Pulau kestabilan

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Lompat ke: pandu arah, cari
Paparan 3 matra bagi teori 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.[1]

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 ununquadium-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[sunting | sunting sumber]

Fail:Periodic Table by Radioactivity.PNG
Jadual berkala dengan unsur yang diwarnakan menurut separuh hayat isotopnya yang paling stabil.
(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[2]. Isotop yang paling lama jangka hayat yang pernah dicerap ditunjukkan dalam jadual berikut.

Isotopes of elements 100 through 118[2]
Nombor Nama Isotop dengan
hayat terpanjang
Separuh hayat bagi
isotop yang berjangka hayat terlama
Rencana
100 fermium 257Fm 101 hari Isotop fermium
101 mendelevium 258Md 52 hari Isotop mendelevium
102 nobelium 259No 58 minit Isotop nobelium
103 lawrensium 262Lr 3.6 jam Isotop lawrensium
104 rutherfordium 267Rf 1.3 jam Isotop rutherfordium
105 dubnium 268Db 29 jam Isotop dubnium
106 seaborgium 271Sg 1.9 minit Isotop seaborgium
107 bohrium 270Bh 61 saat Isotop bohrium
108 hassium 277Hs 16.5 saat Isotop hassium
109 meitnerium 278Mt 0.72 saat Isotop meitnerium
110 darmstadtium 281Ds 11 saat Isotop darmstadtium
111 roentgenium 280Rg 3.6 saat Isotop roentgenium
112 ununbium 285Uub 29 saat Isotop ununbium
113 ununtrium 284Uut 0.49 saat Isotop ununtrium
114 ununquadium 289Uuq 2.6 saat Isotop ununquadium
115 ununpentium 288Uup 88 ms Isotop ununpentium
116 ununheksium 293Uuh 61 ms Isotop ununheksium
117 ununseptium Yet unknown N/A Isotop ununseptium
118 ununoktium 294Uuo 0.89 ms Isotop ununoktium

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)[3]. 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[sunting | sunting sumber]

  1. "Shell Model of Nucleus". HyperPhysics. Department of Physics and Astronomy, Georgia State University. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nuclear/shell.html. Capaian 2007-01-22. 
  2. 2.0 2.1 Emsley, John (2001). Nature's Building Blocks (edisi (Hardcover, First Edition)). Oxford University Press. m/s. (pages 143,144,458). ISBN 0198503407. 
  3. Moller Theoretical Nuclear Chart 1997

Pautan luar[sunting | sunting sumber]