Действительная история их синтеза начинается с 1940 г., когда с полной определенностью синтезировали и идентифицировали (физически и химически) первый изотоп элемента N9 93. Так как в результате деления образуются радиоизотопы элементов середины периодической системы в широком диапазоне Z и массовых чисел, то все предшествовавшие результаты исследований, так или иначе касавшиеся трансурановых элементов, требовали пересмотра. Важное теоретическое значение имел вывод Н. Бора и Дж. Уилера, предложивших наряду с советским ученым Я. И. Френкелем объяснение механизма деления. Эти физики-теоретики показали, что при захвате медленного нейтрона делению подвергается ядро 235U, а не 2зви.
Историю синтеза трансурановых элементов целесообразно разделить на два этапа. Первый из них (1940—1955) был богат практическими достижениями. За 15 лет удалось синтезировать более 80 изотопов девяти трансурановых элементов от N» 93 до N» 101 и (с той или иной полнотой) изучить их химические, физические и радиоактивные свойства. Этот этап характеризуется рядом специфических особенностей, среди которых отметим важнейшие:
1. Последовательность синтезов трансурановых элементов выдерживалась строго, т. е. после элемента с порядковым номером Z синтезировался элемент Z+1 (исключение составляют лишь Аш и Cm; см. далее).
2. Для синтеза использовали только легкие бомбардирующие частицы (и, р, d, а ), а в качестве мишеней применяли либо уран, либо уже синтезированные трансурановые элементы. Так, синтез Np и Am впервые был осуществлен при облучении урана нейтронами, а для синтеза Ри уран бомбардировали дейтронами. Что касается Cm, Bk, Cf и Md, то их удалось синтезировать благодаря бомбардировке а-частицами мишеней из трансурановых элементов с Z, соответственно в каждом случае на 2 единицы меньшим. Наконец, Es и Fm первоначально были идентифицированы как продукты облучения урана чрезвычайно интенсивным потоком нейтронов при термоядерном взрыве.
3. Химическую природу большинства новых элементов определяли методами ионообменной хроматографии. В данном случае существенную роль сыграла актиноидная концепция Г. Сиборга (с. 73), в соответствии с которой предполагалась определенная аналогия трансурановых элементов (до Z —103) с редкоземельными элементами.
4. Темпы синтеза новых элементов были неравномерными. Так, в течение 1940—1945 гг. были синтезированы четыре элемента (Np, Pu, Am, Cm). Затем наступил пятилетний перерыв. Он был связан с необходимостью преодоления экспериментальных трудностей работы на циклотроне и усовершенствования ионообменного метода. Кроме того, требовалось теоретически осмыслить и систематизировать накопленные результаты. Поэтому синтез следующего трансурана Вк осуществили только в конце 1949 г. В 1950—1952 гг. получили Cf, Es и Fm и, наконец, в 1955 г. синтезировали Md. По мере продвижения в области больших значений Z время жизни даже самых долгоживущих изотопов становилось все более коротким, что, естественно, осложняло накопление новых элементов в более или менее заметных количествах, а следовательно, и изучение их свойств.
|