоретики убедили, что стоит. В итоге немцы получили шесть элементов: со 107-го по 112-й. Кстати, метод, который они выбрали, разрабатывал в 70-е годы Юрий Оганесян. И он, будучи директором нашей лаборатории, отпустил ведущих физиков помогать немцам. Все удивлялись: "Как это?" Но наука есть наука, здесь не должно быть конкуренции. Если есть возможность получить новые знания, надо участвовать.

Сверхпроводящий ECR-источник - при помощи которого получают пучки высоко-зарядных ионов ксенона, йода, криптона, аргона. Фото: Дарья Голубович/"Кот Шрёдингера"

В ОИЯИ выбрали другой метод?

Андрей Попеко: Да. Оказалось, что тоже удачный. Несколько позже подобные эксперименты стали проводить японцы. И синтезировали 113-й. Мы получили его почти на год раньше как продукт распада 115-го, но не стали спорить. Бог с ними, не жалко. Эта группа японская стажировалась у нас - многих из них мы знаем лично, дружим. И это очень хорошо. В некотором смысле это наши ученики получили 113-й элемент. Они же, кстати, подтвердили наши результаты. Желающих подтверждать чужие результаты немного.

Для этого нужна определённая честность.

Андрей Попеко: Ну да. А как по-другому? В науке, наверное, вот так.

Каково это - изучать явление, которое по-настоящему поймут от силы человек пятьсот во всём мире?

Андрей Попеко: Мне нравится. Я всю жизнь этим занимаюсь, 48 лет.

Большинству из нас невероятно сложно понять, чем вы занимаетесь. Синтез трансурановых элементов - не та тема, которую обсуждают за ужином с семьёй.

Андрей Попеко: Мы генерируем новые знания, и они не пропадут. Если мы можем изучать химию отдельных атомов, значит, обладаем аналитическими методами высочайшей чувствительности, которые заведомо пригодны для изучения веществ, загрязняющих окружающую среду. Для производства редчайших изотопов в радиомедицине. А кто поймёт физику элементарных частиц? Кто поймёт, что такое бозон Хиггса?

Да. Похожая история.

Андрей Попеко: Правда, людей, понимающих, что такое бозон Хиггса, всё же больше, чем разбирающихся в сверхтяжёлых элементах… Эксперименты на Большом адронном коллайдере дают исключительно важные практические результаты. Именно в Европейском центре ядерных исследований появился интернет.

Интернет - любимый пример физиков.

Андрей Попеко: А сверхпроводимость, электроника, детекторы, новые материалы, методы томографии? Всё это побочные эффекты физики высоких энергий. Новые знания никогда не пропадут.

Боги и герои. В честь кого называли химические элементы

Ванадий, V (1801 г.). Ванадис - скандинавская богиня любви, красоты, плодородия и войны (как у неё всё это получается?). Повелительница валькирий. Она же Фрейя, Гефна, Хёрн, Мардёлл, Сюр, Вальфрейя. Это имя дано элементу потому, что он образует разноцветные и очень красивые соединения, а богиня вроде тоже очень красивая.

Ниобий, Nb (1801 г.). Изначально назывался колумбием в честь страны, откуда привезли первый образец минерала, содержащего этот элемент. Но потом был открыт тантал, который практически по всем химическим свойствам совпадал с колумбием. В итоге решено было назвать элемент именем Ниобы, дочери греческого царя Тантала.

Палладий, Pd (1802 г.). В честь открытого в том же году астероида Паллада, название которого тоже восходит к мифам Древней Греции.

Кадмий, Cd (1817 г.). Изначально этот элемент добывали из цинковой руды, греческое название которой напрямую связано с героем Кадмом. Сей персонаж прожил яркую и насыщенную жизнь: победил дракона, женился на Гармонии, основал Фивы.

Прометий, Pm (1945 г.). Да, это тот самый Прометей, который отдал огонь людям, после чего имел серьёзные проблемы с божественными властями. И с печенью.

Самарий, Sm (1878 г.). Нет, это не совсем в честь города Самары. Элемент был выделен из минерала самарскита, который предоставил европейским учёным горный инженер из России Василий Самарский-Быховец (1803-1870). Можно считать это первым попаданием нашей страны в таблицу Менделеева (если не брать в расчёт её название, конечно).

Гадолиний, Gd (1880 г. Назван в честь Юхана Гадолина (1760-1852), финского химика и физика, открывшего элемент иттрий.

Тантал, Ta (1802 г.). Греческий царь Тантал обидел богов (есть разные версии, чем именно), за что в подземном царстве его всячески мучили. Примерно так же страдали учёные, пытаясь получить чистый тантал. На это ушло больше ста лет.

Торий, Th (1828 г.). Первооткрывателем был шведский химик Йёнс Берцелиус, который и дал элементу имя в честь сурового скандинавского бога Тора.

Кюрий, Cm (1944 г.). Единственный элемент, названный в честь двух человек - нобелевских лауреатов супругов Пьера (1859-1906) и Марии (1867-1934) Кюри.

Эйнштейний, Es (1952 г.). Тут всё понятно: Эйнштейн, великий учёный. Правда, синтезом новых элементов никогда не занимался.

Фермий, Fm (1952 г). Назван в честь Энрико Ферми (1901-1954), итало-американского учёного, внёсшего большой вклад в развитие физики элементарных частиц, создателя первого ядерного реактора.

Менделевий, Md (1955 г.). Это в честь нашего Дмитрия Ивановича Менделеева (1834-1907). Странно только, что автор периодического закона попал в таблицу не сразу.

Нобелий, No (1957 г.). Вокруг названия этого элемента долго шли споры. Приоритет в его открытии принадлежит учёным из Дубны, которые назвали его жолиотием в честь ещё одного представителя семейства Кюри - зятя Пьера и Марии Фредерика Жолио-Кюри (тоже нобелевского лауреата). Одновременно с этим группа физиков, работавших в Швеции, предложила увековечить память Альфреда Нобеля (1833-1896). Довольно долго в советской версии таблицы Менделеева 102-й значился как жолиотий, а в американской и европейской - как нобелий. Но в итоге ИЮПАК, признавая советский приоритет, оставил западную версию.

Лоуренсий, Lr (1961 г.). Примерно та же история, что и с нобелием. Учёные из ОИЯИ предложили назвать элемент резерфордием в честь "отца ядерной физики" Эрнеста Резерфорда (1871-1937), американцы - лоуренсием в честь изобретателя циклотрона физика Эрнеста Лоуренса (1901-1958). Победила американская заявка, а резерфордием стал 104-й элемент.

Резерфордий, Rf (1964 г.). В СССР он назывался курчатовием в честь советского физика Игоря Курчатова. Окончательное название было утверждено ИЮПАК только в 1997 году.

Сиборгий, Sg (1974 г.). Первый и единственный до 2016 года случай, когда химическому элементу присвоили имя здравствующего учёного. Это было исключение из правила, но уж больно велик вклад Гленна Сиборга в синтез новых элементов (примерно десяток клеток в таблице Менделеева).

Борий, Bh (1976 г.). Тут тоже была дискуссия о названии и приоритете открытия. В 1992 году советские и немецкие учёные договорились назвать элемент нильсборием в честь датского физика Нильса Бора (1885-1962). ИЮПАК утвердил сокращённое название - борий. Это решение нельзя назвать гуманным по отношению к школьникам: им приходится запомнить, что бор и борий - это совершенно разные элементы.

Мейтнерий, Mt (1982 г.). Назван в честь Лизы Мейтнер (1878-1968), физика и радиохимика, работавшей в Австрии, Швеции и США. Кстати, Мейтнер была одним из немногих крупных учёных, отказавшихся участвовать в Манхэттенском проекте. Будучи убеждённой пацифисткой, она заявила: "Я не стану делать бомбу!".

Рентгений, Rg (1994 г.). В этой клеточке увековечен открыватель знаменитых лучей, первый в истории нобелевский лауреат по физике Вильгельм Рентген (1845-1923). Элемент синтезировали немецкие учёные, правда, в исследовательскую группу входили и представители Дубны, в том числе Андрей Попеко.

Коперниций, Cn (1996 .). В честь великого астронома Николая Коперника (1473-1543). Как он оказался в одном ряду с физиками XIX-XX века, не совсем понятно. И уж совсем непонятно, как называть элемент по-русски: коперниций или коперникий? Допустимыми считаются оба варианта.

Флеровий, Fl (1998 г.). Утвердив это название, международное сообщество химиков продемонстрировало, что ценит вклад российских физиков в синтез новых элементов. Георгий Флёров (1913-1990) руководил лабораторией ядерных реакций в ОИЯИ, где были синтезированы многие трансурановые элементы (в частности, от 102-го до 110-го). Достижения ОИЯИ увековечены также в названиях 105-го элемента (дубний ), 115-го (московий - в Московской области расположена Дубна) и 118-го (оганесон ).

Оганесон, Og (2002 г.). Первоначально о синтезе 118-го элемента заявили американцы в 1999 году. И предложили назвать его гиорсий в честь физика Альберта Гиорсо. Но их эксперимент оказался ошибочным. Приоритет открытия признали за учёными из Дубны. Летом 2016 года ИЮПАК рекомендовал дать элементу название оганесон в честь Юрия Оганесяна.

Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) утвердил названия четырёх новых элементов таблицы Менделеева: 113-го, 115-го, 117-го и 118-го. Последний назван в честь российского физика, академика Юрия Оганесяна. Учёные попадали «в клеточку» и раньше: Менделеев, Эйнштейн, Бор, Резерфорд, чета Кюри… Но лишь второй раз в истории это произошло при жизни учёного. Прецедент случился в 1997 году, когда такой чести удостоился Гленн Сиборг. Юрию Оганесяну давно прочат Нобелевскую премию. Но, согласитесь, получить собственную клеточку в таблице Менделеева куда круче.

Юрий Оганесян (р. 1933)

Выпускник МИФИ, специалист в области ядерной физики, академик РАН, научный руководитель лаборатории ядерных реакций ОИЯИ. Председатель научного совета РАН по прикладной ядерной физике. Имеет почётные звания в университетах и академиях Японии, Франции, Италии, Германии и ряда других стран. Лауреат Государственной премии СССР, кавалер орденов Трудового Красного Знамени, Дружбы народов, «За заслуги перед Отечеством» и пр.

В нижних строках таблицы вы легко найдёте уран, его атомный номер 92. Все последующие элементы начиная с 93-го - это так называемые трансураны. Некоторые из них появились примерно 10 миллиардов лет назад в результате ядерных реакций внутри звёзд. Следы плутония и нептуния были обнаружены в земной коре. Но большинство трансурановых элементов давно распалось, и теперь можно лишь предсказывать, какими они были, чтобы потом пытаться воссоздать в лабораторных условиях.

Гленн Сиборг (1912–1999). Американский химик и физик-ядерщик. Работал в Манхэттенском проекте по созданию атомной бомбы. В 1951 году Сиборг и Макмиллан получили Нобелевскую премию «за открытия в области химии трансурановых элементов».

Первыми это сделали в 1940 году американские учёные Гленн Сиборг и Эдвин Макмиллан. Родился плутоний. Позднее группа Сиборга синтезировала америций, кюрий, берклий… К тому времени чуть ли не весь мир включился в гонку за сверхтяжёлыми ядрами.

В 1964 году новый химический элемент с атомным номером 104 впервые синтезировали в СССР, в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ), который находится в подмосковной Дубне. Позднее этот элемент получил имя «резерфордий». Руководил проектом один из основателей института Георгий Флёров. Его имя тоже вписано в таблицу: флеровий, 114. По следам тех событий классик советской журналистики Валерий Аграновский написал документальную повесть «Взятие сто четвёртого». Цитаты из неё мы приводим в тексте.

Юрий Оганесян был учеником Флёрова и одним из тех, кто синтезировал резерфордий, потом дубний и более тяжёлые элементы. Благодаря успехам советских учёных Россия вырвалась в лидеры трансурановой гонки и сохраняет этот статус до сих пор.

«Мне по наивности казалось, что каждый физик по секрету от своих коллег всё же мечтает забраться внутрь атома, чтобы собственными глазами увидеть протоны и нейтроны, собственными руками пощупать их и до конца разгадать тайну их взаимодействия и ещё выяснить, нет ли у альфа-частиц, как у ангелов, маленьких крыльев, когда они вылетают из атома».

Георгий Флёров (1913–1990). Советский физик-ядерщик, один из основателей Объединённого института ядерных исследований и лаборатории ядерных реакций в институте. Открыл спонтанное деление ядер урана, инициировал создание советской атомной бомбы. Один из пионеров поиска трансуранов, участвовал в открытии 103-го, 104-го, 105-го и 106-го элементов.

Как дают названия новым элементам? Научные коллективы - авторы открытий направляют свои предложения в IUPAC. Комиссия рассматривает аргументы «за» и «против», исходя из следующих правил: «…вновь открытые элементы могут быть названы: (а) по имени мифологического персонажа или понятия (включая астрономический объект), (б) по названию минерала или аналогичного вещества, (в) по названию населённого пункта или географической области, (г) в соответствии со свойствами элемента или (д) по имени учёного».

На этот раз названия новым элементам присваивали долго, почти год. Дата объявления решения несколько раз отодвигалась. Напряжение нарастало. Наконец 28 ноября 2016 года, по истечении пятимесячного срока для приёма предложений и возражений общественности, комиссия не нашла причин отвергнуть нихоний, московий, теннессин и оганесон и утвердила их.

Кстати, суффикс «-он-» не очень типичен для химических элементов. Для оганесона он выбран потому, что по химическим свойствам новый элемент аналогичен инертным газам - это сходство подчёркивает созвучие с неоном, аргоном, криптоном, ксеноном.

Рождение нового элемента - событие исторического масштаба. На сегодняшний день синтезированы элементы седьмого периода до 118-го включительно, и это не предел. Впереди 119-й, 120-й, 121-й… Изотопы элементов с атомными номерами более 100 зачастую живут не более тысячной доли секунды. И кажется, чем тяжелее ядро, тем короче его жизнь. Это правило действует до 113-го элемента включительно. В 1960-х годах Георгий Флёров предположил, что оно не обязано неукоснительно соблюдаться по мере углубления в таблицу. Но как это доказать? Поиск так называемых островов стабильности более 40 лет был одной из важнейших задач физики. В 2006 году коллектив учёных под руководством Юрия Оганесяна подтвердил их существование. Научный мир вздохнул с облегчением: значит, смысл искать всё более тяжёлые ядра есть.

[Кот Шрёдингера] Юрий Цолакович, что же всё-таки представляют собой острова стабильности, о которых много говорят в последнее время?

[Юрий Оганесян] Вы знаете, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. Но только строго определённое количество этих «кирпичиков» связаны друг с другом в единое тело, которое представляет ядро атома. Комбинаций, которые «не срабатывают», оказывается больше. Поэтому, в принципе, наш мир находится в море нестабильности. Да, есть ядра, которые остались со времён образования Солнечной системы, они стабильны. Водород, например. Участки с такими ядрами будем называть «континентом». Он постепенно уходит в море нестабильности по мере того, как мы продвигаемся к более тяжёлым элементам. Но, оказывается, если далеко уйти от суши, возникает остров стабильности, где рождаются ядра-долгожители. Остров стабильности - это открытие, которое уже сделано, признано, но точное время жизни долгожителей на этом острове пока не предсказывается достаточно хорошо.

«Итак, что значит искусственным путём получить новый элемент? Это значит изменить количество протонов в атомном ядре уже известного элемента так, чтобы ядро изменило свой порядковый номер. Если взять, например, ядро плутония (атомный вес - 94), влить в него ядро неона (атомный вес - 10), а потом заставить выпустить четыре нейтрона, то и получится 104-й элемент».

Из повести Валерия Аграновского «Взятие сто четвёртого», 1966 г.

[КШ] Как были открыты острова стабильности?

[ЮО] Мы долго их искали. Когда ставится задача, важно, чтобы был однозначный ответ «да» или «нет». Причин нулевого результата на самом деле две: либо ты не дотянулся, либо того, что ищешь, вообще нет. У нас был «ноль» до 2000 года. Мы думали, что, может быть, теоретики и правы, когда рисуют свои красивые картины, но нам до них не дотянуться. В 90-е мы пришли к выводу, что стоит усложнить эксперимент. Это противоречило реалиям того времени: нужна была новая техника, а средств не хватало. Тем не менее к началу ХХI века мы были готовы опробовать новый подход - облучать плутоний кальцием‑48.

[КШ] Почему для вас так важен кальций-48, именно этот изотоп?

[ЮО] Он имеет восемь лишних нейтронов. А мы знали, что остров стабильности там, где избыток нейтронов. Поэтому тяжёлый изотоп плутония‑244 облучали кальцием‑48. В этой реакции синтезировали изотоп сверхтяжёлого элемента 114 - флеровия‑289, который живёт 2,7 секунды. В масштабах ядерных превращений это время считается достаточно длительным и служит доказательством того, что остров стабильности существует. Мы доплыли до него, и по мере продвижения вглубь стабильность только росла.

[КШ] Откуда бралась уверенность, что существуют острова стабильности?

[ЮО] Уверенность появилась, когда стало понятно, что ядро имеет структуру… Давно, ещё в 1928 году, наш великий соотечественник Георгий Гамов (советский и американский физик-теоретик. - «КШ») высказал предположение, что ядерное вещество похоже на каплю жидкости. Когда эту модель начали проверять, выяснилось, что она удивительно хорошо описывает глобальные свойства ядер. Но потом наша лаборатория получила результат, который коренным образом изменил эти представления. Мы выяснили, что в обычном состоянии ядро не ведёт себя подобно капле жидкости, не является аморфным телом, а имеет внутреннюю структуру. Без неё ядро существовало бы всего 10–19 секунд. Наличие же структурных свойств ядерной материи приводит к тому, что ядро живёт секунды, часы, и мы надеемся, что может жить сутки, а может быть, даже миллионы лет. Возможно, это слишком смелое предположение, но мы надеемся и ищем трансурановые элементы в природе.

[КШ] Один из самых волнующих вопросов: есть ли предел разнообразию химических элементов? Или их бесконечно много?

[ЮО] Капельная модель предсказывала, что их не более ста, - таков предел существования новых элементов. Сегодня их открыто 118. Сколько ещё может быть?.. Надо понять отличительные свойства «островных» ядер, чтобы делать прогноз для более тяжёлых. С точки зрения микроскопической теории, которая учитывает структуру ядра, мир наш не кончается за сотым элементом уходом в море нестабильности. Когда мы говорим о пределе существования атомных ядер, то должны обязательно это учитывать.

« Летом 1959 года по одной из шоссейных дорог двигалась в Москву странная процессия. Впереди на мотоциклах - два капитана милиции, а за ними тяжёлый трейлер, обычно перевозящий танки. На этот раз он тащил груз, укрытый брезентом и весящий не менее сорока тонн. В кабине машины сидел мрачный пятидесятилетний шофёр с неизменной трубкой во рту, которого грузчики называли Павликом. <…> А рядом с ним - молодой человек по имени Юрий Оганесян.

И вот однажды процессия остановилась перед мостом через речку. На знаках было написано, что сооружение выдерживает одиннадцать тонн. <…> Павлик мрачно посоветовал выйти всем из кабины, заклинить руль, включить скорость, и будь что будет. Оганесян даже не улыбнулся.

Он вёз в Дубну главную часть нового циклотрона, и с его приездом должно было наступить то счастливое равновесие между мыслью учёных и техническими возможностями, которое предопределяет успех».

Из повести Валерия Аграновского «Взятие сто четвёртого», 1966 г.

[КШ] Есть ли достижение, которое вы считаете главным в жизни?

[ЮО] Я занимаюсь тем, что мне на самом деле интересно. Иногда увлекаюсь очень сильно. Иногда получается что-то, и я радуюсь, что получилось. Это жизнь. Это не эпизод. Я не принадлежу к категории людей, которые мечтали быть научными работниками в детстве, в школе. Просто у меня хорошо получалось с математикой и физикой, поэтому я пошёл в тот вуз, где надо было сдавать эти экзамены. Ну, сдал. И вообще, я считаю, что в жизни мы все очень сильно подвержены случайностям. Правда ведь? Многие шаги мы делаем совершенно случайным образом. А потом, когда ты становишься взрослым, тебе задают вопрос: «Почему ты это сделал?» Ну, сделал и сделал. Это моё обычное занятие наукой.

Где нужны трансурановые элементы?

// Ядерное оружие, космос, медицина

Нептуний используется для получения плутония. Теоретически может служить топливом для ядерных реакторов нового поколения, работающих на быстрых нейтронах.

Плутоний - в производстве ядерного оружия, ядерного топлива, атомной энергии, а также элементов питания в космических аппаратах. Именно плутониевая бомба была взорвана в 1945 году на полигоне Аламогордо в США во время первого в мире испытания ядерного оружия.

Америций - для синтеза других сверхтяжёлых элементов и создания контрольно-измерительных приборов (в частности, для детекторов дыма). Теоретически мог бы стать топливом для ядерных реакторов на межпланетных космических кораблях.

Кюрий - в некоторых областях ядерных технологий. Мог бы иметь и более широкое применение, но уж очень дорог.

Берклий - для получения одного из изотопов калифорния.

Калифорний - в лучевой терапии для лечения опухолей и получения новых элементов: для синтеза 118-го мишень из калифорния‑249 бомбардировали кальцием‑48.

Эйнштейний - для получения менделевия.

Фермий - для синтеза дальнейших элементов.

Остальные трансураны , начиная с менделевия, пока не нашли применения: жизнь их ядер слишком коротка.

« …Собираясь в Дубну, я понимал, что знаменитые сто пятьдесят ядер нового элемента, полученные группой Флёрова, не возвышаются горой в директорском кабинете наподобие ядрам французской мортиры в Историческом музее. В этом смысле многочисленным гостям Дубны не только нечего дарить, но даже и показывать».

Из повести Валерия Аграновского «Взятие сто четвёртого», 1966 г.

«Мы можем за месяц получить один атом 118-го элемента»

Сейчас ОИЯИ строит первую в мире фабрику сверхтяжёлых элементов на базе ускорителя ионов DRIBs‑III (Dubna Radioactive Ion Beams), самого мощного в своей области энергий. Там будут синтезировать сверхтяжёлые элементы восьмого периода (119, 120, 121) и производить радиоактивные материалы для мишеней. Эксперименты начнутся в конце 2017 - начале 2018 года. Андрей Попеко из лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова ОИЯИ рассказал, зачем всё это нужно.

Андрей Попеко. Заместитель директора лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова Объединённого института ядерных исследований.

[Кот Шрёдингера] Андрей Георгиевич, как предсказывают свойства новых элементов?

[Андрей Попеко] Основное свойство, из которого следуют все остальные, - это масса ядра. Предсказать её очень сложно, но, исходя из массы, уже можно предположить, как ядро будет распадаться. Есть разные экспериментальные закономерности. Вы можете изучать ядро и, скажем, пытаться описать его свойства. Зная что-то о массе, можно говорить об энергии частиц, которые будет испускать ядро, делать предсказания о времени его жизни. Это довольно громоздко и не очень точно, но более-менее надёжно. А вот если ядро делится спонтанно, прогнозирование становится делом гораздо более сложным и менее точным.

[КШ] Что мы можем сказать о свойствах 118-го?

[АП] Он живёт 0,07 секунды и испускает альфа-частицы с энергией 11,7 МэВ. Это измерено. В дальнейшем можно сравнивать экспериментальные данные с теоретическими и поправлять модель.

[КШ] На одной из лекций вы говорили, что таблица, возможно, заканчивается на 174-м элементе. Почему?

[КШ] То есть?

[АП] Чем больше заряд ядра, тем сильнее оно притягивает электроны. Ядро - плюс, электроны - минус. В какой-то момент ядро притянет электроны настолько сильно, что они должны упасть на него. Наступит предел элементов.

« …Физики устроены так, что, когда у них нет эффекта, они не теряют надежд, а когда есть эффект, не теряют головы».

Из повести Валерия Аграновского «Взятие сто четвёртого», 1966 г.

[КШ] Могут ли такие ядра существовать?

[АП] Полагая, что существует 174-й элемент, мы полагаем, что существует и его ядро. Но так ли это? Уран, 92-й элемент, живёт 4,5 млрд лет, а 118-й - меньше миллисекунды. Собственно, раньше считалось, что таблица заканчивается на элементе, время жизни которого пренебрежимо мало. Потом выяснилось, что не всё так однозначно, если двигаться по таблице. Сначала время жизни элемента падает, потом, у следующего, немножко увеличивается, потом опять падает.

[КШ] Когда увеличивается - это и есть остров стабильности?

[АП] Это указание на то, что он есть. На графиках это хорошо видно.

Что ещё внесли в таблицу Менделеева

// 113-й, нихоний

«Нихон» по-японски означает «Страна восходящего солнца». Своим решением IUPAC хотел поддержать Японию, которая недавно включилась в трансурановую гонку, присоединившись к России, США и Германии.

// 115-й, московий

Это не в честь Москвы, а в честь Московской области, в которой находятся город Дубна и собственно Объединённый институт ядерных исследований. Напомним, что 105-й элемент таблицы Менделеева называется дубний.

// 117-й, теннессин

На территории штата Теннесси расположены Окриджская национальная лаборатория, Университет Вандербильта и Университет Теннесси, сотрудники которых внесли большой вклад в исследования сверхтяжёлых элементов.

[КШ] Тогда что же такое сам остров стабильности?

[АП] Некоторая область, в которой находятся ядра изотопов, обладающие более долгим по сравнению с соседями временем жизни.

[КШ] Эту область ещё предстоит найти?

[АП] Пока только самый краешек зацепили.

[КШ] Что вы будете искать на фабрике сверхтяжёлых элементов?

[АП] Эксперименты по синтезу элементов занимают много времени. В среднем полгода непрерывной работы. Мы можем за месяц получить один атом 118-го элемента. Кроме того, мы работаем с высокорадиоактивными материалами, и наши помещения должны отвечать специальным требованиям. Но когда создавалась лаборатория, их ещё не было. Сейчас строится отдельное здание с соблюдением всех требований радиационной безопасности - только для этих экспериментов. Ускоритель сконструирован для синтеза именно трансуранов. Мы будем, во‑первых, подробно изучать свойства 117-го и 118-го элементов. Во-вторых, искать новые изотопы. В-третьих, пробовать синтезировать ещё более тяжёлые элементы. Можно получить 119-й и 120-й.

[КШ] Планируются эксперименты с новыми материалами для мишеней?

[АП] Мы уже начали работать с титаном. На кальций потратили в общей сложности 20 лет - получили шесть новых элементов.

[КШ] К сожалению, научных областей, где Россия занимает ведущие позиции, не так много. Как нам удаётся побеждать в борьбе за трансураны?

[АП] Собственно, здесь лидерами всегда были Соединённые Штаты и Советский Союз. Дело в том, что основным материалом для создания атомного оружия был плутоний - его требовалось как-то получать. Потом задумались: а не использовать ли другие вещества? Из ядерной теории следует, что нужно брать элементы с чётным номером и нечётным атомным весом. Попробовали кюрий‑245 - не подошёл. Калифорний‑249 тоже. Стали изучать трансурановые элементы. Так получилось, что первыми этим вопросом занялись Советский Союз и Америка. Потом Германия - там в 60-е годы была дискуссия: стоит ли ввязываться в игру, если русские с американцами уже всё сделали? Теоретики убедили, что стоит. В итоге немцы получили шесть элементов: со 107-го по 112-й.

Кстати, метод, который они выбрали, разрабатывал в 70-е годы Юрий Оганесян. И он, будучи директором нашей лаборатории, отпустил ведущих физиков помогать немцам. Все удивлялись: «Как это?» Но наука есть наука, здесь не должно быть конкуренции. Если есть возможность получить новые знания, надо участвовать.

[КШ] В ОИЯИ выбрали другой метод?

[АП] Да. Оказалось, что тоже удачный. Несколько позже подобные эксперименты стали проводить японцы. И синтезировали 113-й. Мы получили его почти на год раньше как продукт распада 115-го, но не стали спорить. Бог с ними, не жалко. Эта группа японская стажировалась у нас - многих из них мы знаем лично, дружим. И это очень хорошо. В некотором смысле это наши ученики получили 113-й элемент. Они же, кстати, подтвердили наши результаты. Желающих подтверждать чужие результаты немного.

[КШ] Для этого нужна определённая честность.

[АП] Ну да. А как по-другому? В науке, наверное, вот так.

[КШ] Каково это - изучать явление, которое по-настоящему поймут от силы человек пятьсот во всём мире?

[АП] Мне нравится. Я всю жизнь этим занимаюсь, 48 лет.

«Ни сосед по квартире, ни попутчик в поезде, ни дипломат на банкете, ни даже собственная жена в собственном доме не умеют быть достойными собеседниками, когда речь заходит о квантах или о странных свойствах америция. Отсюда и ореол таинственности».

Из повести Валерия Аграновского «Взятие сто четвёртого», 1966 г.

[КШ] Большинству из нас невероятно сложно понять, чем вы занимаетесь. Синтез трансурановых элементов - не та тема, которую обсуждают за ужином с семьёй.

[АП] Мы генерируем новые знания, и они не пропадут. Если мы можем изучать химию отдельных атомов, значит, обладаем аналитическими методами высочайшей чувствительности, которые заведомо пригодны для изучения веществ, загрязняющих окружающую среду. Для производства редчайших изотопов в радиомедицине. А кто поймёт физику элементарных частиц? Кто поймёт, что такое бозон Хиггса?

[КШ] Да. Похожая история.

[АП] Правда, людей, понимающих, что такое бозон Хиггса, всё же больше, чем разбирающихся в сверхтяжёлых элементах… Эксперименты на Большом адронном коллайдере дают исключительно важные практические результаты. Именно в Европейском центре ядерных исследований появился интернет.

[КШ] Интернет - любимый пример физиков.

[АП] А сверхпроводимость, электроника, детекторы, новые материалы, методы томографии? Всё это побочные эффекты физики высоких энергий. Новые знания никогда не пропадут.

Боги и герои

// В честь кого называли химические элементы

Элемент: Ванадий

Когда открыт: 1801

В честь кого назван. Ванадис - скандинавская богиня любви, красоты, плодородия и войны (как у неё всё это получается?). Повелительница валькирий. Она же Фрейя, Гефна, Хёрн, Мардёлл, Сюр, Вальфрейя. Это имя дано элементу потому, что он образует разноцветные и очень красивые соединения, а богиня вроде тоже очень красивая.

Элемент: Ниобий

Когда открыт: 1801

В честь кого назван. Сначала ему дали имя «колумбий» в честь страны, откуда привезли первый образец минерала, содержащего этот элемент. Но потом был открыт тантал, который практически по всем химическим свойствам совпадал с колумбием. В итоге решено было назвать элемент именем Ниобы, дочери греческого царя Тантала.

Элемент: Палладий

Когда открыт: 1802

В честь чего назван. В честь открытого в том же году астероида Паллада, название которого тоже восходит к мифам Древней Греции.

Элемент: Кадмий

Когда открыт: 1817

В честь кого назван. Изначально этот элемент добывали из цинковой руды, греческое название которой напрямую связано с героем Кадмом. Сей персонаж прожил яркую жизнь: победил дракона, женился на Гармонии, основал Фивы.

Элемент: Прометий

Когда открыт: 1945

В честь кого назван. Да, это тот самый Прометей, который отдал огонь людям, после чего имел серьёзные проблемы с божественными властями. И с печенью.

Элемент: Самарий

Когда открыт: 1878

В честь кого назван. Нет, это не совсем в честь города Самары. Элемент был выделен из минерала самарскита, который предоставил европейским учёным горный инженер из России Василий Самарский-Быховец (1803–1870). Можно считать это одним из первых попаданий нашей страны в таблицу Менделеева (если не брать в расчёт её название, конечно).

Элемент: Гадолиний

Когда открыт: 1880

В честь кого назван. В честь Юхана Гадолина (1760–1852), финского химика и физика, открывшего элемент иттрий.

Элемент: Тантал

Когда открыт: 1802

В честь кого назван. Греческий царь Тантал обидел богов (есть разные версии, чем именно), за что в подземном царстве его всячески мучили. Примерно так же страдали учёные, стремясь получить чистый тантал. На это ушло больше ста лет.

Элемент: Торий

Когда открыт: 1828

В честь кого назван. Первооткрывателем этого элемента был шведский химик Йёнс Берцелиус, который и дал элементу имя в честь сурового скандинавского бога Тора.

Элемент: Кюрий

Когда открыт: 1944

В честь кого назван. Единственный элемент, названный в честь двух человек - нобелевских лауреатов супругов Пьера и Марии Кюри.

Элемент: Эйнштейний

Когда открыт: 1952

В честь кого назван. Тут всё понятно: Эйнштейн (1879–1955), великий учёный.

Элемент: Фермий

Когда открыт: 1952

В честь кого назван. Назван в честь Энрико Ферми (1901–1954), итало-американского учёного, внёсшего большой вклад в развитие физики элементарных частиц, создателя первого ядерного реактора.

Элемент: Менделевий

Когда открыт: 1955

В честь кого назван. Это в честь нашего Дмитрия Ивановича Менделеева (1834–1907). Странно только, что автор периодического закона попал в таблицу не сразу, а лишь спустя почти сто лет после своего открытия. Но всё равно приятно.

Элемент: Нобелий

Когда открыт: 1957

В честь кого назван. Вокруг названия этого элемента долго шли споры. Приоритет в его открытии принадлежит учёным из Дубны, которые назвали его жолиотием в честь ещё одного представителя семейства Кюри - зятя Пьера и Марии Фредерика Жолио-Кюри (тоже нобелевского лауреата). Одновременно с этим группа физиков, работавших в Швеции, предложила увековечить память Альфреда Нобеля (1833–1896). Довольно долго в советской версии таблицы Менделеева 102-й значился как жолиотий, а в американской и европейской - как нобелий. Но в итоге IUPAC, признавая советский приоритет, оставил западную версию.

Элемент: Лоуренсий

Когда открыт: 1961

В честь кого назван. Примерно та же история, что и с нобелием. Учёные из ОИЯИ предложили назвать элемент резерфордием в честь «отца ядерной физики» Эрнеста Резерфорда (1871–1937), американцы - лоуренсием в честь изобретателя циклотрона физика Эрнеста Лоуренса (1901–1958). Победила американская заявка, а резерфордием стал 104-й элемент.

Элемент: Резерфордий

Когда открыт: 1964

В честь кого назван. В СССР он назывался курчатовием в честь советского физика Игоря Курчатова. Окончательное название было утверждено IUPAC только в 1997 году.

Элемент: Сиборгий

Когда открыт: 1974

В честь кого назван. Единственный до 2016 года случай, когда элементу присвоили имя здравствующего учёного. Это было исключение из правила, но уж больно велик вклад Гленна Сиборга в синтез новых химических элементов.

Элемент: Борий

Когда открыт: 1976

В честь кого назван. Тут тоже была дискуссия о названии и приоритете открытия. В 1992 году советские и немецкие учёные договорились назвать элемент нильсборием в честь датского физика Нильса Бора (1885–1962). IUPAC утвердил короткое название - борий.

Элемент: Мейтнерий

Когда открыт: 1982

В честь кого назван. Назван в честь Лизы Мейтнер (1878–1968), физика и радиохимика, работавшей в Австрии, Швеции и США. Кстати, Мейтнер была одним из немногих крупных учёных, отказавшихся участвовать в Манхэттенском проекте. Будучи убеждённой пацифисткой, она заявила: «Я не стану делать бомбу!»

Элемент: Рентгений

Когда открыт: 1994

В честь кого назван. В этой клеточке увековечен открыватель знаменитых лучей Вильгельм Рёнтген (1845–1923). Элемент синтезировали немцы, но в исследовательскую группу входили и представители Дубны, в том числе Андрей Попеко, интервью с которым опубликовано в этом номере.

Элемент: Коперниций

Когда открыт: 1996

В честь кого назван. В честь великого астронома Николая Коперника (1473–1543). Как он оказался в одном ряду с физиками XIX–XX века, не совсем понятно. И уж совсем непонятно, как называть элемент по-русски: коперниций или коперникий? Допустимыми считаются оба варианта.

Элемент: Флеровий

Когда открыт: 1998

В честь кого назван. Утвердив это название, международное сообщество химиков продемонстрировало, что ценит вклад российских физиков в синтез новых элементов. Георгий Флёров (1913–1990) руководил лабораторией ядерных реакций в ОИЯИ, где были синтезированы многие трансурановые элементы (в частности, от 102-го до 110-го). Достижения ОИЯИ увековечены также в названиях 105-го элемента (дубний), 115-го (московий - в Московской области расположена Дубна) и 118-го (оганесон).

Элемент: Оганесон

Когда открыт: 2002

В честь кого назван. Первоначально о синтезе 118-го элемента заявили американцы в 1999 году. И предложили назвать его гиорсий в честь физика Альберта Гиорсо. Но их эксперимент оказался ошибочным. Приоритет открытия признали за учёными из Дубны. Летом 2016 года IUPAC рекомендовал дать элементу название оганесон в честь Юрия Оганесяна.

«А пока что каждое утро, просыпаясь, я хочу сохранить в памяти сон, виденный ночью, потому что я часто вижу город физиков, и людей в синих халатах, и циклотрон, и раскрашенные под солнечный спектр станки для велосипедов, стоящие прямо на улицах, и только 104-й ни разу ко мне не явился. Я с нетерпением жду его, и мне почему-то кажется, что он придёт».

Из повести Валерия Аграновского «Взятие сто четвёртого», 1966 г.

на «Кота Шрёдингера»

— Борис Николаевич, как присваивают названия новым элементам? Почему в новостях по нескольку раз появляются сообщения о том, что элементы названы, а потом все меняется или откладывается?

— На самом деле, это издержки работы СМИ. Процесс всегда одинаковый: сначала названия обсуждаются в институтах-открывателях, потом авторы совместно заявляют о предложенных вариантах. В данном случае это произошло в декабре прошлого года. Потом наименования рассматривает ИЮПАК (Международный союз чистой и прикладной химии, IUPAC — прим. «Чердака» ), и сейчас они как раз от своего имени их опубликовали, представили на суд общественности. Сейчас будет некий период ожидания, когда все могут высказать свои соображения или возражения: возможно, название неблагозвучно на каком-то из языков либо в науке уже присутствует аналогичный термин. Если таких возражений не поступает в течение полугода, ИЮПАК утверждает название. Мы ожидаем утверждения осенью, тогда и у нас в Дубне, и в Калифорнии, и в Японии будет большой праздник.

— Как появились названия «московий» и «оганесон»?

— С московием главная мысль была о том, чтобы увековечить в таблице Менделеева землю московскую. Это не значит Москву или Московскую область, это как бы Московия в старинном понимании этого слова. А насчет названия «оганесон» у нас в лаборатории было не то чтобы напряженное, но эмоциональное обсуждение. Мы все очень уважаем нашего научного руководителя Юрия Цолаковича Оганесяна, его вклад в синтез сверхтяжелых элементов признан во всем мире. А он, как скромный человек, сказал, что не то чтобы не поддерживает такое наименование, но не хочет участвовать в обсуждении. Поэтому во время этого совещания из зала вышел. Остальные авторы единодушно решили назвать элемент в честь Оганесяна. Этот элемент должен обязательно был оканчиваться на «‑он», потому что по правилам названия он попадает в такой период, где должно быть такое окончание. Так и получился «оганесон». Мы думали, что будут сложности с американскими коллегами, которые могли предложить и свое название, но они сразу поддержали эту инициативу. Более того, они сказали, что если бы мы не предложили это название, они сами бы это сделали.

Электронные конфигурации 118-го элемента, унуноктия и 113-го элемента, унунтрия. ИЮПАК предложил их назвать оганесоном и нихонием. Изображение: Pumbaa / Wikipedia

— А как все-таки быть со 113-м элементом?

— Это давние споры. Наши коллеги открыли 113-й элемент в прямой реакции, а мы его открывали как продукт распада 115-го элемента. Международная комиссия решила отдать первенство им.

— Как «встречают» новые название элементов?

— У нас в Москве проходит инаугурация. Как в прошлый раз, когда в 2012-м были названы официально 114-й элемент — флеровий, 116-й элемент — ливерморий. Это та же коллаборация делала, те же физики. Было большое собрание в Доме ученых, в Академии наук, в Москве. Приезжали со всего мира ведущие ученые, по этому поводу были выпущены памятные медали.

— Как происходит синтез сверхтяжелых элементов?

— Для того чтобы получить сверхтяжелые ядра, мы облучаем мишень из специально подобранного тяжелого элемента ионами кальция-48. Это очень редкий изотоп, его в природном кальции всего две десятых процента, но он стабильный, и в нем очень много «избыточных» нейтронов. Для сравнения: масса «обычного» изотопа кальция — 40. Зачем это нужно? Стабильность — понятно, сильно сложнее контролировать реакцию с радиоактивным изотопом, который распадается, дает другие элементы. Мы разгоняем кальций-48 в ускорителе и направляем на мишень, где протекает ядерная реакция. Изначально образуются «горячие» ядра, которым нужно испустить «лишние» нейтроны, для того чтобы стабилизироваться. Вот для этого нужен «избыточный» изотоп.

Цепочка синтеза выглядит следующим образом: ускоритель с кальцием-48, облучение мишени, затем сепаратор — что-то вроде сита, которое отделяет интересные нам объекты от потока частиц, образующегося при бомбардировке мишени: синтез сверхтяжелых элементов — редкое явление, в основном там протекают другие, фоновые процессы. И наконец, — детектор, который регистрирует образовавшиеся сверхтяжелые ядра.

— Как в Дубне начались эти работы?

— Инициатива исходила от первого заведующего нашей лабораторией Георгия Николаевича Флерова. В 1961 году построили и запустили первый в мире специализированный ускоритель для тяжелых ионов У-300. На нем пытались синтезировать новые элементы, и очень успешно: один из элементов был назван именем Дубны — «дубний». Он был добыт на У-300.

Циклотрон У-300 в Объединенном институте ядерных исследований, 1976 г. Фото: Юрий Туманов / ИТАР-ТАСС

— Вы как раз заведуете этим ускорительным комплексом?

— Сейчас — да. А в тот момент главным инженером лаборатории был Юрий Цолакович Оганесян. Именно он руководил строительством циклотрона У-300. Разработан ускоритель был в НИИЭФА им. Д.В. Ефремова в Ленинграде (НИИ электрофизической аппаратуры). На тот момент это был единственный специализированный институт, который мог выпускать ускорители. Сам ускоритель весит 2000 тонн, привезти его из Ленинграда в Дубну была отдельная инженерная задача.

— А как появился У-400?

— Он заработал в 1978 году. Но этому предшествовала довольно длинная история. Работа У-300 признали успешной, но интенсивность, которую он давал, была по нынешним меркам совсем маленькая. Более тяжелые элементы на нем получать было нельзя. Когда это поняли, поставили задачу сделать новые, специализированные ускорители для ускорения кальция-48. Когда мы начали эти опыты, весь кальций, который был в Советском Союзе, передали к нам в лабораторию для проведения этого эксперимента. И сейчас мы используем изотоп отечественного производства. Правда, на тот момент мы использовали его без всякого обогащения. Сейчас мы используем кальций с 60% обогащения — наши ускорители сегодня позволяют получать хорошую интенсивность пучка и с таким обогащением.

Юрий Оганесян (слева), Георгий Флеров (справа) и Роберт Уилсон осматривают ускоритель У-400. Фото: Юрий Туманов / Архив ТАСС

Когда построили У-400, в нем ускорили кальций-48 и сделали первые опыты, стало ясно, что так нам новый элемент не синтезировать. Потому что интенсивность была все еще маленькая, а расход кальция-48 очень большой. То есть если бы мы даже израсходовали весь запас, то не факт, что мы получили хотя бы одно ядро сверхтяжелого элемента. Была поставлена очень радикальная задача, на тот момент непонятная. Нужно было поднять интенсивность более чем в 10 раз. И работающий ускоритель остановили и разобрали. В тот момент он был лучший в мире для этих целей. Был предложен другой подход, с дополнительным внешним источником, новой системой инжекции. И это позволило сразу, при первом же запуске, поднять интенсивность в 20 раз. Стало ясно, что эксперимент можно сделать. Потом интенсивность была повышена еще в два раза. Это произошло в 1995 году. В такой конфигурации мы работаем, получается, уже 20 лет, по 5-6 тысяч часов в год на эти частицы. Много элементов уже синтезировано, на нем как раз был открыт «остров стабильности» с центром — 114-й элемент. Вот такая история.

Роберт Уилсон и Юрий Оганесян (справа) на ускорителе У-400. Фото: Юрий Туманов / Архив ТАСС

— Сейчас мы его тоже хотим реконструировать. Чтобы начать эту работу, мы затеяли другой проект: строим совсем иной ускоритель, по новой схеме, он называется ДС-280. На нем мы хотим поднять интенсивность пучка еще в 10 раз. Потому что задача, которая стояла перед этим, — синтезировать новые элементы. А сейчас мы хотим широко изучать их свойства, в том числе и химические. А для этого одного события (рождения ядра сверхтяжелого элемента — прим. «Чердака» ) в неделю или в месяц маловато. Чтобы химию изучать, нужно, чтобы их было много. На новом ускорителе строятся установки, которые могут синтезировать и использовать пучок кальция-48. Проект называют «фабрика сверхтяжелых элементов». Этой осенью мы начинаем сборку новой машины. Уже есть план-график, утвержденный нашей дирекцией. Здание для фабрики практически достроено.

Если все пойдет благополучно, через год мы надеемся полностью собрать и запустить все системы, включая инженерные, которые обеспечивают охлаждение, вентиляцию, электричество, управление. Мы начнем запуск этой машины уже через два года. Небыстро, но все-таки работы много!

Родился 14 апреля 1933 года в Ростове-На-Дону
Автор открытия нового класса ядерных реакций
Соавтор открытия тяжёлых элементов таблицы Менделеева
Научный руководитель Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флёрова
Заведующий кафедрой ядерной физики университета «Дубна»
Профессор Университета г. Париж и Конан Университета (г. Кобе, Япония)
Иностранный член Сербской академии наук и искусств
Иностранный член Национальной Академии наук Армении
Почётный доктор Франкфуртского университета им. Гёте
Почётный доктор Университета Мессина
Академик РАН
В честь Оганесяна назван химический элемент оганесон периодической таблицы Менделеева
Специалист в области экспериментальной ядерной физики

Формула становления хорошего специалиста проста: не перезагружать себя одной лишь наукой и расширять интеллектуальное поле - посещать театры и кинотеатры, слушать хорошую музыку, интересоваться выставками и не терять ориентиров в жизни. Юрий Оганесян

Одним из самых значимых событий в истории российской науки стало присвоение в 2016 году новому, 118-му химическому элементу, названия оганесон (Oganesson), в честь Юрия Оганесяна, научного руководителя Лаборатории ядерных реакций имени Г. Н. Флерова Объединенного института ядерных исследований в Дубне. Оганесян стал первым российским ученым (и вторым в мире, после Гленна Сиборга), чьим именем при жизни назван химический элемент.

Юрий Оганесян родился 4 апреля 1933 года в Ростов-на-Дону, в семье Цолака Оганесяна. В 17-летнем возрасте переехал в Москву для поступления в Московский архитектурный институт (МАРХИ), но в итоге сдал экзамены в Московский инженерно-физический институт (МИФИ).

После окончания ВУЗа Юрий Оганесян поступает в Институт атомной энергии. Проработав там два года, наш соотечественник внёс огромный самостоятельный вклад не только в реализацию оригинальных физических идей, но и в становление экспериментальной базы ускорителей.

В 1958 году Оганесян поступает в Лабораторию ядерных реакций (ныне им. Г. Н. Флёрова) Объединённого института ядерных исследований в Дубне, где работает по сей день. Являясь ближайшим учеником одного из отцов-основателей лаборатории Георгия Флерова, Юрий Оганесян проводит фундаментальные исследования механизма взаимодействия сложных ядер. Им было обнаружено и исследовано влияние ядерной структуры на коллективное движение ядер в процессах слияния и деления.

В 1960-70-х года Оганесян совместно с сотрудниками впервые в истории ядерных исследований проводит эксперименты по синтезу элементов с Z = 104-108. Для исследований предельно тяжёлых ядер Юрием Оганесяном были выбраны реакции слияния нейтронно-обогащённых изотопов актинидов с ускоренными ионами кальция-48. В этих реакциях в 1999-2010 годах были впервые синтезированы атомы с Z равными: 113 (2004 г.), 114 (1998 г.), 115 (2004 г.), 116 (2000 г.), 117 (2010 г.), 118 (2002 г.), свойства распада которых, а именно, значительное увеличение времени жизни (периода полураспада), доказывают существование «островов стабильности» в области сверхтяжёлых элементов.

Работая не покладая рук и совершая одно открытие за другим, наш выдающийся соотечественник становится соавтором открытия тяжёлых элементов таблицы Д. И. Менделеева: 104-го элемента (резерфордий), 105-го элемента (дубний), 106-го элемента (сиборгий), 107-го элемента (борий), синтезы которых были признаны научными открытиями и занесены в Государственный реестр открытий СССР.

В 2002 году Оганесян вместе с российскими и американскими коллегами осуществляет синтез ядер нового элемента. Результаты этих экспериментов были опубликованы в 2006 году. Элемент завершает седьмой период таблицы Менделеева, хотя на момент его открытия ещё оставалась незаполненной предыдущая, 117-я клетка таблицы - теннессин.

Команды учёных из Объединенного института ядерных исследований в Дубне (Россия) и Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (США), участвовавшие в открытии нового элемента, предложили название оганесон и символ Og, в честь Юрия Оганесяна. 28 ноября 2016 года ИЮПАК утвердил название «оганесон» для 118-го элемента.

Юрий Оганесян продолжает читать лекции и выступать перед молодыми учеными всего мира. Являясь иностранным членом Национальной Академии наук Армении, он часто посещают свою историческую родину, делится научным опытом и удивляет соотечественников познаниями в совершенстве армянского литературного языка.

Подпишитесь на сайт, поставив лайк на официальной странице в Facebook (

Напечатать