de vreemde manieren waarop buitengewone wetenschappers synthetische elementen maakten

het periodiek systeem viert dit jaar zijn 150-jarig bestaan en bevat momenteel 118 chemische elementen. Er zijn echter geen natuurlijk voorkomende elementen buiten uranium (element 92). In plaats daarvan werden deze synthetische elementen (ook bekend als transuranen) voor het eerst ontdekt in laboratoria.

Hier zijn vijf van de vreemdste manieren die we hebben toegevoegd aan onze kennis van het chemische universum.

het beroemdste synthetische element werd gevonden op een stinkende zolder. In 1940 creëerden Edwin McMillan en Philip Abelson, twee wetenschappers die met een deeltjesversneller werken aan de Universiteit van Californië in Berkeley, een nieuw element door een uraniummonster te bombarderen met subatomaire deeltjes, neutronen genaamd. Meestal resulteerde dit in het exploderen van het uraniumatoom, maar af en toe zou een neutron het hart van het atoom – de kern – binnendringen en veranderen in een proton. Als het aantal protonen bepaalt het element dat je hebt, door het toevoegen van een McMillan en Abelson ontdekt element 93.

De tweede wereldoorlog betekende het duo moest houden hun ontdekking van een geheim. McMillan legde zijn onderzoek echter uit aan een vriend, Glenn Seaborg, die ervan overtuigd was dat hij het volgende element in de juiste volgorde kon creëren. Begin 1941, werkend in een klein lab, verscholen in het dak van de scheikundeafdeling, slaagde het team van Seaborg erin. Uranium werd genoemd naar de planeet Uranus, dus McMillan en Seaborg besloten om hun elementen ook naar planeten in het zonnestelsel te vernoemen: neptunium en plutonium.de doorbraak won McMillan en Seaborg de Nobelprijs en plutonium werd gebruikt om ‘ s werelds eerste atoombom te maken. Seaborg herinnerde zich echter altijd de stank van alle chemicaliën in zijn kleine werkruimte – daarom is plutoniums symbool Pu (pee-eew).

Lees meer over uitstekende verhalen over elementen op Wetenschapsfocus:

• It ‘ s elemental: Hoe word ik een pubquizkampioen van het periodiek systeem
• welke elementen dreigen op te raken?Einsteinium en fermium – kinderen van de bom

  door het team van Seaborg uit de jaren 50 hadden nog vier andere elementen ontdekt: americium, curium, berkelium en californium. Helaas werd het maken van elk nieuw element steeds moeilijker en vereiste een grotere concentratie neutronen. De enige plek op aarde waar genoeg neutronen rondvliegen … was in het hart van een thermonucleaire explosie. Dus daar besloot het team te zoeken.op 1 November 1952 liet de VS ‘ s werelds eerste waterstofbom ontploffen bij Enewetak atol in de Stille Oceaan, met een ontploffing gelijk aan 10,4 Megaton TNT. Nieuwsgierig naar wat er in zat, beval de Amerikaanse luchtmacht gevechtspiloten om in de paddenstoelwolk te vliegen met filters aan de vleugels van hun vliegtuigen, in de hoop nucleair afval op te scheppen voor testen. Het was een gevaarlijke taak en een piloot, Jimmy Robinson, stierf tijdens de missie toen hij geen brandstof meer had.

  

  nadat de filters waren het team van Seaborg was in staat om twee nieuwe elementen te isoleren. Ze besloten ze einsteinium en fermium te noemen naar Albert Einstein en Enrico Fermi, twee van de grootste natuurkundigen van de 20e eeuw.Mendelevium – een auto en een brandalarm

  in 1955 besloot het team van Berkeley dat ze genoeg einsteinium (element 99) hadden om te proberen het direct te schieten met radioactieve alfadeeltjes (die twee protonen hebben) in hun gaspedaal. Dit zou het onontdekte element 101 vormen. Het enige probleem was dat het nieuwe element zo onstabiel zou zijn dat het binnen enkele minuten zou vergaan – en hun deeltjesversneller was onderaan een steile heuvel terwijl hun scheikundelab bovenaan stond. Er was geen gemakkelijke manier om de monsters op tijd in het lab te krijgen om te bewijzen dat er een nieuw element was gemaakt.Eén van het Berkeley team, Albert Ghiorso, stond bekend om zijn ongebruikelijke manier om uitdagingen op te lossen. Zijn antwoord was om de radioactieve stof van het gaspedaal zo snel mogelijk te pakken, gooi het in een flesje zuur, dan rennen naar een supercharged Volkswagen Kever en rijden de heuvel op met een razend tempo. Op de scheikunde afdeling, had Ghiorso het brandalarm van het gebouw laten afgaan als zijn monster straling uitzond als bewijs dat hij element 101 had gemaakt.

  

  Ghiorso ‘ s midnight runs in the beetle werden berucht rond de campus, maar op een nacht ging het brandalarm meerdere keren af: het team had het element mendelevium gecreëerd. Ondanks zijn overwinning kwam Ghiorso de volgende dag in de problemen met de labdirecteur. In zijn opwinding was hij vergeten het brandalarm los te maken en het was weer afgegaan, waardoor een massale evacuatie werd veroorzaakt.

  Lees meer science history on Science Focus:

  • drie beroemde chemici die ons begrip van de centrale wetenschap veranderden Arthur Eddington: the champion of relativity

  4

  Nihonium-the seven-year wait

  niet alle elementen werden gecreëerd in de VS. In de 21e eeuw waren zowel de Russen als de Duitsers erin geslaagd om het periodiek systeem uit te breiden tot 112 elementen. Een ander team, geleid door Kōsuke Morita bij RIKEN in Japan, wilde meedoen. Door een techniek van zijn rivalen te kopiëren, vuurde Morita zinkionen (element 30) in een draaiend wiel van bismut (element 83) om element 113 te maken.in het begin was het Japanse team succesvol en creëerde twee atomen van het element in 2004 en 2005. De internationale gemeenschap was echter niet overtuigd en wilde dat de Japanners nog een atoom zouden produceren. Hier raakte Morita ‘ s geluk op – ongeacht hoeveel hij zijn experiment deed, hij kon het laatste atoom niet creëren.

  

  het Japanse team had het bijna opgegeven, maar in 2011 veroorzaakte de kernramp in Fukushima de stijging van de elektriciteitsprijzen in het hele land. Morita kreeg de opdracht om alle experimenten op één na te stoppen en besloot zijn jacht op element 113 levend te houden. Het was een goede keuze: na een wachttijd van meer dan zeven jaar en het equivalent van 553 ononderbroken dagen met hun accelerator, produceerde het Japanse team een derde atoom. Het team besloot om het element nihonium te noemen, naar nihon, het Japanse woord voor hun thuisland.

  5

  Tennessine – heen en weer

  vandaag is het leidende team voor elementontdekking in Dubna, Rusland, onder leiding van fysicus Yuri Oganesian. Sinds 1989 werkt de groep samen met Lawrence Livermore National Laboratory in Californië, VS, wat leidt tot de creatie van vijf elementen. Deze omvatten de zwaarste ontdekt tot nu toe, element 118, die werd genoemd oganesson ter ere van de leider van het team. Maar het was element 117 dat de meeste problemen veroorzaakte.

  

  Oganessian het team van hun ontdekkingen door het afvuren van een neutronen-rijke vorm van calcium (element 20) in een selectie van verschillende radioactieve doelen. Helaas, om element 117 te maken had het team een doel nodig gemaakt van berkelium (element 97), een element dat alleen kan worden gemaakt door twee kernreactoren in de wereld. Erger nog, berkelium heeft geen bekend Gebruik, dus niemand maakte het-er was gewoon geen berkelium op aarde voor Oganesian om te kopen.in 2008 leerde Oganesian dat een van de reactoren, gevestigd in Oak Ridge National Laboratory in Tennessee, vs, californium maakte: een proces dat ook een beetje berkelium zou creëren als afvalproduct. Het Oak Ridge team (inclusief Clarice Phelps, de eerste zwarte Amerikaanse vrouw die een element ontdekte) stemde ermee in om het berkelium te isoleren en te zuiveren en het naar Rusland te sturen met een commerciële luchtvaartmaatschappij voordat het wegrotte. Het ging niet soepel. Het papierwerk van het team was niet in orde en het monster werd twee keer afgewezen door de douane – wat betekent dat het vijf keer over de Atlantische Oceaan moest vliegen voordat Oganesian het kon bemachtigen.de Russen hadden nog net genoeg berkelium om hun experiment uit te voeren en element 117 te creëren. Om dit te vieren, besloot het team om het tennessine te noemen, ter ere van de bijdrage van de staat aan het periodiek systeem.

  Superheavy: het Maken en Breken van de Periodieke Tabel Kit Chapman is nu beschikbaar (£16.99, Bloomsbury Sigma)

  

  Advertentie

  Volg de Wetenschap Focus op Twitter, Facebook, Instagram en Flipboard