Дубний: как Дубна попала в таблицу Менделеева

На торце бассейна «Архимед» в Дубне раскинута гигантская таблица Менделеева, и клетка под номером 105 на ней — особенная: Db, дубний. Это единственный химический элемент, названный в честь российского города, — слова директора ОИЯИ академика Владимира Кадышевского, сказанные в 1997 году, остаются верными и сегодня. Но за короткой строкой «назван в честь Дубны» стоит тридцать лет научного соперничества, которое историки называют «войной трансфермиевых элементов».

Что такое дубний

Дубний — синтетический сверхтяжёлый элемент: в природе он не существует, его атомы получают по одному на ускорителе. Самый долгоживущий из известных изотопов, 268Db, имеет период полураспада около 28 часов — это оценка NNDC/ENSDF 2019 года (28 ± 3 ч), основанная на 96 коррелированных событиях экспериментов в Дубне, GSI и Беркли; ранние оценки по трём событиям давали около 16 часов, но с накоплением статистики значение уточнялось. Изучить такой элемент химическими методами крайне сложно, и вся его «биография» написана физиками.

Как получали элемент 105

Первыми за синтез взялись в Дубне: в 1967–1968 годах группа Георгия Флёрова в Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ бомбардировала мишень из америция-243 ионами неона-22 и зарегистрировала следы нового элемента; первая публикация вышла в апреле 1968 года. Имени элементу дубневцы тогда не предложили — хотели накопить больше данных; соперники позже трактовали это как слабость доказательств.

В апреле 1970 года независимый синтез выполнила группа Альберта Гиорсо в Беркли — в другой реакции, калифорний-249 плюс азот-15, был получен изотоп 260Db. Их данные частично не совпадали с дубненскими, и начался спор о приоритете, растянувшийся на десятилетия.

Война названий

По традиции элемент называет его первооткрыватель — но кто им был, стороны признавать отказывались. Американцы использовали имя «ганий» (hahnium) в честь Отто Гана, советские физики — «нильсборий» (nielsbohrium) в честь Нильса Бора; в таблицах разных лет и стран можно встретить оба варианта, а также временное «уннилпентиум».

Разбирать спор IUPAC и IUPAP создали Transfermium Working Group. В 1993 году группа вынесла взвешенное заключение: первый бесспорно успешный эксперимент выполнен в Беркли в апреле 1970 года — и практически сразу за ним, в июне того же года, подтверждающие результаты получены в Дубне. Честь открытия элементов 104 и 105 рекомендовано разделить.

В 1994-м IUPAC предложил компромисс: 105-й элемент назвать «жолиотием». Предложение вызвало протесты сразу с нескольких сторон и было отклонено. Окончательное решение приняли в 1997 году. В официальных рекомендациях IUPAC логика сформулирована предельно честно: приоритет открытия элементов 104 и 105 оспаривался Дубной и Беркли, обе лаборатории внесли значительный вклад, но именно дубненская лаборатория сыграла ключевую роль в разработке экспериментальных стратегий синтеза целой группы трансфермиевых элементов — поэтому элемент 105 рекомендовано назвать dubnium в её честь; лаборатория Беркли уже была удостоена такой чести не раз (берклий, калифорний, америций). Тем же решением IUPAC сохранил устоявшиеся названия элементов 101–103 (менделевий, нобелий, лоуренсий), для 104-го принял rutherfordium, для 105-го — dubnium, для 106-го — seaborgium; имена элементов 107–109 (bohrium, hassium, meitnerium) утверждены той же рекомендацией. 30 августа 1997 года IUPAC объявил финальные рекомендации, а 13 сентября Совет союза утвердил их на 39-й Генеральной ассамблее в Женеве.

Почему это честная, а не «победная» история

Дубний — не случай «мы открыли единолично». Приоритет официально разделён с Беркли, и это не умаляет достижения: наука о сверхтяжёлых элементах во многом выросла из методов, разработанных в Дубне. Всего в ОИЯИ синтезировано десять сверхтяжёлых элементов, включая московий (назван в честь Московской области, но получен тоже в Дубне) и флеровий — элемент 114, названный в честь Георгия Флёрова и его лаборатории. Так что клетка 105 — лишь самая заметная из «дубненских» ячеек таблицы, но далеко не единственная связанная с городом.

Где найти дубний в Дубне

Самое зрелищное место — панно «Таблица Менделеева» на бассейне «Архимед»: элементы, синтезированные в Дубне, там выделены, и дубний среди них. Хорошее фото-задание для прогулки с детьми — найти Db самостоятельно.

Глубже погрузиться в историю открытий можно в музее ОИЯИ: экспозиция рассказывает о лаборатории Флёрова, ускорителях и всех десяти «дубненских» элементах — от дубния до оганесона.