Orosz fizikusok bejelentették: sikeresen előállították a 117-es rendszámú elemet. Az átmenetileg ununseptiumnak nevezett elem a második legnehezebb ismert tagja lett a periódusos rendszernek. A kálcium és berkélium ütköztetésével létrehozott új atom készítése különleges magfizikai bravúrnak számít, és erősíti az elképzelést miszerint a természetben előforduló 92 atomfajtán túl a szupernehéz elemek között úgynevezett stabilitási szigetek létezhetnek, melyek különleges tulajdonságokat hordozó atommagokat tartalmazhatnak.

"Sikerült kitágítanunk a fizikai világ határait" jelentette ki a RIA Novosti hírügynökségnek nyilatkozó Yuri Oganessian, a kutatás vezetője. Az oroszországi Dubna kutatóvárosában többéves munka eredményeként létrehozott 117-es rendszámú szupernehéz elem a már ismert 116-os és 118-as magok közé illeszkedik, tovább bővítve a transzurán elemek sorát. Ideiglenes neve ununseptium, a 117 latin megfelelője.

Az ismert világ atomos szerkezetű anyagai 92 atomfajtából és ennek izotópjaiból építhetők fel. A közös bennük, hogy mindannyian elég stabilak ahhoz, hogy bolygónkon 4,6 milliárd év alatt se bomoljanak el teljesen. A 92 protont tartalmazó urán után azonban rohamosan elkezd csökkenni az egyre nagyobb atomok felezési ideje, a gyorsan bomló szupernehéz magok erősen sugároznak és kisebb, stabilabb magokra bomlanak le. A mesterségesen előállított transzurán elemekből a 94-es rendszámú plutónium az egyetlen amely az elméleti igazoláson túl gyakorlati jelentőséggel is bír: atombombák hasadóanyagaként és atomerőművek fűtőanyagaként használjuk.

A méret növekedésével arányosan csökkenő stabilitás miatt az ötvenes években azt feltételezték, hogy az egyre nagyobb magokkal nem érdemes foglalkozni, hiszen csak a másodperc törtrészéig maradnak egyben. Újabb elméletek azonban megjósolják úgynevezett stabilitási szigetek létezését. E szerint a szupernehéz atomok között egyes mágikus számok (megfelelő proton-neutron arány) eltalálásával stabilabb elemek is létrejöhetnek.  

Ilyen szupernehéz elemek vadászásában eddig az Igor Kurcsatov vezetésével alapított Dubna kutatóváros jár az élen: ide köthető például a 113-116-ig terjedő elemek felfedezése, valamint a 118-as ununoctium is, amely a legnehezebb ismert atom. A város nevét őrzi a 105-ös rendszámú dubnium, az atommagkutatást címerük is hangsúlyozza.

A 117-es elem azonban eddig hiányzott, előállításához ugyanis a 20 protont és 28 neutront tartalmazó kálcium ionokkal a 97-es berkéliumot kell bombázni, amit azonban rendkívül nehéz előállítani. Berkélium gyártáshoz ezért az amerikai Oak Ridge Nemzeti Laboratórium segítségét kérték (amely az atombomba megalkotásával írta be magát a világtörténelembe). Az USA szakemberei 250 nap munkával összesen 22,2 milligramm (lásd a fenti képen) berkéliumot készítettek és tisztítottak meg. Mivel az anyag felezési ideje 320 nap, ezért a mintát azonnal az oroszországi Dimitrovgradba szállították, ahol egy lemezt formáztak belőle (target), melyet végül Dubnában kálcium ionokkal bombázva sikeresen detektáltak egy 117 protont tartalmazó magot. Két megfigyelt izotópja 176 illetve 177 neutront tartalmazott.

Az ununseptium hamar bomlásnak indult, alfa részecskék sugárzásával sorban 115, 113 majd egyre kisebb magokra bomlott le. Eközben azonban lehetőséget adott a már ismert szupernehéz elemek egész sorának megfigyelésére amik a felhasznált berkéliumnak köszönhetően nagyobb neutronszámú iztotópok formájában jelentek meg. A több neutron hatására pedig ezek az izotópok az eddigieknél stabilabbak voltak, tovább erősítve a stabilitási szigetek elméletét.

"Évszázadokon keresztül foglalkoztatta az embereket, hogy hol van a fizikai világ határa. Ez a határ a tudásunk növekedésével egyre tágul" mondta el Oganessan a kísérlet kapcsán. 1940 óta 26 elemmel bővült a periódusos rendszer. A stabilitás szigetének keresése során egyre több neutronnal rendelkező, egyre stabilabb szupernehéz atommagok felfedezése várható.

Forrás:
The Great Beyond
Wired
ScienceNOW