"1. Элемент 102

Впервые надежная информация о свойствах пяти изотопов 102-ro элемента была получена в Дубне в экспериментах, завершенных в 1966 г. . В 1967 г. результаты дубненских опытов был;; воспроизведены та подтверждены в Радиационной лаборатории нм. Лоуренса в Беркли.

В связи с тем, что после 1866—1967 гг. появилось несколько статей, авторы которых, излагая историю 102-го элемента, допускают ее произвольное, недостаточно объективное толкование, нам хотелось бы более подробно рассмотреть исторический аспект этой проблемы.

Прежде всего остановимся на двух работах., которые проводились аналогичным образом, однако в них были получены совершенно различные результаты. Первая работа выполнена в Нобелевском институте физики в Стокгольме в 1957 г. американскими, английскими и шведским физиками совместно, и вторая работа была проведена в Радиационной лаборатории им. Лоуренса в Беркли в 1958 г. В этих работах была предпринята попытка идентифицировать 102-й элемент, используя метод разделения, основанный на ионообменной хроматограф/ни. Мишени из смеси изотопов кюрия (244Cm—95%, 245Cm —4%) облучались пучком ионов С13. Получавшиеся в ядерных реакциях продукты выбивались из мишени и собирались па сборниках, которые после получасового облучения подвергались химической обработке. Выделенные продукты анализировались в ионизационной камере с целью обнаружить α-активность, связанную с распадом 102-го элемента.

Этим методом была обнаружена α-активность с энергией 8,5 ± 0,1 МэВ и периодом полураспада около 10 мин. Всего было зарегистрировано около 20 событий. Делалось предположение, что это либо изотоп 253102, либо 251102, которые могли получаться в реакциях 244Cm (13С, 4n) 253102 и 244Cm (13C, 6n) 251102.

После пуска линейного ускорителя тяжелых ионов в Беркли в 1953 г. Гиорсо и др. попытались повторить стокгольмские результаты, пользуясь аналогичной методикой. Однако поиски α-активности, о которой сообщалось в первой работе, оказались безуспешными. Ни в одном из опытов, которые велись в течение нескольких месяцев, α-активность с E α = 8.5 Мэв и Т1/2 = 10 мин не была обнаружена. Результаты опытов. проведенных в Беркли, поставили под сомнение тот факт, что в Стокгольме был получен 102-й элемент. Гиорсо и др. предположили, что α-активность, наблюдавшаяся в стокгольмской работе, могла относиться к легким элементам и была ошибочно приписана 102-му элементу.

Отрицательный результат, полученный в Беркли, естественно, вызвал ответную реакцию авторов первой работы. В 1959 г. они опубликовали статью, в которой не содержится каких-либо новых экспериментальных данных, а старым данным дается несколько иная интерпретация.

Новая интерпретация сводится к тому, что делается предположение о принадлежности наблюдавшейся α-активности не 253102 или 251102, а 255102, который мог получиться в реакции 246Cm (13С, 4n) 255102. Забегая несколько вперед, следует сказать, что измерение периода полураспада изотопа 255102, синтезированного в Дубне в 1966 г., дало значение Т1/2 = 3 мин; кроме того, энергия α-частиц оказалась равной 8,09; а не 8,5 Мэв. Неудачные попытки идентифицировать 102-й элемент традиционными .химическими методами из-за малого времени жизни его изотопов привели исследователей к разработке физических методов идентификации.

Один из них был впервые использован в опытах по получению 102-го элемента в Институте атомной энергии в Москве в 1957—1958 гг. В московских опытах мишени из изотопов плутония 241Рu и 239Рu облучались ускоренными до энергии 100 Мэв ионами кислорода 16О. Атомы отдачи вбивались в алюминиевый сборник, который за время 1,5—2 сек перемещался из зоны облучения на расстояние 2 м, где располагались ядерные фотоэмульсии, служившие детекторами α-частиц. Активация сборника и его нагрев пучком ионов за счет больших удельных потерь на ионизацию существенным образом влияют на качество работы ядерных фотоэмульсий, ухудшая их разрешающую способность.

Основная трудность, с которой пришлось столкнуться экспериментаторам, связана с возникновением α-радиоактивного фона на примесях свинца и более легких элементов в материалах мишени и сборника. При взаимодействии кислорода со свинцом образуется целая гамма α-активных изотопов в области полония и выше за счет различных реакций. Так, в Москве впервые были обнаружены группы α-частпц с энергией 11.65 и 8,87 Мэв, которые обусловлены, как выяснилось несколько позже, распадом изомеров полония 211mPo и 212mPo. Точность измерения энергии α-частиц, с помощью ядерных фотоэмульсий не позволяла разрешить ряд других α-групп, о существовании которых теперь хорошо известно. Вопросам фона в московских опытах было уделено очень большое внимание. С этой целью был разработан высокочувствительный активационный метод анализа мишеней и сборников на содержание свинца, были разработаны методы очистки материала мишени от посторонних примесей. Результаты этой работы явились базой для многих последующих экспериментов, проведенных позднее в Дубне.

В работе 1958 г. использовались две плутониевые мишени: первая содержала 180 мкг/см2 241Рu, вторая 100 мкг/см2 241Рu. С первой мишенью была проделана серия опытов (40 облучений по три часа каждое), в которой время экспозиции под пучком и около фотопластинки составляло 8 сек, а время движения сборника 3 сек. В результате этих опытов наблюдались α-частицы с энергией в интервале 8,2—9,0 Мэв. Всего было зарегистрировано 90 таких α-частиц. Тщательный активационный анализ показал, что примеси свинца могут обусловить не более 40% всего числа наблюденных α-частиц в этом интервале энергий. Вторая мишень была изготовлена после дополнительной очистки плутония и содержала значительно меньше свинца, чем первая. В результате десяти трехчасовых облучений в том же самом режиме работы, регистрирующего устройства наблюдалось 20 α-частиц в интервале энергий 8,2—9.0 Мэв. Активацнонный анализ показал, что только четыре из них можно отнести за счет .загрязнений мишени свинцом.

Как уже отмечалось, метод определения энергии α-частиц с помощью фотоэмульсии не обладает высокой точностью.

Из сопоставления спектров α-частиц, измеренных с помощью полупроводниковых детекторов и фотоэмульсий при облучении РЬ ионами 16О, видно, что многие α-группы не были разрешены в фотоэмульсиях и что энергия основных групп α-частиц несколько завышена. С учетом поправок в энергиях α-частиц α-группа, отнесенная к распаду 102-го элемента, имеет энергию 8,6±0,4 Мэв. Оценки периода полураспада этого изотопа давали значение в интервале 2 сек < T1/2 < 40 сек. Авторам не удалось детально изучить функцию возбуждения реакции, приводящей к образованны нового излучателя. Однако при тех значениях энергии ионов 16О, которые использовались в опытах по облучению 241Рu, могли иметь место только два сорта испарительных реакций с вылетом либо четырех, либо пяти нейтронов.

В настоящее время мы знаем (об этом будет сказано ниже), что изотоп 252102 обладает свойствами, близкими к тому, что наблюдалось в московской работе. Очевидно, именно этот изотоп наблюдался в опытах 1957— 1958 гг. в ядерной реакции 241Pu (16O, 5n)252102.

Убедительность результатов, полученных Гиорсо и др., в течение шести лет не вызывала сомнений вплоть до тех пор, пока в Дубне в 1964 г. не были начаты опыты с целью проверки результатов берклиевской группы, причем проводились они двумя методами, в которых регистрировался дочерний 250Fm и первичные α-частицы. К удивлению, было обнаружено значительное расхождение с данными Гиорсо и др. о свойствах 254102. Оказалось, что период полураспада равен 60 сек, а не 3 сек, энергия α-частиц составляет 8,11, а не 8,3 Мэв.

После этого в Дубне на протяжении 1964—1967 гг. были проведены

систематические исследования свойств нескольких изотопов 102-го элемента. Работа велась по трем направлениям:

1) изучение α-распада изотопов с массовыми числами 251—256;

2) изучение спонтанного деления четно-четных изотопов 256102 и 254102;

3) изучение химических свойств элемента 102 с использованием экспрессного метода газовой химии.

Для исследования α-распада использовались два метода: в одном изотопы 102-го элемента детектировались по соответствующим дочерним изотопам фермия, как описывалось выше, в другом изучалось α-излучение ядер-продуктов реакции с помощью полупроводниковых детекторов α-частиц с хорошим энергетическим разрешением; в этом случае вынос продуктов реакции из зоны облучения осуществлялся газовой струёй с последующим механическим перемещением сборника к (Si+Au)-детектору. Было изготовлено два варианта аппаратуры: для внешнего пучка ионов и для отклоненного внутреннего пучка 310-cм циклотрона (см. рис. 2).

В опытах, где регистрировались α-частицы 102-го элемента, использовались мишени из различных изотопов урана, плутония и америция, подвергавшиеся тщательной очистке от примесей Bi, Pb и других элементов . Хорошее разрешение поверхностно-барьерных кремниевых детекторов и высокая стабильность электронной аппаратуры позволяли надежно выделять в α-спектрах линии, обусловленные α-распадом изотопов 102-го элемента даже при наличии некоторого фона за счет незначительных примесей свинца в материале мишени. Таким образом, удалось установить энергии α-распада и времена жизни для шести изотопов, которые оказались существенно отличными от всех ранее опубликованных данных. Нужно отметить, с другой стороны, что в Дубне наблюдалось хорошее согласие между результатами, полученными с помощью разных методик.

После того как в октябре 1966 г. стали известны результаты опытов по определению радиоактивных характеристик изотопов 252-256102. выполненных в Дубне, берклиевская группа провела контрольные эксперименты и целиком подтвердила данные о свойствах всех пяти -изотопов.

Дополнительно в Беркли были синтезированы изотопы 251102 и 257102. Аналогичные данные о 251102 независимо получены в 1957 г. и в Дубне.

В таблице просуммированы данные о свойствах известных изотопов 102-го элемента. Для сравнения указаны результаты обеих групп.

Таким образом, результаты дубненскпх экспериментов показали, что в ранних работах по 102-му элементу по разным причинам допущены существенные ошибки. Из таблицы видно, что ни один из изотопов с массовыми числами 251—256 не обладает теми свойствами которые приписывались им авторами первых работ. Так, свойства нечетных изотопов с массовыми числами 251, 253 и 255 ничего общего не имеют с 10-мии активностью (Е α =- 8,5 Мэв), которая наблюдалась в стокгольмских опытах 1957 г., авторы которых предложили назвать элемент 102 нобелием. Не подтверждены американские данные 1961 г. о 255l02 (Т1/2 = 15 сек, = 8,2 Мэв) и данные 1958 г. о 254l02 (Т1/2 ~ 3 сек,. Е α = 8,3 Мэв).

По существу, только в 1967 г. внесена полная ясность в запутанную десятилетнюю историю элемента 102-го элемента.

 

 

Массовые числа изотопов

Дубна, 1965-1967

Беркли, 196 6-1967

Т1/2, сек

Еα, Мэв

Т1/2, сек

Еα, Мэв

251

0,5 – 1,0

8,6

0,8 ± 0,3

8,68 (20%)

8,6 (80%)

252

4,5 ± 1,5

8,41

2,3 ± 0,3

8,41 (70%)

(30%)

253

95 ± 10

8,01

105 ± 20

8,01

254

50 ± 10

8,11

55 ± 5

8,10

75 ± 15

255

180 ± 10

8,08

185 ± 20

8,11

256

6 ± 2

8,41

3,2 ± 0,2

8,43

9 ± 3

3,7 ± 0,5

257

----

-----

23 ± 2

8,27 (50%)

8,23 (50%)

2. Э л е м е н т 103

Не менее драматичной представляется история 103-го элемента. Группа американских ученых в Беркли в течение 1958—1961 гг. делала неоднократные попытки синтезировать 103-й элемент. В 1958 г. мишень из 244Cm и 242Cm облучалась ионами азота 14N. Атомы отдачи, заторможенные в газе, собирались электрическим полем, и α-частицы от распада продуктов реакций детектировались с помощью ядерных фотоэмульсий. В экспериментах наблюдалась слабая α-активность с энергией 9±1 Мэв и T1/2= 0,25 сек, которая очень предположительно была приписана изотопу 103. О дальнейших экспериментах, направленных на уточнение этих данных, авторы ничего не сообщали.

В 1960 г. Гиорсо сообщил о попытках синтеза изотопов 103-го элемента с массовыми числами 259 и 260. В этой серии экспериментов мишень из калифорния облучалась ускоренными нонами В11. Регистрация и идентификация 259103 осуществлялась генетическим методом по фермию-255, образующемуся по цепочке:

259103 → 255Md → 255Fm

Однако экспериментальная методика была несовершенна, уровень фона был слишком высок. Авторы, наблюдая 255Fm на вторичном сборнике в продуктах α-распада, не смогли сделать вывод о свойствах 259103. Эксперименты также не дали определенных результатов и для 260103 по тем же причинам.

И, наконец, в 1961 г. была опубликована работа, в которой сообщалось о синтезе и идентификации 257103 при облучении калифорниевои мишени (249<А<252) .ионами 10В и 11B. В спектре α-частиц, испускаемых продуктами ядерных реакций, показанном, была обнаружена групп α-частиц с Еα = 8,6 МэВ, отнесенная к распаду изотопа 257103 с Т1/2 = 8 сек.

Основанием для такого вывода послужили следующие факты:

1) отсутствие этой активности в продуктах облучения мишеней из РЬ, Bi, 240Pu и 241Am ионами 10В и 11В и мишени из 243Am ионами 12C;

2) уменьшение выхода той же активности (Т1/2 = 8 сек, Еα = 8,6 МэВ) вдвое при замене бора на С12;

3) устойчивый выход активности в течение нескольких месяцев работы.

Функция возбуждения имела вид очень широкой кривой как с 10В, так и с 11В, из-за сложного изотопного состава мишени. Таким образом, по виду функций возбуждения нельзя было сказать, представляют ли они наложение нескольких реакций с испарением нейтронов, приводящих к изотопу 103-го элемента, или же они являются функциями возбуждения каких-либо других реакций.

Эти эксперименты с 1961 г. не повторялись, и никаких новых публикаций о данных 1961 г. не было. Появились лишь сообщения, что авторы пересмотрели свои экспериментальные результаты и считают, что, по-видимому, изотоп 103-го элемента, испускающий α-частицы с энергией 8,6 Мэв и Т1/2= 8 сек, имеет массу не 257, а 258 или 259.

Таким образом, новая интерпретация старых данных 1961 г. сводится к тому, что один из трех изотопов с массовыми числами 257, 258 или 259 распадается путем испускания α-частиц с Т1/2 = 8 сек и Еα =8,6 Мэв. Столь неопределенная идентификация массового числа (а из дальнейшего будет видно, что даже она представляется весьма сомнительной) мало что дает для систематики α-распада и для физической идентификации самого 103-го элемента.

Вместе с тем в 1965 г. в Дубне был синтезирован другой изотоп 256103. В 1967 г. в Дубне проводилось более тщательное изучение ядерно-физических свойств этого изотопа, исследовалось химическое поведение его хлоридов. Попытки воспроизвести в Дубне данные по 257103, полученные берклиевской группой в 1961 г., не дали положительного результата. Поэтому целесообразно провести сопоставление и анализ результатов, полученных в различных работах по синтезу 103-го элемента, с целью установления степени их достоверности.

Наиболее тщательно изучен изотоп 103-го элемента с массовым числом 256. Данные дубненской группы были подтверждены в Беркли, где этот изотоп был использован для изучения химических свойств (экстракции) 103-го элемента.

В работе 1965 г. изотоп 256103 был синтезирован при облучении мишени из 243Am ионами 18О на внутреннем пучке 310-см циклотрона ОИЯИ. Регистрация и идентификация изотопа 256103 проводилась генетическим методом по изотопу 252Fm — продукту его радиоактивного распада. Методика “двойной отдачи” 31 позволяла обнаружить в продуктах распада фермий независимо от типа распада материнского изотопа:

256103 → 252Md → 252Fm

256103 → 256102 → 252Fm

 

 

 

Фермий, как продукт радиоактивного распада, выделялся химически

с помощью ионообменных методов и идентифицировался по Еα. и Т1/2. Было показано, что на вторичном сборнике действительно накапливается 252Fmα = 7,04 Мэв, Т1/2 = 25 час). Кривая зависимости выхода изотопа 252Fm в продуктах распада от энергии ионов 18О представлена на рис. 2. Она имеет типично “испарительный” вид с шириной на полувысоте около 9 Мэв и максимумом при 96 Мзв. Это является дополнительным убедительным доказательством того, что 252Fm появляется как продукт распада 256103, образующегося в результате реакции “испарения” пяти нейтронов 243Am (18О, 5n) 256103. Измерения периода полураспада 256103 дали результат 45 ± 10 сек. Таким образом, с высокой степенью надежности был установлен факт синтеза изотопа 103-го элемента и его массовое число.

В 1967 г. эксперименты по исследованию свойств изотопов 103-го элемента были продолжены. В опытах, выполненных двумя группами на разной аппаратуре, регистрировались непосредственно α-частицы от изотопов 103-го элемента. Использовался метод сбора атомов отдачи из газовой струп и регистрация α-частиц с помощью кремниевых детекторов. Моноизотопная мишень 243Am, как и прежде, облучалась ионами 18О, что позволяло проводить идентификацию продуктов реакций с испарением нейтронов по функциям возбуждения. Большое внимание было уделено очистке мишеней от примесей свинца, чтобы исключить α-радиоактивныи фон.

Группы α-частиц с энергиями в диапазоне 8,35—8,6 Мэв связаны с распадом изотопов 103-го элемента с массовыми числами 256 и 257. Из рисунка видно, что α-спектр сложный, имеется несколько групп α-частиц. Если интересоваться группой 8,6 Мэв, отнесенной к 257103, то можно условно раз делить весь спектр на две части: 8,35 < Еα < 8,5 Мэв и 8,5 < Еα <. 8,6 Мэв и проследить поведение каждого из этих участков. Оказалось, что временное распределение импульсов, т. е. периоды полураспада, для обеих частей практически равны и составляют 35-сек.

Кривые выхода α-излучателей для обеих частей спектра, т. е. положение максимумов и форма кривых, хорошо согласуются как с расчетными значениями для реакции 243Am (18О, 5n) 256103, так и с экспериментальными данными для этой реакции, полученными в 1965 г. Все это послужило основанием отнести группу α-частпц с 8,35 < Еα < 8,50 Мэв к распаду изотопа 256103.

Много усилий в рассматриваемой работе было затрачено на поиски α-активностп с Еα, == 8,6 Мзв и T1/2 = 8 ±2 сек, отнесенной в работе берклиевской группы 1961 г. к изотопу 257103. Эксперименты проводились при энергии ионов 18О от 90 до 96 Мэв, т. е. в области, где должен находиться максимум сечения реакции 243Am (18О, 4n) 257103. Группа α-частиц с Еα, = 8,6 Мэв и T1/2 = 8 сек не наблюдалась. Верхняя граница сечения образования этой активности при энергии 18О, равной 91 MэВ, составила 2 •10-33 см2, что сильно отличается в меньшую сторону от ожидаемой величины на основе суммы всех экспериментальных данных по сечениям (HI, xn)-реакций. С α-распадом изотопа 257103 можно было связать лишь группу с 8,5 < Еα < 8,6 MэВ и Т1/2 = 35 сек. Итак, результатом дубненскпх экспериментов 1965—1967 гг. явилось однозначное доказательство синтеза изотопа 256103; попытки воспроизвести данные Беркли о 257103 не дали положительного результата.

Остановимся несколько подробнее на новой интерпретации результатов 1961 г. Нам представляется, что она противоречит экспериментальным данным оригинальной работы (α-спектрам и виду функции возбуждения), на основании которых было объявлено об открытии 103-го элемента и предложено его название.

Приведем реакции, с помощью которых возможно образование изотопов элемента 103. Максимальный выход имеют ядерные реакции, вызываемые тяжелыми ионами, сопровождающиеся испарением четырех и пяти нейтронов. Соответствующие ширины кривых составляют 8—10 Мэв. Так как функции возбуждения для активности с Еα == 8,6 Мэв в эксперименте были очень широкими, первоначальная интерпретация этого факта представляется наиболее естественной

Изотоп 259103 при облучении калифорния ионами 10В должен был получаться практически только в реакции 252Cf(10B, 3n): функция возбуждения должна быть узкой (полуширина 10 Мэв}. Однако этого не наблюдалось. Аналогичные соображения можно привести относительно изотопа 258103. С помощью ионов 10В он может получаться в реакциях 252Cf(10B, 4n), 251Cf(10B, 3n). Учитывая, что сечение (3n)-реакции меньше сечения (4n)-реакции и что содержание в мишени 251Cf в четыре раза меньше, чем 252Cf, можно ожидать, что кривая выхода 258103 должна иметь вид, совпадающий с кривой выхода в реакции252Cf(10B, 4n), т. с. должна быть достаточно узкой.

Кроме того, за счет реакций с испарением четырех-пяти нейтронов на изотопе 250Cf должен был образоваться изотоп 256103 и его α-частицы должны присутствовать в п-спектре. Однако из приведенного в американской работе спектра этого не видно.

Ввиду этого противоречия требуются дополнительные экспериментальные доказательства того, что в 1961 г. в Беркли действительно был синтезирован изотоп 103-го элемента.

 

3. Э л е м е н т 104 (к у р ч а т о в и и)

Синтез 104-го элемента был осуществлен в Дубне в 1964—1967 гг. Поскольку ожидалось, что время жизни четно-четных изотопов 104-го элемента, которые можно синтезировать в ядерных реакциях с многозарядными ионами, мало, а определяющим процессом распада будет спонтанное деление, потребовалось разработать новый быстрый химический метод идентификации Z исследуемого элемента.

Дело в том, что наблюдение спонтанного деления исключает возможность применения некоторых испытанных методов идентификаций, например метода двойной отдачи с последующим химическим выделением дочернего изотопа, так же как и методов, основанных на регистрации коррелированного α-распада (установление генетической связи между α-излучателями). Сильно осложняется измерение функции возбуждения селя спонтанно делящегося продукта при наличии фона. Уже в 1961 г. в Дубне было открыто явление спонтанного деления ядер, находящихся в изомерном состоянии. Изомеры америция с массовыми числами 240, 242 и 244 обладают периодами полураспада 0,6, 14 и 0,9 мсек соответственно и с достаточно большим выходом образуются в сложных реакциях передачи при облучении кюрия, плутония и урана многозарядными ионами. Это обстоятельство в значительной степени затрудняло поиск и идентификацию изотопов 104-го элемента по эффекту спонтанного деления. Кроме того, за счет ядерных реакций неполного слияния типа (HI, α υп) возможен синтез изотопов 102-го элемента, которые имеют заметную долю распада путем спонтанного деления. Эти изотопы также являются источником фона, который необходимо учитывать в опытах по синтезу элемента 104.

В 1964 г. в Дубне были проведены опыты по физической идентификации элемента 104. В качестве мишени был выбран 242Ри, а бомбардирующей частицы — 22Ne. В опытах использовались два варианта аппаратуры. Детекторами осколков спонтанного деления в обоих случаях служили фосфатные стекла с минимальным содержанием урана (меньше 10-8 г на 1 г стекла). Это было необходимым условием, поскольку детекторы располагались вблизи мишени, где нейтронный поток мог индуцировать деление примесей урана в стекле.

Ядра-продукты реакций вбивались в материал сборников. Конвейерная лента-сборник в первом варианте протягивалась с большой скоростью вдоль стеклянных детекторов. По распределению треков на детекторах можно было судить о периоде полураспада спонтанно делящегося изотопа.

В другом варианте в качестве сборников использовались тонкие алюминиевые фольги (4—5 мкм), смонтированные на дисковом транспортере. Детекторы располагались по обе стороны сборников, что позволяло регистрировать два осколка, если деление испытывало ядро, находящееся в материале сборника. Фоновые треки в детекторе, обусловленные вынужденным делением примесей урана в стекле нейтронами, не давали “совпадений”.

При облучении 242Ри ионами 22Ne с энергией 114 Мэв был зарегистрирован спонтанно делящийся продукт с периодом полураспада 0,3 сек. Для доказательства принадлежности этого эффекта 104-му элементу изучались функции возбуждения всех спонтанно делящихся ядер, наблюдавшихся в опытах.

Функции возбуждения для образования 14-мсек активности, 8-сек активности, а также для 256Fm имели вид нарастающих с энергией кривых, и только функция возбуждения для активности с T1/2 = 0,3 сек имела характерный “испарительный" максимум при энергии ионов 22Ne примерно 114 Мэв.

Совокупность всех данных по сечениям ядерных реакций (HI, xn) указывала, что изотоп с Т1/2 = 0,3 сек с наибольшей вероятностью образуется в ядерной реакции (22Ne, 4n), и поэтому авторы приписали зарегистрированную активность изотопу 260104. Однако обращал на себя внимание тот факт, что сечение образования 0,3-сек активности имело достаточно малую величину (~2 •10-34 см2) по сравнению с расчетной для реакции (22Ne, 4n) на основании известных данных по Гnt в этой области ядер. Известно, что положение максимумов и ширины функций возбуждения для (22Ne, 3n), (22Ne, 4n)- и (22Ne, 5n)-реакций не очень сильно отличаются, и поэтому нельзя исключить, что обнаруженная активность с T1/2 = 0,3 сек полностью или частично обусловлена синтезом и распадом 26ll04 или 259104 или наложением эффектов от спонтанного деления обоих изотопов. Сечение реакции с испарением трех нейтронов действительно должно быть меньше сечения реакции с испарением четырех нейтронов, а в случае реакции (22Ne, 5n) кажущееся уменьшение сечения может быть обусловлено частичным вкладом спонтанного деления в общем процессе распада изотопа 259104.

Дополнительным аргументом принадлежности 0,3-сек активности 104-му элементу служило отсутствие ее в продуктах реакции при облучении 238U ионами 22Ne и 242Рu ионами 20Ne, тогда как при этом четко наблюдался, например, Am242m (T1/2 = 14 мсек).

Понимая важность химической идентификации для доказательства факта синтеза нового элемента и принимая во внимание то обстоятельство, что для химической идентификации нового элемента значение массового числа не имеет значения, в Лаборатории ядерных реакций (Дубна) было решено продолжить опыты по изучению 104-го элемента с привлечением экспрессной хроматографии в газовой фазе.

Соответствующая аппаратура в течение нескольких лет разрабатывалась в лаборатории Зварой с сотрудниками. К 1965 г. вариант для внутреннего пучка 310-см циклотрона был готов к работе, а в 1966— 1967 гг. был создан другой вариант для выведенного пучка ускорителя. Схема аппаратуры показана на рис. 3. Принцип ее действия основан на резком различии в летучести элементов IIIб и IVб подгрупп (температура возгонки HfCl4, равна 315° С, в то время как трихлориды лантаноидов кипят при температуре выше 1500° С). Атомы отдачи тормозились в газовом потоке азота, к которому добавлен хлорирующий агент, одновременно являющийся и носителем для 104-го элемента (например, пара ZrCl4 или NbCl5). В качестве детекторов использовалась предварительно отожженная слюда. В камере детекторов в общей сложности наблюдалось около 80 осколков спонтанного деления изотопа с Т1/2 ≈ 0,3 сек, с выходом, находящимся в хорошем согласии с данными физических опытов. Одновременно, а также в последующих опытах, было показано, что хлориды редкоземельных элементов, а также калифорния, фермия, 102-го и 103-го элементов практически не проходили в камеру детекторов и лишь только хлориды гафния и изотопа с Т1/2 ≈ 0,3 сек без потерь в газовом тракте и на фильтрах проникали в область регистрации радиоактивного распада. Следовательно, излучатель с Т1/2 ≈ 0,3 сек образует легколетучие соединения с хлором, т. е. является аналогом гафния и принадлежит IV группе периодической системы элементов. Таким образом, независимые химические эксперименты подтвердили его принадлежность 104-му элементу.

Авторы физической и химической работ предложили назвать 104-й элемент курчатовием (символ Кu) в знак признания выдающихся заслуг академика И. В. Курчатова в развитии ядерной физики"