Рутерфордий (Rf) — радиоактивен синтетичен трансактиниден елемент №104

Рутерфордият е химичен елемент. Наричан е още ека-хафний и унилквадий. Той има символ Rf. Атомният му номер е 104. Това е много радиоактивен елемент, който не се среща свободно в природата и трябва да бъде произведен в лабораторни условия. Рутерфордий е един от първите синтетични трансактиниден елементи. Изотопът, който в някои съобщения е посочван като най-дълго живеещ, е ²⁶⁵ Rf; период на полуразпад за него е цитирано около 13 часа, но измерванията при тежки радиоактивни елементи често се прецизират с течение на времето.

Откриване и наименование

Рутерфордият е открит при експерименти с ядрен синтез през 1960-те години. Независими групи в Съветския съюз (Институт за ядрени изследвания в Дубна) и в САЩ (Лорънс Беркли национална лаборатория) съобщават за синтез на елемент 104, което довежда до спор за приоритет и наименование. В крайна сметка Международният съюз по чиста и приложна химия (IUPAC) прие името rutherfordium (рутерфордий) в памет на физика Ърнест Ръдърфорд.

Синтез и производство

Рутерфордият се получава чрез ядрени реакции във външен цикличен ускорител или линейни ускорители, при които по-леки ядра се вкарват в цели от тежки елементи. Типични реакции за синтез на трансактиниди включват бомбардиране с азот, кислород или въглерод върху мишени от актиниди (например калий, калифорний и др.). Получените атоми са изключително малко на брой и почти веднага радиоактивно се разпадат, затова работата изисква специализирана апаратура и защитни мерки.

Физични и химични свойства

Поради крайно малките количества, налични за изучаване, много от свойствата на рутерфордия са предсказани теоретично или са определени чрез краткотрайни химични експерименти. Очаква се той да бъде тежък, метален елемент с кристална структура, подобна на тази на хафния, тъй като се намира в група 4 на периодичната система. Приема се, че основното валентно състояние е +4 — подобно на това при цирконий и хафний. В експерименти в газова и течна фаза рутерфордият проявява поведение, което съвпада в голяма степен с това на останалите елементи от групата, въпреки че релативистичните ефекти върху електронната му структура могат да дават дребни отклонения.

Изотопи

Синтезираните изотопи на рутерфордия са с относително кратък живот — от части от секунда до часове. Някои източници дават стойности за изотопи със сравнително дълъг период на полуразпад от порядъка на няколко часа, но тъй като откриването и измерванията са трудни, таблицата на изотопите и техните полуживоти може да се променя при по-нататъшни експерименти.

Приложения и безопасност

Поради краткотрайността и изключително малите произведени количества, рутерфордият няма практически приложения извън научните изследвания. Всички експерименти се извършват в специализирани лаборатории с мерки за защита от йонизираща радиация. Материалите и отпадъците се третират според стриктни регулации за радиационна безопасност.

Значение за науката

Изследването на рутерфордия и други трансуранови елементи дава важна информация за ядрената физика, за ролята на релативистичните ефекти върху електронната структура и за поведението на материята при екстремни атомни номера. Въпреки че няма ежедневни приложения, тези изследвания разширяват разбирането ни за границите на периодичната система и свойствата на тежките елементи.

Търсене по буква