Stabiilisuuden saari

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
3D-mallinne Stabiilisuuden saaresta ja epästabiilisuuden merestä.

Stabiilisuuden saari, vakaussaareke (engl. Island of stability) on termi ydinfysiikassa, joka kuvaa mahdollisia alkuaineita, joilla on tietty määrä protoneja ja neutroneja. Protonien ja neutronien lukumääriä kutsutaan "maagisiksi luvuiksi" (eng. "magic numbers"). Tämä mahdollistaa tiettyjen transuraanien isotooppien olevan vakaampia, eivätkä ne hajoa niin nopeasti.

Idean "saaresta" keksi yhdysvaltalainen ydinkemisti Glenn Theodore Seaborg. Hypoteesin mukaan atomin ydin, nuklidi, koostuu kuorista samalla tavalla kuin elektroniverho koostuu elektronikuorista. Molemmissa tapauksissa kuoret ovat energiatasoja, jotka ovat verrattain lähellä toisiaan. Kahden erillisen energiatason välillä on Seaborgin hypoteesin mukaan suhteellisen suuri aukko. Kun neutronit ja protonit täyttävät tietyn kuoren atomin ytimessä, nukleonien sidosenergia saavuttaa miniminsä, ja ydin on stabiilimpi eikä hajoa niin nopeasti kuin isotoopit, joilla näitä kuoria ei ole täytetty.

Tietylle kuorelle mahtuu vain tietty määrä protoneja ja neutroneja. Lukumäärää tietylle kuorelle mahtuvista nukleoneista sanotaan "maagisiksi luvuiksi". Yksi mahdollinen maaginen luku neutroneille on 184, ja sitä vastaavia protonin maagisia lukuja ovat 114, 120 ja 126, mikä tarkoittaisi sitä, että kaikkein kestävimmät isotoopit olisivat flerovium-298, unbinilium-304 ja unbinheksium-310.

Luettelo alkuaineiden isotooppien puoliintumisajoista[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Alkuaineiden isotoopit väliltä 110-120
Järjestysluku Nimi Tunnetut isotoopit Havaitut isotoopit Pitkäikäisin isotooppi
110 darmstadtium 15 10 210 ms
111 röntgenium 12 4 3,6 s
112 kopernikium 9 1 1,1 ms
113 ununtrium 6 2 480 ms
114 flerovium 5 4 2,6 s
115 ununpentium 5 2 87 ms
116 livermorium 5 4 61 ms
117 ununseptium 2 0 -
118 ununoktium 1 1 0,89 ms
119 ununennium 0 0 -
120 unbinilium 0 0 -

Saarella esiintyvien alkuaineiden puoliintumisajasta ei olla päästy tiedeyhteisössä yksimielisyyteen. Osa fyysikoista ajattelee, että alkuaineet puoliintuvat muutamassa minuutissa. Toiset taas ajattelevat, että ne voisivat kestää jopa päiviä. Laskelmien mukaan alkuaineiden puoliintumisaika voisi olla hyvin pitkä, jopa miljardi vuotta. Mikäli alkuaineilla on hyvin pitkä puoliintumisaika, niillä voisi olla hyvin erikoisia käyttötarkoituksia muun muassa ydinfysiikassa. Kuitenkin muutamilla isotoopeilla on vain muutama neutroni liian vähän, jotta ne voisivat pysyä vakaina.

Epästabiilisuuden meri[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Epästabiilisuuden meri (engl. Sea of instability) on nimitys ydinfysiikassa, joka kuvaa alkuaineiden joukkoa, jossa alkuaineet ovat hyvin epävakaita ja niiden puoliintumisaika on alle mikrosekunti tai jopa alle nanosekunnin.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]