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奇妙な方法臨時科学者が合成元素を作った

周期表は、今年、その150周年を迎え、現在118の化学元素を備えています。 しかし、ウラン(元素92)を超えて天然に存在する元素は存在しない。 代わりに、これらの合成元素(また、超ウラン元素として知られている)は、最初の実験室で発見されました。

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ここでは、化学宇宙の知識に追加した最も奇妙な方法の5つを紹介します。

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最も有名な合成要素は臭い屋根裏部屋で発見されました。 1940年、カリフォルニア大学バークレー校の素粒子加速器で働いていたエドウィン-マクミランとフィリップ-アベルソンの二人の科学者は、中性子と呼ばれる亜原子粒子でウランのサンプルを砲撃することによって新しい元素を作成した。 通常、これはウラン原子が爆発する結果となったが、時折中性子は、原子の中心に入るだろう–核–と陽子に変わります。 陽子の数があなたが持っている要素を決定するように、1つのMcMillanとAbelsonを追加することによって、要素93を発見しました。

博士エドウィン*マクミラン(左)と博士グレン*シーボーグ(右)californium©Bettmann/Getty Imagesを指定するチャート(98-CF)上のスペースを指しています
エドウィン-マクミラン博士(左)とグレン-シーボーグ博士(右)は、californium©bettmann/getty imagesを指定するチャート(98-cf)上のスペースを指しています

第二次世界大戦は、デュオが彼らの発見を秘密にしなければならなかったことを意味しました。 しかし、マクミランは、彼が順番に次の要素を作成することができると確信していた友人、グレンSeaborg、に彼の研究を説明しました。 1941年初頭、化学部門の屋根に隠れた小さな研究室で働いて、Seaborgのチームは成功しました。 ウランは惑星天王星にちなんで命名されたので、McMillanとSeaborgは太陽系の惑星にも名前を付けることにしました:ネプツニウムとプルトニウム。

ブレークスルーは、マクミランとシーボーグノーベル賞を受賞し、プルトニウムは、世界初の原子爆弾を作るために使用されました。 シーボーグはいつも彼の小さなワークスペース内のすべての化学物質からの悪臭を覚えていたが、プルトニウムのシンボルはPu(pee–eew)である理由である。

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Einsteiniumとfermium-爆弾の子供たち

1950年代までにSeaborgのチームは別の4つの元素を発見しました:americium、curium、berkelium、californium。 残念なことに、それぞれの新しい元素を作ることはますます困難であり、中性子のより高い濃度を必要とした。 実際、十分な中性子が飛んでいる地球上の唯一の場所は、熱核爆発の中心にありました。 そこで、チームはそれを見ることにしました。

1November1952で、米国は太平洋のEnewetak環礁で世界初の水素爆弾を爆発させ、TNTの10.4メガトンに相当する爆発を引き起こしました。 内部にあるかもしれないものに興味があり、米空軍は、その後、テストのために核の破片をすくうことを望んで、彼らの飛行機の翼に取り付けられたフ それは危険な作業であり、一人のパイロット、ジミー-ロビンソンは、彼が燃料を使い果たしたときにミッション中に死亡しました。

空軍中尉メルルD。 ソルトレイクシティのキンボールは、Enewetak環礁の水素爆弾の最初の爆発時に放射線のサンプルを取得するために使用される装置を説明©Bettmann/Getty Images
空軍中尉Merle D.Kimball Of Salt Lake Cityは、Enewetak環礁の水素爆弾の最初の爆発時に放射線のサンプルを取得するために使用される装置を説明©Bettmann/Getty Images

フィルターが出荷された後米国、Seaborgのチームは2つの新しい要素を分離することができました。 彼らは、20世紀の最も偉大な物理学者の2人であるアルベルト・アインシュタインとエンリコ・フェルミにちなんで、einsteiniumとfermiumと命名することにしました。

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Mendelevium-a car and a fire alarm

1955年、バークレーのチームは、加速器に放射性アルファ粒子(二つの陽子を持つ)で直接撮影しようとするのに十分なアインステイニウムエレメント99を持っていることを決定した。 これは、未発見の要素1 0 1を形成するであろう。 唯一の問題は、新しい元素が数分で崩壊するほど不安定になることでした–そして、彼らの化学研究室が上にあった間、彼らの粒子加速器は急な丘の下に 新しい要素が作られたことを証明するために、サンプルを時間内にラボに取得する簡単な方法はありませんでした。

バークレーチームの一人、Albert Ghiorsoは、課題を解決する彼の珍しい方法で知られていました。 彼の答えは、できるだけ早く加速器から放射性物質をつかみ、酸のバイアルに投げ込み、過給されたフォルクスワーゲンビートルに走り、猛烈な速度で丘を駆け上がることでした。 化学部門では、Ghiorsoは、彼のサンプルが彼が元素101を作成したという証拠として放射線を放出した場合、建物の火災警報器を消灯させていました。

Albert Ghiorso ca1970©Lawrence Berkeley Laboratory(Public domain),Via Wikimedia Commons
Albert Ghiorso ca1970©Lawrence Berkeley Laboratory(Public domain),Via Wikimedia Commons
Albert Ghiorso ca1970©Lawrence Berkeley Laboratory(Public domain),Via Wikimedia Commons
Albert Ghiorso ca1970©Lawrence Berkeley)、ウィキメディア-コモンズを介して

ギオルソのビートルでの真夜中の実行は、キャンパスの周りに悪名高いとなったが、ある夜、火災警報が数回オフに 彼の勝利にもかかわらず、次の日Ghiorsoは研究室のディレクターとのトラブルに自分自身を発見しました。 彼の興奮の中で、彼は火災警報器を外すのを忘れていたし、それは再びオフになっていた、大量避難を引き起こしていた。

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ニホニウム-七年の待ち時間

すべての要素が米国で作成されたわけではありません。 21世紀までにロシア人とドイツ人の両方が成功し、周期表を112元素に伸ばしました。 日本の理化学研究所の森田浩介が率いる別のチームが参加したかった。 彼のライバルによって開拓された技術をコピーして、森田は亜鉛イオン(元素30)をビスマス(元素83)の回転する車輪に発射し、元素113を作る。

最初は日本のチームが成功し、2004年と2005年に元素の二つの原子を作成しました。 しかし、国際社会は納得せず、日本人に別の原子を作りたいと思っていました。 ここでは、森田の運が尽きました–彼が彼の実験をいくら実行しても、彼は最終的な原子を作ることができませんでした。

記者会見で新しい原子元素113を表示するボードを指して森田耕介が笑顔©Kazuhiro Nogi/AFP/Getty Images
森田耕介は、ボードを指して笑顔記者会見で新しい原子元素113を表示する©kazuhiro nogi/afp/getty images

日本チームはあきらめに近づいていましたが、2011年の福島原発事故により、全国の電力価格が急騰しました。 森田は一つを除くすべての実験を停止するよう命じられ、要素113のための彼の狩りを生き続けることにしました。 それは良い選択でした:七年以上の待ち時間と彼らの加速器を実行している553連続日に相当する後、日本チームは第三の原子を生産しました。 チームは、彼らの故郷のための日本語の単語であるnihonにちなんで、要素nihoniumに名前を付けることにしました。

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Tennessine-前後

今日、元素発見のための主要なチームは、物理学者ユーリOganessianが率いるロシアのDubnaにあります。 1989年以来、グループは米国カリフォルニア州のローレンス-リバモア国立研究所と提携し、五つの要素の創造につながっています。 これには、チームのリーダーに敬意を表してオガネソンと命名された、これまでに発見された最も重い要素118が含まれています。 しかし、最も問題を引き起こしたのは要素117でした。

ユーリ-オガネシアンは、周期表©Nikolai GalkinTASS Via Getty Imagesに追加された四つの新しい化学元素113、115、117、および118の公式認識をマークする式に出席します
ユーリoganessianは、周期表に追加された四つの新しい化学元素113、115、117、および118の公式認識をマークする式典に出席©nikolai galkin\tass via getty images

oganessianのチームは、中性子が豊富な形 カルシウム(元素20)は、異なる放射性ターゲットの選択に。 残念ながら、要素117を作るために、チームはバークリウム(要素97)、世界の二つの原子炉によってのみ作成することができる要素で作られたターゲットを必要としていました。 さらに悪いことに、berkeliumは知られていない用途を持っていないので、誰もそれを作っていませんでした–Oganessianが購入するための地球上の任意のberkeliumは単にあ

2008年、オガネシアンは、米国テネシー州のオーク-リッジ国立研究所にある原子炉の一つがカリフォルニアを作っていることを知りました。 Oak Ridgeチーム(clarice Phelpsを含む)は、berkeliumを分離して浄化し、それが崩壊する前に商業航空会社でロシアに送ることに同意しました。 物事はスムーズに行かなかった。 チームの書類は順調ではなく、サンプルは税関によって二度拒否されました。

ロシア人はまだ彼らの実験を実行し、要素117を作成するのに十分なberkeliumを持っていました。 記念すべきことに、チームは周期表への州の貢献に敬意を表して、テネシンと命名することにしました。Div>

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