Большая Советская Энциклопедия (ТР)
Шрифт:
Элемент с Z = 101 (менделевий ) был открыт в 1955 при облучении 25399 Es (эйнштейния) ускоренными a-частицами. Пять элементов с Z > 101 были получены на ускорителях заряженных частиц [циклотрон Объединённого института ядерных исследований (ОИЯИ; Дубна, СССР) и линейный ускоритель тяжёлых ионов «Хайлак» (Беркли, США)] в ядерных реакциях с ускоренными тяжёлыми ионами. Определяющий вклад в эти работы внесли группа учёных под руководством Г. Н. Флёрова (Дубна) и группа Г. Сиборга — А. Гиорсо (Лаборатория им. Лоуренса, Беркли). Существенные результаты были получены также в
Для синтеза далёких Т. э. используется два типа ядерных реакций — слияния и деления. В первом случае ядра мишени и ускоренного иона полностью сливаются, а избыточная энергия образовавшегося возбуждённого составного ядра снимается путём «испарения» нейтронов. При использовании ионов С, О, Ne и мишеней из Pu, Cm, Cf образуется сильно возбуждённое составное ядро (энергия возбуждения ~ 40—60 Мэв ). Каждый испаряемый нейтрон способен унести из ядра энергию в среднем порядка 10—12 Мэв , поэтому для «остывания» составного ядра должно вылететь до 5 нейтронов. С испарением нейтронов конкурирует процесс деления возбуждённого ядра. Для элементов с Z = 104—105 вероятность испарения одного нейтрона в 500—100 раз меньше вероятности деления. Это объясняет малый выход новых элементов: доля ядер, которые «выживают» в результате снятия возбуждения, составляет всего 10—8 —10—10 от полного числа ядер мишени, слившихся с частицами. В этом кроется причина того, что за последние 20 лет синтезировано всего 5 новых элементов (Z = 102—106).
В ОИЯИ разработан новый метод синтеза Т. э., основанный на реакциях слияния ядер, причём в качестве мишеней используются плотно упакованные устойчивые ядра изотопов Pb, а в качестве бомбардирующих частиц сравнительно тяжёлые ионы Ar, Ti, Cr. Избыточная энергия ионов расходуется на «распаковку» составного ядра, и энергия возбуждения оказывается низкой (всего 10—15 Мэв ). Для снятия возбуждения такой ядерной системы достаточно испарения 1—2 нейтронов. В итоге получается весьма заметный выигрыш в выходе новых Т. э. Этим методом был осуществлен синтез Т. э. с Z = 100, Z = 104 и Z = 106.
В 1965 Флёров предложил использовать для синтеза Т. э. вынужденное деление ядер под действием тяжёлых ионов. Осколки деления ядер под действием тяжёлых ионов имеют симметричное распределение по массе и заряду с большой дисперсией (следовательно, в продуктах деления можно обнаружить элементы с Z значительно, большим, чем половина суммы Z мишени и Z бомбардирующего иона). Экспериментально было установлено, что распределение осколков деления становится шире по мере использования всё более тяжёлых частиц. Применение ускоренных ионов Xe или U позволило бы получить новые Т. э. в качестве тяжёлых осколков деления при облучении урановых мишеней. В 1971 в ОИЯИ были ускорены ионы Xe с помощью 2 циклотронов, которыми облучалась урановая мишень. Результаты показали, что новый метод пригоден для синтеза тяжёлых Т. э.
Т. э. испытывают все виды радиоактивного распада. Однако электронный захват и b-распад — процессы относительно медленные, и их роль становится небольшой при распаде ядер с Z > 100, имеющих короткие времена жизни относительно a-распада и спонтанного деления. По мере утяжеления элемента конкуренция между спонтанным делением и (b-распадом становится всё более заметной. Нестабильность относительно спонтанного деления, очевидно, определяет границу периодической системы элементов. Если период полураспада для спонтанного деления 92 U ~ 1016 лет, для 94 Pu ~ 1010 лет, то для 100 Fm он измеряется часами, для 104-го элемента — секундами (см. Курчатовий ), для 106-го элемента — несколькими мсек . О химических свойствах Т. э. (до Z = 104) и строении их электронных оболочек см. в ст. Актиноиды .
Теоретическое рассмотрение показывает, что возможно существование очень тяжёлых ядер, имеющих повышенную стабильность относительно спонтанного деления и a-распада. «Остров стабильности» должен располагаться вблизи магического ядра , у которого число протонов 114, а число нейтронов 184. Если гипотетическая область стабильности окажется реальной, то границы периодической системы элементов существенно расширятся. Ведутся поиски экспериментальных путей для проникновения в эту область элементов. Получить 114 протонов в новом ядре сравнительно легко, а 184 нейтрона — трудно. Причём отступление от магического числа 184 даже на несколько единиц резко понижает устойчивость ядра к спонтанному делению.
Расчёты барьеров деления и времён жизни сверхтяжёлых элементов привели к выводу, что некоторые сверхтяжёлые элементы могут иметь период полураспада около 108 лет и их микроколичества могли сохраниться на Земле до нашего времени. В 1968 под руководством Флёрова начаты поиски сверхтяжёлых элементов в природе. Исследуются земные минералы, продукты извержения вулканов, геотермальные воды, а также объекты, способные к аккумуляции тяжёлой компоненты космических лучей (железо-марганцевые конкреции со дна океанов, илы донных отложений озёр и морей, метеориты, породы лунного регалита). Изучают образцы, в которых, согласно теоретическим представлениям, могут содержаться химические элементы с Z > 108. Одновременно ведутся исследования с помощью ускорителей многозарядных ионов.
Лит.: Флёров Г. Н., Звара И., Химические элементы второй сотни. Сообщения ОИЯИ Д7-6013, [Дубна, 1971]: Флёров Г. Н., Поиск и синтез трансурановых элементов, в кн.: Peaceful uses of atomic energy, N. Y. — Vienna, v. 7, 1972, p. 471; Радиоактивные элементы Po — (Ns) — ¼, под ред. И. В. Петрянова-Соколова, М., 1974.
Г. Н. Флёров, В. А. Друин.
Трансферазы
Трансфера'зы (от лат. transtero — переношу), класс ферментов, катализирующих в живых клетках перенос различных групп от одного соединения (донор группы) к другому (акцептор группы). Т. широко распространены в расти тельных и животных тканях, а также в микроорганизмах. Играют ведущую роль в промежуточном обмене веществ , участвуя в превращениях углеводов, аминокислот, нуклеиновых кислот, липидов и других биологически важных соединений.
Класс Т. включает более 450 ферментов, разделённых по химической природе переносимых групп на подклассы: Т., катализирующие перенос одноуглеродных групп (метилтрансферазы); Т., переносящие остатки сахаров (гликозилтрансферазы); Т., переносящие группы, содержащие азот (например, аминотрансферазы, см. Переаминирование ); Т ., переносящие фосфатные группы (фосфотрансферазы, см. Киназы , Трансфосфорилирование ), и т.д. Т. различных подклассов имеют различные коферменты (см., например, Пиридоксалевые ферменты ).
Механизм каталитического действия исследованных Т. включает образование промежуточного продукта фермента с транспортируемой группой: например, при переносе ацетильного радикала (CH3 CO—) на первой стадии реакции образуется ацетилированный фермент, а затем происходит перенос группы на акцептор и освобождение фермента. Систематические названия Т. формируются по схеме: «донор: акцептор — группа — трансфераза» [например, фермент, катализирующий перенос фосфатной группы от аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ ) на креатин , называется АТФ: креатин — фосфотрансфераза]. Ряд Т. получен в кристаллическом виде.