Maybaygiare.org

Blog Network

de underlige måder ekstraordinære forskere lavede syntetiske elementer

det periodiske system fejrer sit 150-års jubilæum i år og indeholder i øjeblikket 118 kemiske elementer. Der er dog ingen naturligt forekommende grundstoffer ud over uran (element 92). I stedet blev disse syntetiske elementer (også kendt som transuranelementer) først opdaget i laboratorier.

annonce

Her er fem af de mærkeligste måder, vi har tilføjet vores viden om det kemiske univers.

annonce

det mest berømte syntetiske element blev fundet på et ildelugtende loft. I 1940 skabte to forskere, der arbejdede med en partikelaccelerator ved University of California, Berkeley, et nyt element ved at bombardere en prøve af uran med subatomære partikler kaldet neutroner. Normalt resulterede dette i, at uranatomet eksploderede, men lejlighedsvis ville en neutron komme ind i atomets hjerte – kernen – og blive til en proton. Da antallet af protoner bestemmer det element, du har, ved at tilføje en McMillan og Abelson opdagede element 93.

Dr. McMillan (venstre) og Dr. Glenn Seaborg (højre) peger på et mellemrum på diagrammet (98-CF), der betegner californium Karin bettmann/Getty Images

anden verdenskrig betød, at duoen måtte holde deres opdagelse hemmelig. McMillan forklarede imidlertid sin forskning til en ven, Glenn Seaborg, som var overbevist om, at han kunne skabe det næste element i rækkefølge. I begyndelsen af 1941 arbejdede Seaborgs team i et lille laboratorium gemt i taget på kemiafdelingen. Uran blev opkaldt efter planeten Uranus, så McMillan og Seaborg besluttede også at navngive deres elementer efter planeter i solsystemet: neptunium og plutonium.gennembruddet vandt McMillan og Seaborg Nobelprisen, og plutonium blev brugt til at lave verdens første atombombe. Seaborg huskede dog altid stanken fra alle kemikalierne i sit lille arbejdsområde-hvorfor plutoniums symbol er Pu (tisseå).

Læs mere om fremragende historier om elementer om Videnskabsfokus:

  • det er elementært: Hvordan bliver man en periodisk tabel pub testmester
  • hvilke elementer er i fare for at løbe tør?
2

Einsteinium og fermium – børn af bomben

i 1950 ‘ erne havde Seaborgs team opdaget yderligere fire elementer: americium, curium, berkelium og californium. Desværre blev det stadig vanskeligere at fremstille hvert nyt element og krævede en større koncentration af neutroner. Faktisk var det eneste sted på jorden med nok neutroner, der flyver rundt, kernen i en termonuklear eksplosion. Så det var her holdet besluttede at se.

den 1.November 1952 detonerede USA verdens første brintbombe ved Envetak Atoll i Stillehavet, hvilket forårsagede en eksplosion svarende til 10,4 megaton TNT. Nysgerrig efter, hvad der kunne være indeni, beordrede US Air Force derefter jagerpiloter til at flyve ind i svampeskyen med filtre fastgjort til deres flys vinger i håb om at opsamle atomaffald til test. Det var en farlig opgave, og en pilot, Jimmy Robinson, døde under missionen, da han løb tør for brændstof.

luftvåben løjtnant Merle D. Kimball fra Salt Lake City forklarer apparater, der bruges til at erhverve prøver af stråling under den første detonation af brintbomben på Envetak-atollen på Envetak-atollen på Envetak-atollen på Envetak-atollen på Envetak-atollen på Envetak-atollen på Envetak-atollen/Getty Images
Luftvåbenløjtnant Merle D. Kimball fra Salt Lake City forklarer apparater, der bruges til at erhverve prøver af stråling under den første detonation af brintbomben på envetak-atollen på Envetak-atollen på Envetak-atollen på Envetak-atollen på Envetak-atollen på Envetak-atollen på Envetak-atollen på Envetak-atollen på Envetak-atollen på til USA var Seaborgs hold i stand til at isolere to nye elementer. De besluttede at navngive dem einsteinium og fermium efter Albert Einstein og Enrico Fermi, to af det 20.århundredes største fysikere.

3

Mendelevium – en bil og en brandalarm

i 1955 besluttede Berkeley-teamet, at de havde nok einsteinium (element 99) til at prøve at skyde det direkte med radioaktive alfapartikler (som har to protoner) i deres accelerator. Dette ville danne det uopdagede element 101. Det eneste problem var, at det nye element ville være så ustabilt, at det ville henfalde på få minutter – og deres partikelaccelerator var i bunden af en stejl bakke, mens deres kemilaboratorium var øverst. Der var ingen nem måde at få prøverne til laboratoriet i tide til at bevise, at der var lavet et nyt element.et af Berkeley-teamet, Albert Ghiorso, var kendt for sin usædvanlige måde at løse udfordringer på. Hans Svar var at få fat i det radioaktive stof fra acceleratoren så hurtigt som muligt, smide det i et hætteglas med syre, derefter løbe til en superladet Folkevogn og køre op ad bakken med voldsom hastighed. På kemiafdelingen havde Ghiorso tilsluttet bygningens brandalarm for at slukke, hvis hans Prøve udsendte stråling som bevis for, at han havde oprettet element 101.

Albert Ghiorso ca 1970 Christ Berkeley Laboratory (Public domain), via Commons
Albert Ghiorso ca 1970-ghiorsos midnatskørsler i Beetle blev berygtet omkring campus, men en nat gik brandalarmen flere gange: holdet havde skabt elementet Mendelevium. På trods af sin sejr fandt Ghiorso den næste dag sig i problemer med laboratoriedirektøren. I sin begejstring havde han glemt at løsne brandalarmen, og den var gået ud igen og forårsagede en massevakuering.

Læs mere videnskabshistorie om Videnskabsfokus:

  • tre berømte kemikere, der ændrede vores forståelse af den centrale videnskab
  • Arthur Eddington: relativitetsmesteren
4

Nihonium – den syv-årige ventetid

ikke alle elementer blev oprettet i USA. I det 21.århundrede var både russerne og tyskerne også lykkedes og strakte det periodiske system til 112 elementer. Et andet hold, ledet af K Kurtsuke Morita i RIKEN i Japan, ønskede at blive involveret. Ved at kopiere en teknik, der var banebrydende af sine rivaler, fyrede Morita sine ioner (element 30) ind i et roterende hjul af vismut (element 83) for at fremstille element 113.

først var det japanske hold vellykket og skabte to atomer af elementet i 2004 og 2005. Det internationale samfund var imidlertid ikke overbevist og ønskede, at japanerne skulle producere et andet atom. Her løb Moritas held ud – uanset hvor meget han kørte sit eksperiment, kunne han ikke skabe det endelige atom.

Kosuke Morita smiler, da han peger på et bord, der viser det nye atomelement 113 under en pressekonference, der viser det nye atomelement 113 under en pressekonference figcaption>Kosuke Morita smiler, da han peger på et bord, der viser det nye atomelement 113 under en pressekonference, hvor det japanske hold var tæt på at give op, men i 2011 fik Fukushima-atomkatastrofen elpriserne til at skyrocket over hele landet. Morita blev beordret til at lukke alle eksperimenter undtagen en og besluttede at holde sin jagt på element 113 i live. Det var et godt valg: efter en ventetid på mere end syv år og svarende til 553 kontinuerlige dage, der kørte deres accelerator, producerede det japanske hold et tredje atom. Holdet besluttede at navngive elementet nihonium, efter nihon, det japanske ord for deres hjemland.

5

Tennessine – frem og tilbage

i dag er det førende team for elementopdagelse i Dubna, Rusland, ledet af fysiker Yuri oganessian. Siden 1989 har gruppen indgået et samarbejde med Livermore National Laboratory i Californien, USA, hvilket har ført til oprettelsen af fem elementer. Disse inkluderer den hidtil tungeste opdagede, element 118, der blev navngivet oganesson til ære for holdets leder. Men det var element 117, der forårsagede mest problemer.

Yuri Oganessian deltager i en ceremoni for at markere den officielle anerkendelse af fire nye kemiske grundstoffer 113, 115, 117 og 118, tilføjet til det periodiske system div>

Yuri oganessian deltager i en ceremoni for at markere den officielle anerkendelse af fire nye kemiske grundstoffer 113, 115, 117 og 118, tilføjet til det periodiske system, Karl Nikolai Galkin\TASS via Getty Images

oganessians team gjorde deres opdagelser ved at skyde en neutronrig form af calcium (element 20) i et udvalg af forskellige radioaktive mål. For at fremstille element 117 havde holdet desværre brug for et mål lavet af berkelium (element 97), et element, der kun kan oprettes af to atomreaktorer i verden. Værre, berkelium har ingen kendt brug, så ingen gjorde det – der var simpelthen ikke noget berkelium på jorden for Oganessian at købe.

i 2008 lærte Oganessian, at en af reaktorerne, der ligger ved Oak Ridge National Laboratory i Tennessee, USA, lavede californium: en proces, der også ville skabe lidt berkelium som affaldsprodukt. Oak Ridge-teamet (inklusive Clarice Phelps, den første sorte amerikanske kvinde, der opdagede et element) blev enige om at isolere og rense berkelium og sende det til Rusland på et kommercielt flyselskab, før det forfaldt. Ting gik ikke glat. Holdets papirarbejde var ikke i orden, og prøven blev afvist af tolden to gange – hvilket betyder, at den måtte flyve over Atlanterhavet fem gange, før Oganessian kunne få fat i det.

russerne havde stadig lige nok berkelium til at køre deres eksperiment og skabe element 117. For at fejre besluttede holdet at navngive det tennessine til ære for statens bidrag til det periodiske system.

Superheavy: at lave og bryde det periodiske system af Kit Chapman er tilgængeligt nu (price 16.99, Bloomsbury Sigma)

Superheavy: at lave og bryde det periodiske system af Kit Chapman er tilgængeligt nu (price 16.99, Bloomsbury Sigma)

annonce

følg videnskabsfokus på kvidre, Facebook, Instagram og Flipboard

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.