A început cursa descoperirii noilor elemente

Saptamana trecuta am scris despre cum au fost adaugate patru noi elemente in Tabelul Periodic, o situatie incredibila, completand astfel randul al saptelea. In 2012, International Unions of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) si Pure and Applied Physics (IUPAP) au insarcinat cinci savanti independenti sa-si atribuie descoperirea elementelor 113, 115, 117 si 118. Masuratorile au fost facute in laboratoarele Nuclear Physics Accelerator din Rusia si Japonia intre anii 2004 si 2012.

Anul trecut, pe 30 decembrie, IUPAC a anuntat cererile de atribuire a elementelor au fost acceptate. Asta inseamna ca randul sapte din tabelul periodic este complet. Dupa entuziasmul aferent, savantii au dreptul sa le numeasca. Echipa japoneza va numi elementul 113. Echipele rusesti si americane  vor sugera nume pentru 115, 117 si 118. Variantele vor fi analizate de IUPAC si, odata aprobate, vor deveni oficiale.

Pana la descoperiri si numire, toate elementele super-grele pana la 999 au avut nume temporare date de IUPAC. Elementul 113 este cunoscut ca unutrium (Uut), 115 ca unupentium (Uup), 117 ca unuseptium (Uus), iar 118 ca unuoctium (Uuo). Fizicienii s-au rezumat la ale citi cifrele…

Elementele super-grele

Elementele mai grele decat Ruterfordiu (elementul 104) sunt denumite astfel. Nu se gasesc in natura pentru ca apar in urma injumatatii radioactive a altor elemente mai usoare.

Nucleul elementelor super-grele care au fost create artificial au timpi de injumatatire cuprinsi intre cateva nano-secunde si minute. Elemente ceva mai trainice pot fi gasite in centrul „insulei stabilitatii„, un loc unde exista nucleele bogate in neutroni cu durata de viata extrema. In acest moment, izotopii elementelor noi care au fost descoperite se afla pe „tarmul” acestei insule pentru ca nu putem ajunge inca in centrul ei.

Cum apar aceste elemente pe Terra?

Atomii elementelor super-grele sunt creati de fuziunea nucleara. Imagineaza-ti ca unesti doua picaturi de apa. Ele vor forma o picatura mai mare datorita tensiunii de la suprafata lor.

Problema cu fuziunea nucleilor grei este numarul mare de protoni din ambele nuclee. Asta creeaza un camp electric de respingere intens. Un accelerator cu ioni grei trebuie folosit pentru a invinge aceasta repulsie, ciocnind cele doua nuclee si permitandu-le sa se atinga, dar acest lucru nu este suficient pentru ca cele doua nuclee trebuie sa-si modifice forma pentru a forma un nucleu mai mare, cel super-greu. Se pare ca acest lucru se intampla foarte rar, o data la un milion de coliziuni. Mai exista o problema. Se pare ca nucleul super-greu are o perioada de injumatatire aproape instantanee prin fisiune nucleara (rupere). Din nou, aproximativ unul dintr-un milion supravietuieste pentru a deveni un atom super-greu, identificat prin injumatatirea sa radioactiva unica. Procesul crearii unui element super-greu si identificarea lui necesita acceleratoare uriase, separatoare magnetice, detectoare eficiente si mult timp.

Descoperirea celor trei atomi ai elementului 113 i-a luat Japoniei 10 ani, iar asta s-a intamplat dupa ce echipamentul experimental a fost construit.

Includerea Australiei in cursa unor noi elemente

A inceput cursa pentru a produce 119 si 120. Nucleul proiectil Calciu-48 (Ca-48), folosit cu succes pentru a forma cele patru elemente, are prea putini protoni si nu exista alte nuclee tinta cu mai multi protoni. Intrebarea este ce fel de nucleu trebuie folosit ca proiectil in ciocnire.

Pentru a investiga asta, echipa germana a calatorit pana in Australia la National University unde s-au folosit de capacitatile lor experimentale sustinute de programul guvernamental NCRIS pentru a masura caracteristicile fisiunii mai multor reactii nucleare ce ar forma elementul 120. Rezultatele ii va ajuta sa desfasoare experimentele in Germania pentru a forma elemente super-grele.

Este din ce in ce mai clar ca folosind reactii de fuziune nucleara va fi mult mai dificil sa cream elemente dincolo de 118, dar la fel s-au simtit oamenii de stiinta cand, in 1996, au creat elementul 112. Noua abordare cu nucleul proiectil Ca-48 ne-a adus inca 6 elemente de atunci.

[sursa]