Použitie titánového lúča by mohlo vytvoriť zatiaľ neobjavený prvok 120
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 31. 7. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Americkí vedci z Národného laboratória Lawrenca Berkeleyho použili titánový lúč na vytvorenie atómov prvku 116. Nielenže to predstavuje nový spôsob výroby supervzácneho chemického prvku, ale je to dôkaz koncepcie, že by čoskoro mohli potenciálne vytvoriť zatiaľ neobjavený chemický prvok 120, ktorý môže byť stabilný.
Periodická tabuľka usporiada chemické prvky na základe ich atómového čísla alebo počtu protónov, ktoré má každý prvok vo svojom jadre. Zatiaľ čo prvých 94 prvkov z tabuľky sa nachádza v prírode, všetky ťažšie prvky boli vytvorené v laboratóriu spojením existujúcich prvkov dohromady.
Na papieri to znie pomerne jednoducho. Ak chcete prvok s konkrétnym atómovým číslom, stačí rozbiť dva ďalšie prvky, ktoré majú spolu toľko protónov. Napríklad na vytvorenie prvku oganesson, ktorý má 118 protónov, vedci zvyčajne vypália lúč vápnika (s 20 protónmi) na cieľ vyrobený z kalifornia (s 98 protónmi).
Vystreľovanie vápnikového lúča na rôzne ciele je spôsob, akým boli superťažké prvky 112 až 118 prvýkrát syntetizované. Očakáva sa, že viac prvkov leží za okrajom periodickej tabuľky, ale bohužiaľ kalifornium je najťažší prvok, ktorý možno použiť ako cieľ. Tie ďalšie sú totiž príliš nestabilné.
Takže ak sa nedá zmeniť cieľ, treba zmeniť projektil. To je to, čo tím z Národného laboratória Lawrenca Berkeleyho teraz urobil a získal ďalšie dva protóny zvýšením lúča z vápnika na titán, ktorý má 22 protónov. Urobiť to však nie je také jednoduché, ako to znie.
Po prvé, tento proces vyžaduje titán-50, vzácny izotop, ktorý tvorí len asi 5 % všetkého prírodného titánu na Zemi. Ten sa potom zahreje v špecializovanej peci pri teplote 1 649 °C, čím sa titán odparí. Iónový zdroj vytvára plazmu nabitého titánu, ktorú je možné následne spracovať do lúča a vystreliť na cieľ.
Toto je prvýkrát, čo bol pri podobných experimentoch použitý titánový lúč, takže na otestovanie jeho funkčnosti ho tím vystrelil na cieľ vyrobený z plutónia, ktoré má 94 protónov. To vedie k produkcii prvku 116, livermoria. A naozaj, tím zistil nepolapiteľný prvok, aj keď veľmi zriedkavo. Počas 22-dňového experimentu boli vyrobené iba dva atómy látky.
Po zavedení tohto dôkazu o funkčnosti koncepcii tím teraz plánuje použiť titánový lúč na hľadanie predpokladaného prvku 120. Dalo by sa to dosiahnuť vypálením titánu na kalifornium, aj keď sa očakáva, že to bude ešte zriedkavejšie.
„Myslíme si, že vytvorenie prvku 120 bude trvať asi 10-krát dlhšie ako prvku 116,“ povedal Reiner Kruecken, riaditeľ divízie jadrovej vedy v Laboratóriu Berkeley. „Nie je to ľahké, ale teraz sa to zdá uskutočniteľné.“
Ak by bol objavený, predpokladá sa, že prvok 120 (alebo Unbinilium, aby sme použili jeho zástupný názov) je kovom alkalických zemín a bude sedieť v momentálne prázdnom ôsmom riadku periodickej tabuľky vedľa tiež neobjaveného prvku 119.
Najzaujímavejšie však je, že prvok 120 má dobrú šancu byť na „ostrove stability“. Superťažké prvky majú zvyčajne veľmi krátke polčasy rozpadu. To znamená, že sa rozpadajú v priebehu milisekúnd, čo sťažuje ich štúdium a sú v podstate nepraktické pre akékoľvek použitie v reálnom svete. Predpovedalo sa však, že niektoré izotopy týchto prvkov môžu mať správny počet neutrónov na vyváženie celej veci a stabilizáciu na minúty alebo dokonca dni. Ak áno, prvok 120 by preto mohol byť najužitočnejším novým prvkom vytvoreným v pomerne dlhom čase.
Výskumníci by mohli začať s experimentmi už v roku 2025, hoci výroba akýchkoľvek atómov prvku 120 môže trvať ešte niekoľko rokov. Výskum bol nedávno publikovaný v magazíne Physical Review Letters.
