Superraskas 117. alkuaine askeleen lähempänä paikkaa jaksollisessa järjestelmässä

Saksalaisvetoisessa hankkeessa yhdistettiin berkelium- ja kalsium-atomeja raskaammaksi aineeksi.

tiede
Mies seisoo hiukkaskiihdyttimessä.
GSI-tutkimuslaitoksen 120-metrisessä kiihdyttimessä Saksan Darmstadtissa törmäytettiin kalsium-ioneja berkelium-ytimiin uuden alkuaineen valmistamiseksi.A. Zschau/GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

Alkuaineiden jaksollisen järjestelmän täydentyminen uudella superraskaalla alkuaineella on entistä lähempänä kansainvälisen tutkijaryhmän tuoreiden havaintojen myötä. Saksalaisen GSI-tutkimuslaitoksen vetämässä hankkeessa saatiin riippumaton vahvistus alkuaineen numero 117 olemassaololle.

Venäläis-yhdysvaltalainen tutkijaryhmä valmisti ensimmäistä kertaa kyseistä ainetta vuonna 2010 yhdistämällä berkelium- ja kalsium-atomien ytimiä.

72-henkinen kansainvälinen kemistien ja fyysikoiden ryhmä onnistui nyt toisintamaan kokeen ja havaitsemaan superraskaan alkuaineen atomeja. Aineen järjestysluku on 117 eli sen atomien ytimessä on 117 protonia.

117. alkuaine tunnistettiin hajoamistuotteista

Uraania raskaampia alkuaineita on vaikea löytää luonnosta ja ne ovat hyvin epävakaita. Superraskaita aineita voidaan valmistaa vain keinotekoisesti törmäyttämällä kevyempiä atomiytimiä toisiinsa.

Tämä on merkittävä askel kohti "vakaussaarekkeella" sijaitsevien superraskaiden alkuaineiden valmistamista.

Horst Stöcker

Toukokuun alussa julkaistut tulokset saatiin aikaan pommittamalla Saksan Darmstadtissa sijaitsevassa hiukkaskiihdyttimessä berkelium-atomeja kalsium-ioneilla. Berkeliumin järjestysluku jaksollisessa järjestelmässä on 97 ja kalsiumin 20.

Kokeessa syntyneet kaksi uuden alkuaineen atomia jäivät lyhytikäisiksi ja hajosivat sekunnin murto-osissa kevyemmiksi aineiksi. Hajoamisen yhteydessä havaittiin mahdollisesti aiemmin tuntematonta lawrenciumin (järjestysluku 103) 266-isotooppia.

Uuden superraskaan alkuaineen valmistamisen on tehnyt vaivalloiseksi muun muassa se, että kokeessa tarvittavaa radioaktiivista berkeliumia on hyvin työlästä hankkia. Tutkijoiden käyttämä berkelium-249 oli peräisin yhdysvaltalaisesta ydinlaboratoriosta, jossa sitä saatiin tuotettua 1,5 vuoden aika noin 13 millligrammaa. Kyseisen isotoopin puoliintumisaika on vain 330 vuorokautta.

Tavoitteena "vakauden saareke"

– Onnistuneet kokeet alkuaine 117:lla ovat merkittävä askel matkalla kohti "vakaussaarekkeella" sijaitsevien superraskaiden alkuaineiden havaitsemista ja valmistamista, sanoo GSI:n tieteellinen johtaja, professori Horst Stöcker.

Ydinfysiikassa vakaussaarekkeella (siirryt toiseen palveluun) viitataan tutkijoiden pyrkimykseen löytää uusia, hyvin raskaita alkuaineita, jotka hajoaisivat paljon hitaammin kuin muut uraania raskaammat aineet. Näillä aineilla arvellaan olevan useita hyödyllisiä ominaisuuksia.

Uuden, 117. alkuaineen löytymistä ei ole vielä lopullisesti vahvistettu eikä sillä ole virallista nimeä. Työnimenä on ollut "ununseptium". Nimen ja paikan alkuaineiden jaksollisessa järjestelmässä aine saa vasta sen jälkeen, kun kemian ja fysiikan alan kansainväliset tutkijajärjestöt ovat verifioineet tulokset ja antaneet sille siunauksensa.

Tutkimustulokset on julkaistu Physical Review Letter -tiedejulkaisussa.