Polacy pomagają uzupełnić tablicę Mendelejewa

W prestiżowym czasopiśmie "Physics Letters B" międzynarodowy zespół pięciu naukowców, w tym także z Polski, przedstawił nowe, niezwykłe wyniki przewidywań dla produkcji izotopów najcięższych pierwiastków o liczbach atomowych od 112 do 118. To znaczący wynik, który pozwoli wydłużyć czas życia tych pierwiastków, aby poznać ich własności chemiczne.

Wytworzone przez człowieka

Uran jest najcięższym pierwiastkiem, którego czas życia pozwolił na przetrwanie miliardy lat do współczesności. Masywniejsze od niego pierwiastki zostały wytworzone przez człowieka. Pierwiastki o liczbach atomowych wyższych niż 92 to "transuranowce", czyli "położone za uranem". Wszystkie te pierwiastki zostały najpierw wytworzone przez człowieka, a później stwierdzono występowanie śladowych ilości np. neptunu i plutonu w rudach uranu.

W "Eurece" rozmawialiśmy jednak o pierwiastkach superciężkich zaczynających się od liczby atomowej 102. Nie tak dawno nadano nazwę ostatniemu z nich wytworzonemu w laboratorium we współpracy rosyjsko-amerykańskiej. To pierwiastek 118 Oganeson - od nazwiska rosyjskiego odkrywcy.

Czym są pierwiastki superciężkie?

- Są to pierwiastki sztucznie wytwarzane w laboratoriach. Powstają w wyniku reakcji jądrowych i nie znamy istnienia tych pierwiastków w przyrodzie. Uważa się, że są to pierwiastki cięższe od nobla, czyli liczby protonów Z=102. One istnieją dzięki bardzo subtelnym i nieznanym w świecie makroskopowym efektom. Wiadomo, że na poziomie mikroskopowym ten świat rządzi się innymi prawami niż te, które znamy z tego świata, który nas otacza. Prowadząc eksperymenty, nauczyliśmy się łapać nowo powstający pierwiastek. Przez tę bardzo krótką chwilę, kiedy on istnieje, udaje się nam zbadać jego podstawowe własności, a przynajmniej jego rozpad, dzięki któremu możemy powiedzieć, jaki nowy izotop czy pierwiastek wytworzyliśmy - tłumaczy prof. Michał Kowal.

Dwa scenariusze

Ekspert Jedynki zauważa, że naukowcy obecnie znają dwa przepisy, które mogą prowadzić do produkcji pierwiastków superciężkich. - Nazywamy je albo zimną albo gorącą syntezą. Prowadzimy reakcję jądrową, czyli zderzenie tarczy z pociskiem. W scenariuszu zimnej syntezy zostały wyprodukowane pierwiastki do Z=112. Zgodnie ze schematem zimnej syntezy, powstały układ nie jest już tak silnie wzbudzony (…). Aktywność powoduje to, że układ bardzo chętnie chce się rozpaść, albo emitować jakieś cząstki albo rozszczepić się, co przeszkadza stabilności - dodaje.

- Drugi scenariusz jest odmienny. Także prowadzimy reakcję jądrową: zderzenie tarcza i pocisk. Jądro, które powstaje, jest układem bardzo silnie wzbudzonym, czyli bardzo aktywnym i chętnie emituje neutrony, a potem rozszczepia się - przekazuje prof. Michał Kowal.

Gdy w końcu udaje się złączyć pocisk z jądrem tarczy, dochodzi do syntezy. - Jeżeli zajdzie to raz na miliony razy, to już uważamy, że jest to sukces. Ważne jest, aby akcelerator przyspieszający jon uderzający w tarczę, był stabilny, aby wiązka nie niknęła i była silna - twierdzi prof. Michał Kowal.

***

Tytuł audycji: "Eureka"

Prowadziła: Dorota Truszczak

Gość: prof. Michał Kowal (kierownik Zakładu Fizyki Teoretycznej Narodowego Centrum Badań Jądrowych)

Data emisji: 29.09.2020 

Godzina emisji: 19.07

DS