Trójwymiarowa wizualizacja trwałości izotopów w zależności od liczby neutronów i protonów w jądrze. Wyspa stabilności (Island of Stability) znajduje się tu w okolicach przecięcia współrzędnych N=180 i Z=110.

Wyspa stabilności - częściowo potwierdzona hipoteza głosząca, że istnieje grupa izotopów superciężkich pierwiastków chemicznych , których jądra atomowe wykazują znacznie wyższą trwałość, niż inne z tego obszaru liczb atomowych . Czas połowicznego rozpadu takich izotopów może być rzędu minut, godzin, a być może nawet milionów lat^[1].

Twórcą tej hipotezy jest laureat nagrody Nobla z chemii Glenn Theodore Seaborg .

Stabilność jąder

Żaden znany pierwiastek chemiczny cięższy od ołowiu nie posiada stabilnych izotopów. Co prawda bizmut , tor i uran mają izotopy, których czas połowicznego rozpadu jest rzędu miliardów lat - dlatego też spotykamy je na Ziemi - jednak żaden z nich nie jest stabilny. Olbrzymia większość masywnych jąder atomowych otrzymywanych w sztuczny sposób jest skrajnie niestabilna, co uniemożliwia syntezę wielu potencjalnie istniejących pierwiastków z "dołu" układu okresowego.

Przyczyną tego jest spadająca (od izotopu żelaza Fe-56) ze wzrostem liczby nukleonów energia wiązania jądra. Jednak model powłokowy budowy jądra atomowego sugeruje, że dla pewnych określonych liczb protonów i neutronów jądro jest dużo silniej związane. Mówi się w takim przypadku o zamkniętej powłoce nukleonowej. Liczby takie nazywane są "liczbami magicznymi", a największą trwałość wykazują jądra o "magicznej" liczbie zarówno protonów, jak i neutronów. Najcięższym takim znanym jądrem jest jądro ołowiu -208.

Takie jądra posiadają teoretycznie także pierwiastki transuranowe . Obliczenia sugerują, że następna "magiczna" liczba protonów to 114, 120 lub 126, a neutronów to 184. Najwyższą stabilność powinny zatem wykazywać jądra Uuq -298, Ubn -304 lub Ubh -310. Żadne z nich nie zostało dotąd wytworzone.

Aktualny stan badań

Dotychczasowe badania wskazują, że "brzeg" wyspy stabilności został już osiągnięty. Po latach odkryć izotopów, które rozpadały się najczęściej w czasie rzędu milisekund, wytworzono izotop Cn -285 o czasie życia 29 sekund (wstępne wyniki wskazywały nawet na 15 minut). Wszystkie odkrywane obecnie izotopy najcięższych pierwiastków są zbyt ubogie w neutrony i dlatego leżą daleko od centrum wyspy stabilności.

Przypisy