In nuclear physics, the island of stability is a predicted set of isotopes of superheavy elements that may have considerably longer half-lives than known isotopes of these elements.
Dalam fisika nuklir, pulau kestabilan adalah sekumpulan isotop dari unsur superberat yang diprediksi memiliki waktu paruh yang jauh lebih panjang daripada isotop-isotop superberat yang telah diketahui.
Nevertheless, the successful synthesis of superheavy elements up to Z118 (oganesson) with up to 177 neutrons demonstrates a slight stabilizing effect around elements 110 to 114 that may continue in heavier isotopes, consistent with the existence of the island of stability.
Belakangan ini, telah terjadi sintesis unsur-unsur superberat hingga unsur dengan nomor atom 118 (oganeson) dan memiliki hingga 177 neutron, menunjukkan adanya efek kestabilan kecil di sekitar nomor atom 110—114 yang dapat berlanjut ke isotop-isotop lain, sehingga mendukung hipotesis keberadaan pulau kestabilan.
The composition of a nuclide (atomic nucleus) is defined by the number of protons Z and the number of neutrons N, which sum to mass number A. Proton number Z, also named the atomic number, determines the position of an element in the periodic table.
Komposisi sebuah nuklida atau inti atom ditentukan oleh jumlah proton Z (disebut juga nomor atom) dan jumlah neutron N, dan jumlah Z + N adalah bilangan massa, A. Inti-inti dengan nomor atom yang sama merupakan unsur yang sama, dan nomor atom tersebut menentukan posisi unsur itu di tabel periodik.
The discoverers of plutonium (element 94) considered naming it "ultimium", thinking it was the last.
Para penemu plutonium (nomor atom 94) sempat mempertimbangkan menamakannya "ultimium" (dari kata Latin yang berarti "terakhir").
In 1955, American physicist John Archibald Wheeler also proposed the existence of these elements; he is credited with the first usage of the term "superheavy element" in a 1958 paper published with Frederick Werner.
Pada 1955, fisikawan Amerika Serikat (AS) John Archibald Wheeler juga berteori tentang keberadaan unsur-unsur ini, dan ia dianggap menelurkan istilah "unsur superberat" dalam sebuah artikel ilmiah yang ia tulis bersama Frederick Werner pada 1958.
Independently of each other, neutrons and protons have energy levels that are normally close together, but after a given shell is filled, it takes substantially more energy to start filling the next.
Setiap proton dan neutron masing-masing memiliki tingkat energi yang relatif berdekatan, kecuali jika lapisan kulit sebelumnya telah penuh maka proton atau neutron selanjutnya membutuhkan energi yang jauh lebih besar.
Magic numbers of 2, 8, 20, 28, 50, 82 and 126 have been observed for neutrons, and the next number is predicted to be 184.
Untuk neutron, diketahui dari pengamatan bahwa bilangan ajaib ini nilainya 2, 8, 20, 28, 50, 82, dan 126, dan angka berikutnya diprediksi adalah 184.
In the late 1960s, more sophisticated shell models were formulated by American physicist William Myers and Polish physicist Władysław Świątecki, and independently by German physicist Heiner Meldner (1939–2019).
Pada akhir 1960-an model kulit inti yang lebih mutakhir dibuat oleh fisikawan AS William Myers bersama fisikawan Polandia Władysław Świątecki, serta secara terpisah oleh fisikawan Jerman Heiner Meldner.
With these models, taking into account Coulomb repulsion, Meldner predicted that the next proton magic number may be 114 instead of 126.
Dengan menggunakan model-model ini dan mempertimbangkan gaya tolak Coulomb, Meldner memprediksi bilangan ajaib berikutnya untuk proton adalah 114 (alih-alih 126 seperti neutron).
Myers and Świątecki appear to have coined the term "island of stability", and American chemist Glenn Seaborg, later a discoverer of many of the superheavy elements, quickly adopted the term and promoted it.
Myers dan Świątecki agaknya adalah ilmuwan pertama yang menyebut istilah "pulau kestabilan", dan kimiawan AS Glenn Seaborg (yang kelak menemukan banyak unsur superberat), segera menggunakan istilah ini dan mempopulerkannya.
Subsequently, estimates of the proton magic number have ranged from 114 to 126, and there is still no consensus.
Setelah ini, muncul berbagai prediksi bilangan ajaib selanjutnya untuk proton dalam rentang 114 hingga 126, dan belum ada kesepakatan di kalangan para ilmuwan.
Interest in a possible island of stability grew throughout the 1960s, as some calculations suggested that it might contain nuclides with half-lives of billions of years.
Minat ilmiah terhadap adanya pulau kestabilan terus meningkat pada tahun 1960-an, terutama karena beberapa perhitungan memprediksi bahwa akan ada nuklida dengan waktu paruh miliaran tahun.
It was thought that if such elements exist and are sufficiently long-lived, there may be several novel applications as a consequence of their nuclear and chemical properties.
Muncul pemikiran bahwa jika terdapat unsur-unsur superberat dengan umur yang cukup panjang, unsur-unsur tersebut akan memiliki sifat nuklir dan kimia yang dapat dimanfaatkan.
These include use in particle accelerators as neutron sources, in nuclear weapons as a consequence of their predicted low critical masses and high number of neutrons emitted per fission, and as nuclear fuel to power space missions.
Di antaranya, unsur-unsur ini dapat digunakan dalam pemercepat partikel sebagai sumber neutron, dan dalam senjata nuklir karena diprediksi memiliki massa kritis kecil dan menghasilkan jumlah neutron tinggi per fisi, dan sebagai bahan bakar nuklir untuk misi luar angkasa.
For example, the reaction between 248Cm and 40Ar was expected to yield isotopes of element 114, and that between 232Th and 84Kr was expected to yield isotopes of element 126.
Contoh reaksi seperti ini adalah antara inti 248Cm dan 40Ar (diharapkan menghasilkan isotop-isotop bernomor atom 114) dan antara 232Th dan 84Kr (diharapkan menghasilkan unsur bernomor 126).
None of these attempts were successful, indicating that such experiments may have been insufficiently sensitive if reaction cross sections were low—resulting in lower yields—or that any nuclei reachable via such fusion-evaporation reactions might be too short-lived for detection.
Upaya-upaya ini tidak ada yang berhasil, kemungkinan karena eksperimen-eksperimen ini tidak cukup sensitif jika penampang lintang reaksinya terlalu rendah (sehingga rendemennya rendah), atau karena inti atom yang berhasil terbentuk dalam reaksi ini umurnya terlalu pendek untuk dapat dideteksi.
Flerovium, with the expected magic 114 protons, was first synthesized in 1998 at the Joint Institute for Nuclear Research in Dubna, Russia, by a group of physicists led by Yuri Oganessian.
Flerovium, dengan jumlah proton sesuai bilangan ajaib 114, pertama kali disintesis pada 1997 di Institut Bersama untuk Riset Nuklir, Dubna, Rusia, oleh sekelompok fisikawan yang dipimpin Yuri Oganessian.
A single atom of element 114 was detected, with a lifetime of 30.4 seconds, and its decay products had half-lives measurable in minutes.
Dalam penemuan ini, satu atom bernomor 114 dideteksi dengan umur 30,4 detik, dan produk peluruhannya memiliki waktu paruh dalam hitungan menit.
A change in the shape of the nucleus changes the position of neutrons and protons in the shell.
Perubahan bentuk inti atom menyebabkan berubahnya posisi proton dan neutron.
Determination of the decay properties of neighboring hassium and seaborgium isotopes near N162 provides further strong evidence for this region of relative stability in deformed nuclei.
Sifat-sifat peluruhan pada isotop-isotop hasium dan seaborgium dekat N162 memberi tambahan bukti terhadap kawasan yang relatif stabil ini bagi inti atom yang terdeformasi.
For example, the neutron-deficient isotope 284Fl (with N170) undergoes fission with a half-life of 2.5 milliseconds, and is thought to be one of the most neutron-deficient nuclides with increased stability in the vicinity of the N184 shell closure.
Sebagai contoh, isotop 284Fl (Z114, N170) mengalami pembelahan dengan waktu paruh 2,5 milisekon, dan dianggap sebagai salah satu nuklida dengan defisit neutron terbesar yang masih mendapat efek stabilisasi dari kulit inti di sekitar N184.
Beyond this point, some undiscovered isotopes are predicted to undergo fission with still shorter half-lives, limiting the existence and possible observation of superheavy nuclei far from the island of stability (namely for N < 170 as well as for Z > 120 and N > 184).
Di atas isotop ini, terdapat isotop-isotop yang belum ditemukan dan sebagian diprediksi mengalami pembelahan dengan waktu paruh lebih kecil lagi, sehingga memperkecil kemungkinan keberadaan atau pengamatan inti-inti atom superberat yang tidak berdekatan dengan lokasi pulau kestabilan (yaitu dengan N < 170 maupun dengan Z > 120 dan N > 184).
As a result, beta decay towards the island of stability may only occur within a very narrow path or may be entirely blocked by fission, thus precluding the synthesis of nuclides within the island.
Alhasil, jalur peluruhan beta menuju pulau kestabilan mungkin hanya didapati dalam sebuah jalur sempit atau dapat sepenuhnya terhambat oleh proses pembelahan, sehingga mencegah sintesis nuklida-nuklida dalam pulau ini.
Similarly, in a 2013 experiment, a group of Russian physicists led by Aleksandr Bagulya reported the possible observation of three cosmogenic superheavy nuclei in olivine crystals in meteorites.
Namun, pada 2013 sebuah eksperimen yang dilaporkan sekelompok fisikawan Rusia yang dipimpin Aleksandr Bagulya menyebut kemungkinan pengamatan terhadap tiga nuklida kosmogenik superberat dalam kristal olivin dalam meteorit.
The atomic number of these nuclei was estimated to be between 105 and 130, with one nucleus likely constrained between 113 and 129, and their lifetimes were estimated to be at least 3,000 years.
Nomor atom nuklida-nuklida ini diperkirakan antara 105 dan 130 (salah satunya bernomor atom antara 113 dan 129), dan berumur paling tidak 3.000 tahun.
Although this observation has yet to be confirmed in independent studies, it strongly suggests the existence of the island of stability, and is consistent with theoretical calculations of half-lives of these nuclides.
Pengamatan ini belum dikonfirmasi melalui penelitian terpisah, tetapi jika benar merupakan bukti kuat keberadaan pulau kestabilan, dan konsisten dengan perhitungan teoretis terhadap waktu paruh nuklida-nuklida ini.
The manufacture of nuclei on the island of stability proves to be very difficult because the nuclei available as starting materials do not deliver the necessary sum of neutrons.
Inti-inti atom anggota pulau kestabilan sangat sulit untuk dibuat karena inti-inti yang tersedia sebagai bahan sintesis tidak memiliki jumlah neutron yang cukup.
Several heavier isotopes such as 250Cm and 254Es may still be usable as targets, allowing the production of isotopes with one or two more neutrons than known isotopes, though the production of several milligrams of these rare isotopes to create a target is difficult.
Terdapat beberapa isotop yang lebih berat lagi, seperti 250Cm (154 neutron) dan 254Es (99 proton, 155 neutron), yang dapat menghasilkan produk isotop dengan satu atau dua neutron lebih banyak, tetapi isotop-isotop ini sangat langka dan sangat sulit untuk memproduksi jumlah yang cukup (beberapa miligram) untuk dijadikan target reaksi.
The process of slow neutron capture used to produce nuclides as heavy as 257Fm is blocked by short-lived isotopes of fermium that undergo spontaneous fission (for example, 258Fm has a half-life of 370 μs); this is known as the "fermium gap" and prevents the synthesis of heavier elements in such a reaction.
Proses penangkapan neutron lambat yang digunakan untuk membuat inti berat seperti 257Fm (100 proton, 157 neutron) dihentikan oleh fenomena "jurang fermium", yaitu pendeknya umur isotop-isotop fermium akibat terjadinya pembelahan spontan (misalnya, 258Fm memiliki waktu paruh 370 µs) sehingga mencegah dilanjutkannya proses tersebut ke unsur-unsur yang lebih berat.
It may also be possible to generate isotopes in the island of stability such as 298Fl in multi-nucleon transfer reactions in low-energy collisions of actinide nuclei (such as 238U and 248Cm).
Terdapat juga kemungkinan menghasilkan isotop anggota pulau kestabilan seperti 298Fl dengan reaksi transfer multi-nukleon dalam tabrakan energi rendah antara inti-inti aktinida (seperti 238U and 248Cm).
A 2018 study of the 238U + 232Th reaction at the Texas A&M Cyclotron Institute by Sara Wuenschel et al. found several unknown alpha decays that may possibly be attributed to new, neutron-rich isotopes of superheavy elements with 104 < Z < 116, though further research is required to unambiguously determine the atomic number of the products.
Penelitian reaksi 238U + 232Th di Insitut Siklotron Universitas Texas A&M oleh Sara Wuenschel et al. menemukan beberapa peluruhan yang tidak diketahui dan kemungkinan berasal dari isotop-isotop kaya neutron dari unsur superberat dengan 104 < Z < 116, tetapi dibutuhkan penelitian lebih lanjut untuk menentukan dengan jelas nomor atom yang dihasilkan.