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.

Paparan 3 matra bagi teori Pulau Kestabilan.

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 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

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	kopernisium	285Cn	29 saat	Isotop kopernisium
113	nihonium	284Nh	0.49 saat	Isotop nihonium
114	flerovium	289Fl	2.6 saat	Isotop flerovium
115	moscovium	288Mc	88 ms	Isotop moscovium
116	livermorium	293Lv	61 ms	Isotop livermorium
117	tennessin	Yet unknown	N/A	Isotop tennessin
118	oganesson	294Og	0.89 ms	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)^[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.