Armbruster Peter Hessberger Fritz Peter - Tworzenie nowych pierwiastków.pdf - świat nauki - joliet_

CYNK

OüîW

Tworzenie

nowych pierwiastkw

W ostatnich latach uzyskano trzy nowe pierwiastki

o liczbach atomowych 110, 111 i 112. W bliskim zasi«gu s kolejne: 113 i 114.

Czy na nich skoÄczy si« juý tablica Mendelejewa?

Peter Armbruster i Fritz Peter Hessberger

ska æcieýka prowadzi do celu.

W tym duchu rozpoczynamy eks-

peryment Ð tworzenie nowych, super-

ci«ýkich pierwiastkw. Trzeba je produ-

kowa wed¸ug ýmudnej i skompliko-

wanej procedury: zderzamy jedne jdra

atomowe z drugimi przy bardzo duýych

pr«dkoæciach i oczekujemy, ýe nastpi

ich fuzja. Otrzymany w ten sposb pro-

dukt jest niezwykle delikatny i na og¸

natychmiast ulega rozpadowi.

Tylko w bardzo szczeglnych warun-

kach nowy pierwiastek b«dzie mia¸ szan-

s« przetrwa faz« produkcji i osign

stabiln konfiguracj«, ktr nazywamy

stanem podstawowym. Jednak nawet

w przypadku, gdy te warunki zostan

spe¸nione, powstaje on w mikroskopij-

nych iloæciach. Aby wytworzy pierwia-

stek 112, najci«ýszy spoærd dotychczas

sztucznie uzyskanych, prowadziliæmy

eksperyment 24 doby bez przerwy i uzy-

skaliæmy dwa atomy 112, ktre ýy¸y

zaledwie mikrosekundy. Kiedy pn

wiosn br. rozpocz«liæmy polowanie na

pierwiastek 113, spodziewaliæmy si«,

ýe cz«stoæ jego powstawania b«dzie

niýsza o czynnik dwa lub trzy. Usi¸o-

waliæmy wobec tego wytworzy go w

eksperymencie trwajcym 42 dni. Nie

znaleliæmy niczego. Wciý zadajemy so-

bie pytanie, dlaczego tak si« sta¸o. Czy

le dobraliæmy energi« zderzeÄ? Czy cz«-

stoæ powstawania jest niýsza, niý prze-

widywaliæmy? A moýe pierwiastek 113

ma jakæ niezwyk¸ w¸asnoæ, ktra spra-

wia, ýe trudno go zarejestrowa za po-

moc aparatury obecnie stosowanej?

Mimo trudnoæci, jakie napotykamy

w produkcji nowych, tak krtko ýyj-

cych pierwiastkw, pytania pozostajce

bez odpowiedzi nie pozwalaj nam za-

rzuci badaÄ. W cigu ostatnich 60 lat

badacze uzyskali 20 pierwiastkw nie

wyst«pujcych w przyrodzie. Ile ich

jeszcze potrafimy wytworzy?

przez innego w¸oskiego fizyka, Enrica

Fermiego. W 1934 roku Fermi, pracuj-

cy wwczas w Universit degli Studi di

Roma la Sapienza, wpad¸ na pomys¸,

ýe moýna by wytwarza nowe pier-

wiastki, bombardujc centraln cz«æ

atomw, czyli ich jdra, neutralnymi

czstkami zwanymi neutronami. Wcho-

dz one w sk¸ad jder atomowych, lecz

pojedynczy neutron potrafi wnikn

w jdro i zosta przez nie wychwy-

cony. Powsta¸e w ten sposb jdro

moýe by stabilne lub radioaktywne.

W tym drugim przypadku w procesie

zwanym rozpadem beta neutron prze-

chodzi w proton, elektron i antyneutri-

no (oboj«tn elektrycznie, praktycznie

bezmasow czstk«, cz«sto powstajc

w rozpadzie jdrowym). W wyniku pro-

cesu wychwycenia neutronu przez j-

dro, a nast«pnie rozpadu beta wzrasta

liczba protonw w jdrze, a zatem i licz-

ba atomowa; powstaj w ten sposb no-

we pierwiastki.

Pomys¸ naæwietlania neutronami j-

der rýnych pierwiastkw podchwyci-

¸y inne grupy badawcze. W 1940 roku

Edwin M. McMillan i Philip H. Abelson,

obaj z University of California w Berke-

ley, odnieæli duýy sukces. Zsyntetyzo-

wali na tamtejszym cyklotronie w wyni-

ku naæwietlaÄ neutronami pierwiastek

o liczbie atomowej 93, czyli kolejny po-

Sztuczne pierwiastki

W 1936 fizyk Emilio G. Segr` praco-

wa¸ przy cyklotronie w Berkeley (Kali-

fornia) w laboratorium swego przyjacie-

la Ernesta O. LawrenceÕa. Segr` naæwietli¸

prbk« molibdenu czstkami zwanymi

deuteronami, a nast«pnie zabra¸ j do sie-

bie do Uniwersytetu w Palermo. Tam

odkry¸ pierwszy wytworzony przez cz¸o-

wieka pierwiastek, technet, o liczbie ato-

mowej 43. (Liczba atomowa oznacza nu-

mer pierwiastka w uk¸adzie okresowym,

rwny liczbie dodatnio na¸adowanych

czstek, czyli protonw, ktre znajduj

si« wewntrz jdra atomowego.)

Do wytworzenia technetu zainspiro-

wa¸y go eksperymenty prowadzone

56 å WIAT N AUKI Listopad 1998

T o jest jak labirynt: tylko jedna w-

NEUTRON

CZSTKA ALFA

(2 NEUTRONY

ORAZ 2 PROTONY)

PIERWIASTEK 112

PIERWIASTEK 110

PIERWIASTEK 112 powstaje, kiedy jdro cynku ude-

rza w jdro o¸owiu z si¸ wystarczajc na pokona-

nie naturalnego odpychania dwu dodatnio na¸ado-

wanych jder ( a ). Nast«puje synteza obu jder ( b )

w jedno, ktre jest bardzo niestabilne. Natychmiast

uwalnia ono jeden neutron, w wyniku czego powsta-

je izotop 277 pierwiastka 112 ( c ). Nowy pierwiastek

ýyje kilkaset mikrosekund, po czym dochodzi do je-

go radioaktywnego rozpadu z nast«pujcymi pier-

wiastkami potomnymi w ¸aÄcuchu ( dÐi ): pierwiastek

110, has, seaborg, rutherford, nobel i ferm.

HAS

SEABORG

wychwytu neutronu i rozpadu beta;

uzyskane iloæci s jednak bardzo rý-

ne. Obecnie æwiatowy zapas plutonu

wynosi ponad 1000 ton (10 30 atomw),

fermu natomiast nigdy nie przekracza¸

bilionowych cz«æci grama (10 10 ato-

mw). Niestety, przepis Fermiego koÄ-

czy si« na fermie Ð poza tym punktem

nie zachodzi rozpad beta, tak wi«c na-

st«pne pierwiastki nie mog by wy-

twarzane t technik. Potrzebne by¸o za-

tem nowe podejæcie.

RUTHERFORD

wyýej uranu, najci«ý-

szego znanego ww-

czas pierwiastka

wyst«pujcego w

przyrodzie. (Sto-

sownie do tego

pierwiastek 93 zo-

sta¸ nazwany nep-

tunem, poniewaý Ne-

ptun jest nast«pn pla-

net za Uranem.) W latach

czterdziestych i pi«dziesitych grupa

Amerykanw Ð skupiona wok¸ Glen-

na T. Seaborga z Lawrence Berkeley Na-

tional Laboratory Ð kontynuujc prac«

naukow podj«t w czasie wojny do-

tyczc badaÄ nad broni jdrow, od-

kry¸a szereg nowych pierwiastkw: plu-

ton (o liczbie atomowej 94), ameryk (95),

kiur (96), berkel (97), kaliforn (98), ein-

stein (99) i ferm (100).

Te osiem pierwiastkw wytwarza si«

w mierzalnych iloæciach, stosujc zapro-

ponowane przez Fermiego po¸czenie

Mi«dzynarodowa rywalizacja

Metoda, ktra sama si« narzuca¸a, po-

lega¸a na zderzaniu przy bardzo duýych

pr«dkoæciach lekkich pierwiastkw, ta-

kich jak w«giel (liczba atomowa 6), azot

(7) lub tlen (8) z transuranowcami Ð od

plutonu (94) po einstein (99) Ð w nadziei,

ýe energia zderzenia spowoduje fuzj«

dwu jder i powstanie jeszcze ci«ýszych

pierwiastkw. Ogromne trudnoæci prak-

tyczne, ktre pojawi¸y si« podczas prb

zderzania ze sob dwch jder, by¸y nie

lada wyzwaniem badawczym.

Aby mc przeprowadzi te ekspery-

menty, naukowcy ulepszyli istniejc

technologi« (mianowicie cyklotron) i po

raz pierwszy zbudowali liniowe akcele-

ratory. Te urzdzenia pozwalaj przy-

spiesza wizki jonw o duýej intensyw-

noæci do dobrze okreælonych energii.

NOBEL

FERM

å WIAT N AUKI Listopad 1998 57

WYSIüEK ZESPOüOWY jest nieodzowny w tworzeniu no-

wych pierwiastkw. Autorzy artyku¸u sfotografowani tu zo-

stali z zespo¸em, ktry wyprodukowa¸ pierwiastek 112, do-

tychczas najci«ýszy spoærd sztucznie otrzymanych. Peter

Armbruster stoi trzeci od lewej w pierwszym rz«dzie. Fritz

Peter Hessberger stoi w tylnym rz«dzie najbardziej na lewo.

stadcie, niemieccy chemi-

cy i fizycy zacz«li ucze-

stniczy w badaniach, kt-

re do tej pory by¸y wy-

¸czn domen badaczy

amerykaÄskich i radziec-

kich. Kilka lat pniej,

w roku 1975, w GSI za-

cz¸ dzia¸a akcelerator

ci«ýkich jonw UNILAC

(Universal Linear Acce-

lerator), ktrego inicjato-

rem budowy by¸ Chri-

stoph Schmelzer z Uni-

wersytetu w Heidelber-

gu (pierwszy dyrektor

Instytutu).

Ta nowoczesna maszy-

na po raz pierwszy umoý-

liwi¸a przyspieszanie wszy-

stkich rodzajw jonw,

w tym uranu, do okreælo-

nej, wymaganej energii,

pozwalajc na duý swo-

bod« w doprowadzeniu

do syntezy dwu jder.

Jednym z g¸wnych ce-

lw stawianych badaczom pracujcym

z akceleratorem UNILAC by¸o wytwo-

rzenie pierwiastkw o liczbie atomowej

od 107 do co najmniej 114 Ð nazywanych

superci«ýkimi pierwiastkami. Dlaczego

naukowcom zaleýy akurat na pierwiast-

ku 114? Wed¸ug obliczeÄ teoretycznych

powinien on by szczeglnie trwa¸y, po-

niewaý jego jdro, jak nazywaj to fizy-

cy, ma zamkni«t pow¸ok«.

W 1948 roku Otto Haxel, J. Hans D.

Jensen i Hans E. Suess z Carl-Ruprecht

Universitt w Heidelbergu, jak rwnieý

Maria Goeppert-Mayer z Argonne Na-

tional Laboratory zauwaýyli interesuj-

ce regularnoæci dla liczb neutronw

i protonw znajdujcych si« w jdrach

atomowych: niektre kombinacje liczb

tych dwu subatomowych czstek da-

wa¸y jdra, ktre by¸y znacznie stabil-

niejsze niý ssiednie. Podobne regular-

noæci zaobserwowano teý wczeæniej dla

liczb elektronw w atomach Ð pewne

specyficzne zestawy elektronw dawa-

¸y pierwiastki chemicznie nieaktywne.

Naukowcy stwierdzili, ýe wiýe si« to

ze sposobem, w jaki elektrony zape¸nia-

j kolejne pow¸oki energetyczne otacza-

jce jdra atomowe. Niektre pow¸oki

zawieraj tylko dwa elektrony, podczas

gdy inne mog ich mie nawet 14. Bada-

cze stwierdzili, ýe najbardziej nieaktyw-

ne pierwiastki Ð nie oddzia¸ujce chemicz-

nie gazy szlachetne Ð maj najbardziej

zewn«trzn pow¸ok« ca¸kowicie zape¸-

nion lub jak to nazwali, ãzamkni«tÓ.

Wykorzystujc pomys¸ zape¸niania

pow¸ok elektronowych, Goeppert-Ma-

yer oraz niezaleýnie Jensen rozwin«li

model pow¸okowy jdra atomowego

i pokazali, ile potrzeba neutronw i pro-

tonw, by utworzy¸y si« zamkni«te po-

w¸oki. Za to odkrycie w 1963 roku obo-

je otrzymali Nagrod« Nobla z fizyki.

Dla kaýdego atomu danego pierwiast-

ka liczba protonw w jdrze pozostaje ta

sama. Mog jednak istnie rozmaite od-

miany niektrych pierwiastkw Ð izo-

topy, z ktrych kaýdy ma inn liczb«

neutronw w jdrze. Izotopy rozrýnia

si« za pomoc tzw. liczby masowej, rw-

nej sumie liczb protonw i neutronw

w jdrze. Do stabilnych izotopw z wy-

jtkowo trwa¸ymi jdrami naleý wapÄ

40 (20 protonw i 20 neutronw), wapÄ

48 (20 protonw i 28 neutronw) oraz

o¸w 208 (82 protony i 126 neutronw).

Zamkni«t pow¸ok« powinien teý mie

jeden izotop pierwiastka 114 ze 114 pro-

tonami i 184 neutronami. Pierwiastki s-

siadujce z tymi o zamkni«tych pow¸o-

kach fizycy nazwali pierwiastkami na

ãwyspie stabilnoæciÓ Ð w morzu innych,

niestabilnych jder.

Gdy tylko UNILAC zacz¸ funkcjo-

nowa, niezwykle ekscytowa¸y nas roz-

waýania, czy uda si« osign t« wysp«

stabilnoæci. Z pocztku wszystko wy-

glda¸o obiecujco. Teoretycy zapew-

niali, ýe zgodnie z obliczeniami po¸o-

wiczne czasy ýycia pierwiastkw w

pobliýu 114 powinny by d¸ugie, rz«du

miliardw lat, czyli porwnywalne z po-

¸owicznymi czasami ýycia niektrych

lýejszych pierwiastkw, jak uran czy tor.

(Po¸owiczny czas ýycia izotopu to czas

potrzebny na to, aby po¸owa danej licz-

by atomw uleg¸a rozpadowi radio-

aktywnemu.) Spodziewaliæmy si«, ýe

wyprodukujemy znaczne iloæci super-

ci«ýkich pierwiastkw Ð uzyskujc w

ten sposb nowe materia¸y do badaÄ

dla chemikw oraz nowe atomy dla fi-

zykw atomowych i jdrowych.

Na pocztku lat osiemdziesitych sta-

¸o si« jasne, ýe produkcja superci«ýkich

pierwiastkw z okolicy pierwiastka 114

nie pjdzie tak ¸atwo. Zawiod¸y wszyst-

kie prby zsyntetyzowania ich z zasto-

sowaniem rozmaitych kombinacji poci-

skw i tarcz w reakcjach jdrowych.

Dalsze wysi¸ki znalezienia tych pier-

wiastkw w przyrodzie rwnieý pro-

wadzi¸y do nikd.

Stosowanie pierwiastkw transurano-

wych oznacza¸o, ýe ta technika wyma-

ga¸a dost«pu do wielkich reaktorw j-

drowych, czyli mog¸a by wprowadzona

tylko w krajach posiadajcych broÄ j-

drow. W rezultacie w okresie zimnej

wojny dwa zaangaýowane w badania

oærodki naukowe Ð Lawrence Berkeley

National Laboratory w Stanach Zjedno-

czonych i Zjednoczony Instytut BadaÄ

Jdrowych (ZIBJ) w Dubnej w Rosji Ð ry-

walizowa¸y ze sob nie tylko naukowo,

ale teý politycznie.

Do roku 1955 grupa z Berkeley wy-

produkowa¸a pierwiastek 101, mende-

lew, w wyniku fuzji helu (pierwiastek

o liczbie atomowej 2) i einsteinu (99).

W latach 1958Ð1974 obie grupy wytwo-

rzy¸y pierwiastki: nobel (102), lorens

(103), rutherford (104), dubn (105) i

seaborg (106). By¸ to okres tak wielkie-

go napi«cia, ýe Stany Zjednoczone i Ro-

sja wciý spieraj si« o to, kto pierwszy

odkry¸ te pierwiastki oraz jak powinny

si« nazywa. Wymienione tu nazwy od-

powiadaj tym, ktre uznawane s

przez Mi«dzynarodow Uni« Chemii

Czystej i Stosowanej (International

Union of Pure and Applied Chemistry)

[ tabela na stronie 60 ].

Po wytworzeniu pierwiastka 106 na-

ukowcy natrafili na kolejn przeszkod«:

standardowa technika fuzji nie nadawa-

¸a si« do produkcji dalszych nowych

pierwiastkw. W tym czasie do wyæci-

gu w¸czy¸y si« Niemcy. Wraz z powsta-

niem w grudniu 1969 roku Gesellschaft

fr Schwerionenforschung (GSI Ð Insty-

tutu BadaÄ Ci«ýkich Jonw) w Darm-

Zimna fuzja

Kiedy dowiedzieliæmy si« o waýnym

odkryciu, ktrego w 1974 roku doko-

nali Jurij Oganessian i jego partner Alek-

sandr Demin na urzdzeniu w Dubnej,

pos¸uýyliæmy si« ich now strategi

w GSI do produkcji superci«ýkich pier-

wiastkw. Oganessian i Demin bombar-

dowali tarcz« zrobion z o¸owiu (pier-

58 å WIAT N AUKI Listopad 1998

wiastek 82) jonami argonu (18) i produ-

kowali pierwiastek o liczbie atomowej

100, czyli ferm. Oganessian zauwaýy¸,

ýe w procesie tym æwieýo powsta¸e j-

dra podgrzewa¸y si« znacznie s¸abiej niý

podczas wyýej energetycznych zderzeÄ

potrzebnych przy naæwietlaniu naj-

ci«ýszych izotopw transuranowych

bardzo lekkimi jonami, jak to zwykle

dotd robiono. Z powodu tej niýszej

energii wzbudzenia Ð wnioskowa¸ Oga-

nessian Ð duýo wi«cej jder przeýywa¸o

proces syntezy i nie ulega¸o nast«pnie

rozszczepieniu i rozpadowi.

Zainteresowaliæmy si« w GSI t techni-

k; nazwaliæmy j ãzimnÓ fuzj z uwa-

gi na niýsz energi« wzbudzenia, a za-

tem i na mniejsze podgrzanie jdra w

wyniku tej procedury. (Ta metoda nie

ma oczywiæcie nic wsplnego z dysku-

sj sprzed kilku lat o rzekomej fuzji ato-

mw deuteru, zachodzcej w probwce

w temperaturze pokojowej.) Badacze

z Berkeley uznali zimn fuzj« za cieka-

wostk« i nie potraktowali jej powaýnie,

podczas gdy dla nas by¸a to jedyna szan-

sa wejæcia w t« dziedzin« badaÄ. Przede

wszystkim wyjæciowe materia¸y, o¸w i

bizmut, s ¸atwo dost«pne w przyrodzie

i nie trzeba ich by¸o produkowa w re-

aktorach jdrowych. Ponadto konstruk-

cja akceleratora UNILAC pozwala¸a na

uýywanie wszystkich rodzajw jonw

jako pociskw i na zmian« ich energii ma-

¸ymi krokami, tak ýe ¸atwo by¸o powtr-

nie uzyska jej dowoln wartoæ.

Dysponowaliæmy teý odpowiednim

urzdzeniem do oddzielania i rejestro-

wania produktw pochodzcych z re-

akcji syntezy. Poniewaý UNILAC by¸

budowany w GSI, Gottfried Mnzen-

berg kierowa¸ zespo¸em z¸oýonym z na-

ukowcw z GSI i z II Physikalisches In-

stitut w Justus Liebig Universitt Giessen

w Niemczech, ktry zbudowa¸ w tym

w¸aænie celu specjalny filtr, zwany sepa-

ratorem produktw reakcji ci«ýkich jo-

nw (SHIP). Usuwa on jony pociskw

i niechciane produkty uboczne reakcji

fuzji, ogniskujc wydajnie poýdane pro-

dukty w detektorze, ktry pozwala je zi-

dentyfikowa na podstawie produktw

ich radioaktywnego rozpadu.

wymaga b«dzie ulepszenia naszych

technik doæwiadczalnych. Aby na przy-

k¸ad otrzyma pojedynczy atom pier-

wiastka 109 (meitner), akcelerator mu-

sia¸ pracowa przez dwa tygodnie. Poza

tym moýliwoæ wyprodukowania tych

superci«ýkich pierwiastkw spada o

czynnik trzy dla kaýdego nowego do-

datku do uk¸adu okresowego, czynic

ich detekcj« coraz trudniejsz.

Mimo tych potencjalnych trudnoæci na-

dal stosowaliæmy metod«, ktra spraw-

dzi¸a si« nam w przesz¸oæci. Zespo¸y

z Berkeley i Dubnej wrci¸y do po-

przedniej metody ãgorcejÓ fuzji, tak

wi«c przynajmniej nie mieliæmy w tym

czasie konkurencji. Poprzez wprowa-

dzenie szeregu zmian w konstrukcji

akceleratora UNILAC uda¸o nam si«

potroi intensywnoæ wizki jonw.

Zwi«kszyliæmy teý o czynnik trzy czu-

¸oæ filtrujcego urzdzenia SHIP. Wre-

szcie nasz kolega Sigurd Hofmann zbu-

dowa¸ nowy uk¸ad detekcyjny o wi«k-

szej czu¸oæci.

Zmieni¸ si« teý troch« nasz zesp¸.

Do pierwotnej grupy (my dwaj, Hof-

mann, Mnzenberg, Helmut Folger,

Matti E. Leino, Victor Ninov i Hans-Jo-

achim Schtt) do¸czy¸a nowa ekipa:

Andriej G. Popeko, Aleksandr V. Jere-

min i Andriej N. Andriejew z Labora-

torium Florowa Reakcji Jdrowych w

Dubnej, jak rwnieý Stefan Saro i Ru-

Pierwiastek 107 i dalsze

Na pocztku lat osiemdziesitych

nasza grupa zdo¸a¸a przekonywujco

udowodni, ýe metoda zimnej fuzji

dzia¸a: zidentyfikowaliæmy bohr (pier-

wiastek 107), has (108) i meitner (109).

Wkrtce potem opisaliæmy nasz tech-

nik« na tych ¸amach [patrz: Peter Arm-

bruster i Gottfried Mnzenberg, ãCre-

ating Superheavy ElementsÓ; Scientific

American , maj 1989].

Osignwszy sukces, stwierdziliæmy

jednak, ýe wytworzenie pierwiastka 110

TARCZA

KOüOWA

Kiedy wizka jonw opuæci ko¸ow tarcz«, w ktrej w wyni-

ku syntezy formowane s nowe pierwiastki, przechodzi

przez szereg magnesw skupiajcych oraz elektrosta-

tycznych i magnetycznych urzdzeÄ odchylajcych.

WIZKA JONîW

MAGNESY

SKUPIAJCE

ELEKTROSTATYCZNE

URZDZENIA ODCHYLAJCE

MAGNETYCZNE

URZDZENIA ODCHYLAJCE

POCHüANIACZ WIZKI

ELEKTROSTATYCZNE

URZDZENIA ODCHYLAJCE

Wizka przechodzi nast«pnie przez dodatkowe urzdzenia

odchylajce i magnesy, ktre kieruj jdra do uk¸adu

trzech detektorw. S¸uý one do pomiaru rýnych

wielkoæci charakteryzujcych jdra powsta¸e na

skutek fuzji. Znajomoæ takich czynnikw, jak

pr«dkoæ i produkty radioaktywnego roz-

padu, pozwala naukowcom zidenty-

fikowa wytworzony pierwiastek.

Te urzdzenia kieruj nie spe¸-

niajce warunkw eksperymentu

jony na zewntrz toru wizki, pozo-

stawiajc tylko poýdane produkty fuzji.

MAGNESY

SKUPIAJCE

APARATURA FILTRUJCA pozwala ba-

daczom z GSI izolowa jdra superci«ýkich

atomw. Jak wida na zdj«ciu, urzdzenie

to zajmuje ca¸y pokj.

MAGNES

DETEKTORY PR¢DKOåCI

DETEKTOR KRZEMOWY

DETEKTOR

PROMIENIOWANIA GAMMA

Polityka nazewnictwa

S pr o to, kto stworzy¸ pierwiastki 102 do 109, wywo¸a¸ æwiato-

nych przez swoich odkrywcw). Lista nazw zaproponowana przez

CNIC nie zaýegna¸a sporu, ale wr«cz go zaogni¸a. W ubieg¸ym

roku IUPAC poprosi¸a chemikw z ca¸ego æwiata o komentarze

w tej sprawie i w sierpniu 1997 roku ustali¸a ostateczne nazwy

podane poniýej. Pierwiastki od 110 do 112 nie zosta¸y jeszcze

oficjalnie nazwane.

PIERWIASTEK

ODKRYWCA LUB ODKRYWCY

NAZWA (proponowana przez)

OFICJALNA NAZWA (symbol chemiczny)

102

Pierwsze zg¸oszenie: Instytut

Joliot (Dubna)

Nobel (No); na czeæ Alfreda Nobla,

Nobla w Sztokholmie, Szwecja

Nobel (Instytut Nobla, CNIC)

szwedzkiego wynalazcy i fundatora Nagrd Nobla

Dodatkowe zg¸oszenia:

University of California,

Berkeley; ZIBJ, Dubna, Rosja

103

Sporny: zespo¸y z Dubnej

Lorens (Berkeley, CNIC)

Lorens (Lr); na czeæ Ernesta O. LawrenceÕa,

i z Berkeley zg¸aszaj pierwszeÄstwo

wynalazcy cyklotronu

104

Sporny: zespo¸y z Dubnej

Dubn (CNIC)

Rutherford (Rf); na czeæ urodzonego na Nowej

i z Berkeley zg¸aszaj pierwszeÄstwo

Kurczatow (Dubna)

Zelandii fizyka Ernesta Rutherforda, ktrego

Rutherford (Berkeley)

prace mia¸y podstawowe znaczenie dla

zrozumienia budowy jdra atomowego

105

Sporny: zespo¸y z Dubnej

Hahn (Berkeley)

Dubn (Db); na czeæ laboratorium w Dubnej

i z Berkeley zg¸aszaj pierwszeÄstwo

Joliot (CNIC)

Nielsbohr (Dubna)

106

Berkeley (bezsporny)

Rutherford (CNIC)

Seaborg (Sb); na czeæ Glenna T. Seaborga,

Seaborg (Berkeley)

amerykaÄskiego chemika, wsp¸odkrywcy

11 sztucznie wytworzonych pierwiastkw

107

GSI, Darmstadt, Niemcy (bezsporny)

Bohr (CNIC)

Bohr (Bh); na czeæ duÄskiego fizyka Nielsa

Nielsbohr (GSI)

Bohra, ktrego badania znaczco przyczyni¸y si«

do wsp¸czesnego zrozumienia budowy atomu

108

GSI (bezsporny)

Hahn (CNIC)

Has (Hs); na czeæ landu Hesja,

Has (GSI)

w ktrym leýy Darmstadt

109

GSI (bezsporny)

Meitner (GSI, CNIC)

Meitner (Mt); na czeæ Lise Meitner,

austriackiej fizyczki, ktra pierwsza wysun«¸a

koncepcj« rozszczepienia jdra atomowego

dolf Janik z Uniwersytetu J. A. Komen-

skiego w Bratys¸awie w S¸owacji. Od

1973 roku pozostawaliæmy w bliskim

kontakcie z zespo¸em dubieÄskim, ale

dopiero zmiany polityczne pozwoli¸y

tamtejszym naukowcom bezpoærednio

z nami wsp¸pracowa.

Kiedy wznowiliæmy dzia¸anie UNILAC

w 1993 roku, wykonaliæmy szereg ekspe-

rymentw testowych z wizkami argo-

nu 40 (pierwiastek 18) i tytanu 50 (pier-

wiastek 22), ktre s¸uýy¸y do produkcji

rýnych izotopw mendelewu i ruther-

fordu. Prowadziliæmy teý testy majce

na celu w¸aæciwy dobr energii przy wy-

twarzaniu pierwiastka 110. Wszystkie

te prby dowiod¸y, ýe nasze ulepszenia

by¸y trafne: zarwno intensywnoæ wiz-

ki, jak i czu¸oæ detektora zdecydowa-

nie wzros¸y.

Po trwajcej ponad 10 lat przerwie 9

listopada 1994 roku mogliæmy w koÄcu

zidentyfikowa produkty rozpadu nie-

znanego wczeæniej pierwiastka: w wy-

niku syntezy o¸owiu 208 (pierwiastek 82)

i niklu 62 (pierwiastek 28) utworzone zo-

sta¸o nowe jdro o liczbie masowej 270,

zawierajce 110 protonw. To jdro na-

tychmiast wystrzeli¸o jeden neutron, da-

jc izotop 269 pierwiastka 110. Nowy izo-

top mia¸ czas po¸owicznego rozpadu

170 µs; zmierzyliæmy go, æledzc rozpad

jdra na produkty potomne. W tym przy-

padku jdro wystrzeli¸o seri« czterech

czstek alfa Ð kaýd b«dc jdrem helu

o dwu neutronach i dwu protonach Ð

tworzc jako produkt potomny izotop

257 rutherfordu (pierwiastka 104). W ko-

lejnych eksperymentach wytworzyliæmy

teý izotop 271 pierwiastka 110. Ten izo-

top okaza¸ si« ¸atwiejszy do wyprodu-

kowania, poniewaý cz«stoæ jego wy-

twarzania by¸a cztery razy wi«ksza niý

izotopu 257.

Mniej wi«cej miesic pniej, 17 grud-

nia 1994 roku, w 25 rocznic« powstania

GSI, odkryliæmy pierwiastek 111 po na-

æwietleniu bizmutu 209 niklem 64. Ten

eksperyment w sposb istotny potwier-

dzi¸ teori« pow¸ok jdrowych. Zgodnie

z ni dwa z produktw rozpadu pier-

wiastka 111 (izotop 268 meitneru i izo-

top 264 bohru) okaza¸y si« bardziej sta-

bilne niý wczeæniej zaobserwowane

lýejsze izotopy tych pierwiastkw.

W nast«pnym cyklu eksperymentw

zaplanowaliæmy zastosowanie bogatego

w neutrony cynku 70 jako pocisku, ma-

jc nadziej« na wytworzenie pierwiast-

kw 112 i 113. W lutym 1996 roku uda-

¸o nam si« wyprodukowa pierwiastek

112, najci«ýszy, jaki kiedykolwiek zo-

sta¸ wytworzony w laboratorium.

Uzyskaliæmy jednak mniejsz jego

iloæ, niý si« spodziewaliæmy; jak wyýej

wspomniano, wytworzyliæmy dwa ato-

my w cigu 24 dni. Czas po¸owicznego

rozpadu izotopu pierwiastka 112 wy-

nosi¸ 240 µs. Potrafiliæmy zidentyfiko-

60 å WIAT N AUKI Listopad 1998

w polemik« dotyczc ich nazw. W 1994 roku Mi«dzynarodo-

wa Unia Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) powo¸a¸a Komisj«

Nomenklatury Chemii Nieorganicznej (Commission on Nomenc-

lature of Inorganic Chemistry Ð CNIC) do ustalenia oficjalnych

nazw tych pierwiastkw (wiele z nich zosta¸o nieformalnie ochrzczo-

Armbruster Peter Hessberger Fritz Peter - Tworzenie nowych pierwiastków.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: