Pulau kestabilan

Pulau kestabilan merupakan istilah daripada fizik nuklear yang menerangkan kemungkinan bagi unsur untuk stabil bagi dengan "nombor ajaib" bagi proton dan neutron. Ini membolehkan sesetengah isotop bagi sebahagian unsur transuranium lebih stabil dari yang lain; iaitu mereput dengan lebih perlahan.


Idea bagi pulau kestabilan dicadangkan buat kali pertama oleh Glenn T. Seaborg. Hipotesisnya ialah nukleus atom terbina dalam "petala" dengan kaedah yang sama dengan petala elektron dalam atom. Dalam kedua-dua kes, petala adalah kumpulan aras tenaga kuantum yang relatif terhadap satu sama lain. Aras tenaga dari keadaan kuantum dalam dua petala yang berbeza akan dipisahkan oleh jurang tenaga yang besar. Maka, apabila bilangan neutron dan proton mengisi sepenuhnya aras tenaga bagi petala tertentu dalam nukleus, tenaga ikatan per nukleon akan mencapai minimum dan konfigurasi tertentu akan mempunyai hayat yang lebih lama daripada isotop berhampiran yang tidak terisi penuh. 

Petala yang penuh akan mempunyai "bilangan ajaib" bagi neutron dan proton. Satu kemungkinan bagi bilangan ajaib untuk neutron ialah 184, dan beberapa kemungkinan bagi padanan nombor proton ialah 114, 120 dan 126 — yang bermakna isotop yang mungkin paling stabil ialah flerovium-298, unbinilium-304 dan unbiheksium-310. Sebagai catatan untuk Ubh-310, ia mempunyai "bilangan ajaib berganda" (kedua-dua bilangan proton iaitu 126 dan bilagan neutron iaitu 184 dikatakan ajaib) lalu dikatakan mempunyai separuh hayat yang sangat lama. (Nukleus ringan seterusnya yang ajaib berganda ialah plumbum-208, nukleus stabil yang paling berat dan logam berat yang paling stabil.) Tiada satu pun isotop transunaium telah dihasilkan, tetapi isotop bagi unsur antara 110 hingga 114 adalah lambat mereput berbanding isotop bagi nukelus berhampiran dalam jadual berkala.

Separuh hayat bagi isotop besar
(1) unsur stabil.
(2) unsur radioaktif dengan separuh hayat lebih dari sejuta tahun. Separuh hayat mereka yang panjang memberikan mereka keradioaktifan yang sangat kecil jika tidak diabaikan. Ia mungkin boleh diuruskan tanpa waspada.
(3) unsur radioaktif dengan separuh hayat lebih 500 tahun. Ia mungkin mewujudkan bahaya tahap rendah bagi kesihatan kerana aras sinarannya lebih menghampiri aras sinaran latar belakang. Separuh hayat mereka membolehkan mereka digunakan secara komersial. 
(4) unsur radioaktif dengan separuh hayat lebih sehari. Separuh hayat mereka yang pendek mendedahkan risiko keselamatan yang tinggi. Ia berbahaya kepada kesihatan. Ia mempunyai sedikit potensi dalam kegunaan komersial.
(5) unsur radioaktif dengan separuh hayat lebih seminit. Unsur ini sangat radioaktif. Mereka mendedahkan risiko keselamatan yang sangat tinggi. Ia tidak mempunyai potensi dalam kegunaan komersial.
(6) unsur radioaktif dengan separuh hayat bawah seminit. Unsur ini terlampau radioaktif. Sedikit yang diketahui tentang unsur ini. Separuh hayat mereka yang pendek membuatkan ia mustahil untuk wujud diluar makmal kajian.

Fermium merupakan unsur terbesar yang boleh dihasilkan dalam reaktor nuklear. Kestabilan (separuh hayat bagi isotop yang berjangka hayat lama) bagi unsur secara amnya berkurangan dari unsur 101 ke unsur 109 dan menghampiri pulau kestabilan dengan isotop berjangka hayat lama dalam julat unsur  111 dan 114 . Isotop yang paling lama jangka hayat yang pernah dicerap ditunjukkan dalam jadual berikut.

+ Isotopes of elements 100 through 118 Nombor  Nama  Isotop denganhayat terpanjang  Separuh hayat bagi  isotop yang berjangka hayat terlama  Rencana 100 fermium  257Fm    Isotop fermium 101 mendelevium  258Md    Isotop mendelevium 102 nobelium  259No    Isotop nobelium 103 lawrensium  262Lr    Isotop lawrensium 104 rutherfordium  267Rf    Isotop rutherfordium 105 dubnium  268Db    Isotop dubnium 106 seaborgium  271Sg    Isotop seaborgium 107 bohrium  270Bh    Isotop bohrium 108 hassium  277Hs    Isotop hassium 109 meitnerium  278Mt    Isotop meitnerium 110 darmstadtium  281Ds    Isotop darmstadtium 111 roentgenium  280Rg    Isotop roentgenium 112 kopernisium  285Cn    Isotop kopernisium 113 nihonium  284Nh    Isotop nihonium 114 flerovium  289Fl    Isotop flerovium 115 moscovium  288Mc    Isotop moscovium 116 livermorium  293Lv    Isotop livermorium 117 tennessin  Yet unknown  N/A  Isotop tennessin 118 oganesson  294Og    Isotop oganesson

Separuh hayat bagi unsur dalam pulau adalah tidak pasti. Banyak ahli fizik memikirkan bahawa separuh hayatnya adalah pendek, dalam tertib minit, jam, atau mungkin hari. Walau bagaimanapun, pengiraan secara teori menunjukkan yang separuh hayat mereka mungkin lama (sesetengah pengiraan meletakkannya dalam tertib 109 tahun)Moller Theoretical Nuclear Chart 1997. Adalah mungkin bagi unsur ini mempunyai ciri kimia yang aneh, dan jika hayatnya agak lama, banyak kegunaan boleh diambil kira (seperti sebagai sasaran dalam fizik nuklear dan sumber neutron). Walau bagaimanapun, isotop bagi beberapa unsur ini masih kekurangan neutron untuk stabil. Pulau kestabilan masih tidak tercapai, memandangkan "pantai" pulau itu lebih kaya dengan neutron berbanding nuklid yang dihasilkan secara eksperimen.

Rujukan

Pautan luar
 The hunt for superheavy elements (April 7, 2008)
 The synthesis of spherical superheavy nuclei in  48Ca induced reactions  (needs login so can not access !)
 Uut and Uup Add Their Atomic Mass to Periodic Table (Feb 2004)
 New elements discovered and the island of stability sighted (Aug 1999 - includes report on article later retracted)
 First postcard from the island of nuclear stability  (1999)
 Second postcard from the island of stability (Oct 2001)
 Superheavy Elements "Island of Stability"  (single text slide - undated)
 Superheavy elements  (Jul 2004  Yuri Oganessian of JINR )
 Can superheavy elements (such as Z=116 or 118) be formed in a supernova? Can we observe them?
 NOVA - Island of Stability

 New York Times Editorial by Oliver Sacks regarding the Island of Stability theory (Feb 2004 re 113 and 115)
 Upper Limit of the Periodic Table and Synthesis of Superheavy Elements 

Kategori:Isotop
Kategori:Jadual berkala
Kategori:Keradioaktifan