Sat-Multimedia & IT portal Satelitska-IPTV-Multimedija od 2006
Znanstvenici iz JINR-a prvi su put u svijetu dobili izotop livermorij-288
Autor: Vladislav Strekopytov
Prilagodio: Darko Brlečić
Fizičari iz Zajedničkog instituta za nuklearna istraživanja (JINR) u Dubni sintetizirali su dosad nepoznati izotop 116. elementa periodnog sustava – livermorij-288. Ovo je važan korak prema otkriću teoretski predviđenog elementa s atomskim brojem 120, unbinilija. Tvornica novih elemenata.
U prirodi nema stabilnih elemenata s atomskim brojem (koji odgovara broju protona u jezgri) većim od 92, odnosno težim od urana. Svi transuranijevi elementi imaju kratak životni vijek. Fizičari ih promatraju u nuklearnim reaktorima, a superteške elemente (SHE) od 100. i više moguće je dobiti samo na akceleratorima bombardiranjem ciljnih jezgri teškim ionima. Najteži element poznat do danas — 118. — sintetiziran je u Laboratoriju za nuklearne reakcije G. N. Flerov (FLNR) JINR-a. Dobio je ime Oganesson – u čast voditelja laboratorija, akademika Jurija Oganesjana. Ukupno, tijekom postojanja instituta, osnovanog 1956., ovdje je otkriveno deset od 18 novih elemenata dodanih u periodni sustav, a također su uspjeli ponoviti sintezu svih transuranovih elemenata dobivenih u drugim zemljama. Od 2019. u FLNR JINR radi ciklotron DC-280 – osnovna instalacija Tvornice superteških elemenata (SHE) kompleksa za proizvodnju radioaktivnih nuklearnih snopova DRIB (Dubna Radioactive Ion Beam accelerator complex). Intenzitet ubrzanih zraka kalcija-48 proizvedenih na njemu iznosi 60 trilijuna iona u sekundi, što je za red veličine više od pokazatelja postignutih na drugim operativnim akceleratorima ove vrste u svijetu. U tvornici STE znanstvenici planiraju proučavati kemijska svojstva prethodno otkrivenih transuranijevih elemenata, kao i sintetizirati nove – 119. i 120. Za sada su dobili privremena imena ununenij (Uue) i unbinilij (Ubn) – od latinskih kombinacija “jedan-jedan-devet” i “jedan-dva-nula”. Lansiranje ciklotrona DC-280 u Dubni
U potrazi za 120. elementom Prethodno su svi superteški elementi od 114. fleroviuma do 118. oganessona dobiveni u FLNR JINR fuzijom jezgri kalcija-48 s aktinidnim metama – od plutonija do kalifornija – najteže tvari koja se može proizvesti u količinama dovoljnim da se napravi meta. Ali kalifornij (98. element periodnog sustava) kada se spoji s kalcijem (20. element) tvori već poznati oganesson. Kako bi dobili teže elemente, istraživači iz Dubne pokušali su upotrijebiti jezgre projektila s atomskim brojem većim od broja kalcija-48 i pokušali su sintetizirati element 120 bombardiranjem mete plutonija-244 ionima željeza-58, kao i kalifornija-249 – titan-50, ali sve bezuspješno. U rujnu je u Dubni započeo novi eksperiment. Ovaj put je snop jezgri kroma-54 ispaljen na mete napravljene od urana-238. Rezultat je bio pomalo neočekivan. Umjesto unbinilija, fizičari su dobili dosad nepoznati izotop 116. elementa periodnog sustava – livermorij-288. Njegov životni vijek bio je nešto manje od jedne milisekunde. Unatoč kratkoročnoj prirodi događaja i činjenici da sinteza novog izotopa nije bila neposredni cilj eksperimenta, znanstvenici ovo smatraju velikim postignućem.
“Promatranje formiranja livermorija, čak i ako ostane jedino, vrlo je dobar rezultat”, kaže znanstveni tajnik FLNR JINR, doktor fizikalnih i matematičkih znanosti Alexander Karpov. “Nakon njegove analize bit će manje neizvjesnosti: moći će se procijeniti presjek i već otvorenih očiju krenuti u eksperiment na 120. elementu.”
Prevladavanje prepreka Poteškoća u sintetiziranju superteških elemenata je u tome što se pri prelasku s kalcija-48 na teži snop titana, kroma ili željeza smanjuje vjerojatnost nuklearne fuzije. Dobivanje snopa teških jezgri visokog intenziteta također nije lak zadatak. To je djelomično riješeno povećanjem snage opreme. U pogledu učinkovitosti provođenja eksperimenata, DC-280 je višestruko bolji od ciklotrona teških iona U-400 koji se prethodno koristio u FLNR JINR. U aktualnom eksperimentu, koji će trajati još mjesec dana, znanstvenici planiraju steći iskustvo rada sa snopom jezgri kroma i eksperimentalno odrediti presjek za sintezu superteških elemenata u reakciji s njima – odnosno procijeniti vjerojatnost njihove fuzije. . Alexander Karpov je dodao da teorijska predviđanja presjeka sinteze u reakcijama s kromom jako variraju, stoga je iznimno važno eksperimentalno odrediti presjek.
“Spajanjem jezgri kalcija i kurija sintetiziran je 116. element. Presjek te reakcije je poznat. Sada je u tijeku eksperiment sinteze izotopa 116. elementa, ali u reakciji krom – uran. Promijenili smo meta i jezgra projektila, a dobiveni element je isti Izvođenjem ovog eksperimenta možemo usporediti presjeke, a to je iznimno važno u pripremi za sintezu 120. elementa”, objasnio je znanstvenik.
Fizičari iz FLNR JINR također smatraju obećavajućom reakciju interakcije kroma s kurijevom metom koju planiraju testirati u budućnosti.
Eksperimenti se nastavljaju Tijekom tri godine rada Tvornice SHE, znanstvenici JINR-a otkrili su još pet dosad nepoznatih izotopa superteških elemenata. Na samom početku instalacije lavrencij-264 je dobiven reakcijom kalcija-48 s americijem-243. Životni vijek novog nuklida bio je oko pet sati, što je jako dugo za tako težak element. Nakon toga, sintetiziran je moscovium-286 kraćeg životnog vijeka (20 milisekundi). A 2022. godine, koristeći u praksi još uvijek neistraženu reakciju kalcija-48 s metom torijem-232, dobili su tri nova izotopa odjednom – darmstadtium-276, hassium-272 i seaborgium-268. Ispostavilo se da darmstadtium-276 u djeliću milisekunde prolazi kroz alfa raspad i pretvara se u hassium-272, koji se, pak, nakon stotinjak milisekundi pretvara u seaborgium-268. Potonji je u stanju živjeti deset do petnaest sekundi.
Glavni zadatak eksperimenata u Tvornici STE je priprema za sintezu 120. elementa i njezina implementacija. Kada se taj cilj ostvari, možemo govoriti o novim horizontima istraživanja. Rutherford je svojedobno pretpostavio da postoje atomi s brojem protona u jezgri od 170 ili čak i više.
