a furcsa módon rendkívüli tudósok szintetikus elemek

a periódusos ünnepli 150. évfordulóját ebben az évben, és jelenleg tartalmaz 118 kémiai elemek. Az uránon kívül azonban nincsenek természetben előforduló elemek (92.elem). Ehelyett ezeket a szintetikus elemeket (más néven transzurán elemeket) először laboratóriumokban fedezték fel.

íme az öt legfurcsább módszer, amellyel kiegészítettük a kémiai univerzum ismereteit.

a leghíresebb szintetikus elemet egy büdös padláson találták. 1940-ben Edwin McMillan és Philip Abelson, két tudós, akik a kaliforniai Berkeley Egyetem részecskegyorsítójával dolgoztak, új elemet hoztak létre azáltal, hogy egy uránmintát neutronoknak nevezett szubatomi részecskékkel bombáztak. Ez általában azt eredményezte, hogy az urán atom felrobbant, de alkalmanként egy neutron bejutott az atom szívébe – a magba–, és protonná változott. Mivel a protonok száma határozza meg az elem van, hozzáadásával egy McMillan és Abelson felfedezett elem 93.

a második világháború azt jelentette, hogy a duónak titokban kellett tartania felfedezését. McMillan azonban elmagyarázta kutatását egy barátjának, Glenn Seaborg-nak, aki meg volt győződve arról, hogy képes egymás után létrehozni a következő elemet. 1941 elején, a kémiai osztály tetején elhelyezett kis laboratóriumban dolgozott, Seaborg csapatának sikerült. Az uránt az Uránusz bolygóról nevezték el, ezért McMillan és Seaborg úgy döntöttek, hogy elemeiket a naprendszer bolygóiról is elnevezik: a neptuniumról és a plutóniumról.

az áttörés elnyerte McMillan és Seaborg Nobel-díját, és plutóniumot használtak a világ első atombombájának elkészítéséhez. Seaborg azonban mindig emlékezett az apró munkaterületén található összes vegyi anyag bűzére-ezért a plutónium szimbóluma Pu (pee-eew).

Read more about kiváló történetek az elemekről a tudomány fókuszában:

• ez elemi: hogyan válhat periódusos pub kvíz bajnok
• mely elemek vannak veszélyben, hogy elfogynak?

Az 1950-es évekre Seaborg csapata további négy elemet fedezett fel: americium, curium, berkelium és californium. Sajnos minden új elem elkészítése egyre nehezebb volt, és nagyobb neutronkoncentrációt igényelt. Valójában az egyetlen hely a Földön, ahol elegendő neutron repült körül, a termonukleáris robbanás középpontjában állt. Tehát ez az, ahol a csapat úgy döntött, hogy vizsgálja meg.

november 1-jén 1952-ben az Egyesült Államok felrobbantotta a világ első hidrogénbombáját az Enewetak Atollon a Csendes-óceánon, ami 10,4 megatonna TNT-nek megfelelő robbanást okozott. Kíváncsi, hogy mi lehet benne, az amerikai légierő ezután megparancsolta a vadászpilótáknak, hogy repüljenek a gombafelhőbe a repülőgépek szárnyaihoz rögzített szűrőkkel, remélve, hogy nukleáris törmeléket gyűjtenek tesztelésre. Veszélyes feladat volt, és az egyik pilóta, Jimmy Robinson meghalt a küldetés során, amikor elfogyott az üzemanyaga.

miután a szűrők szállították a hidrogén bomba, a Az Egyesült Államok számára Seaborg csapata két új elemet tudott elkülöníteni. Úgy döntöttek, hogy einsteiniumnak és fermiumnak nevezik őket Albert Einstein és Enrico Fermi, a 20. század két legnagyobb fizikusa után.

1955-ben a Berkeley csapat úgy döntött, hogy elegendő einsteinium (99-es elem) van ahhoz, hogy közvetlenül radioaktív alfa részecskékkel (amelyeknek két protonja van) a gyorsítójukban. Ez képezné a felfedezetlen 101 elemet. Az egyetlen probléma az volt, hogy az új elem annyira instabil, hogy percek alatt lebomlik – és a részecskegyorsítójuk egy meredek domb alján volt, míg a kémiai laboratóriumuk a tetején volt. Nem volt egyszerű módja annak, hogy a mintákat időben eljuttassák a laboratóriumba, hogy bebizonyítsák, hogy új elem készült.

a Berkeley egyik csapata, Albert Ghiorso ismert volt a kihívások megoldásának szokatlan módjáról. A válasz az volt, hogy a radioaktív anyagot a gyorsítóból minél hamarabb ki kell venni, egy üveg savba kell dobni, majd egy feltöltött Volkswagen Beetle-hez kell rohanni, és nyaktörő sebességgel felhajtani a dombra. A kémiai osztályon Ghiorso bekapcsolta az épület tűzjelzőjét, hogy megszólaljon, ha a mintája sugárzást bocsátott ki annak bizonyítékaként, hogy létrehozta a 101-es elemet.

Ghiorso éjféli futása a bogárban hírhedtté vált az egyetem körül, de egy éjszaka a tűzjelző többször megszólalt: a csapat létrehozta a mendelevium elemet. Győzelme ellenére másnap Ghiorso bajba került a labor igazgatójával. Izgalmában elfelejtette lekapcsolni a tűzjelzőt, és az ismét megszólalt, tömeges evakuálást okozva.

Bővebben science history A Science Focus:

• három híres vegyészek, akik megváltoztatták a megértést a központi tudomány
• Arthur Eddington: a bajnok a relativitás

nem minden elem jött létre az USA-ban. A 21.századra mind az Oroszok, mind a németek sikerrel jártak, a periódusos rendszert 112 elemre húzva. Egy másik csapat, amelyet K. A. Uksuke Morita vezetett a japán RIKENBEN, részt akart venni. A riválisai által úttörő technika másolásával Morita cinkionokat (30. elem) lőtt egy forgó bizmutkerékbe (83.elem), hogy elkészítse a 113. elemet.

először a japán csapat sikeres volt, 2004-ben és 2005-ben létrehozták az elem két atomját. A nemzetközi közösség azonban nem volt meggyőzve, és azt akarta, hogy a japánok egy másik atomot állítsanak elő. Itt Morita szerencséje elfogyott-bármennyire is futtatta a kísérletét, nem tudta létrehozni a végső atomot.

a japán csapat közel állt ahhoz, hogy feladja, de 2011-ben a fukusimai nukleáris katasztrófa miatt a villamosenergia-árak az egekbe szöktek az egész országban. Morita parancsot kapott, hogy egy kivételével állítson le minden kísérletet, és úgy döntött, hogy életben tartja a 113-as elem vadászatát. Jó választás volt: több mint hét év várakozás és 553 nap folyamatos gyorsítás után a japán csapat egy harmadik atomot készített. A csapat úgy döntött, hogy nihonium elemet nevez el, Nihon után, a japán szó hazájukra.

ma az elemfelfedezés vezető csapata az oroszországi Dubnában található, Jurij Oganessian fizikus vezetésével. 1989 óta a csoport együttműködik Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium ban ben Kalifornia, USA, öt elem létrehozásához vezetett. Ezek közé tartozik az eddig felfedezett legnehezebb, a 118-as elem, amelyet oganesson-nak neveztek el a csapat vezetőjének tiszteletére. De a 117-es elem okozta a legtöbb bajt.