אומת קיומו של יסוד חדש בטבלה המחזורית – מספרו 117 ואין לו עדיין שם

מדענים אוששו גילוי משנת 2010 של היסוד ה-117, שסגר פער בן ארבע שנים לאחר גילוי היסוד ה-118. האיגוד הבינלאומי לכימיה התעקש על אישור נוסף, ולכן רק כעת מוכרז על כך באופן רשמי

הטבלה המחזורית של היסודות הורחבה עתה לאחר ההכרזה על אימות גילויו של יסוד חדש בעל המספר האטומי 117, יסוד שעדיין לא זכה לשם רשמי.

בשנת 2010 הודיע צוות מחקר משותף ובינלאומי מארה”ב ומרוסיה כי הוא הצליח להפיק אטומים של יסוד בעל 117 פרוטונים, גילוי הממלא את הפער שנוצר ארבע שנים קודם לכן עם גילויו של היסוד ה-118. יחד עם זאת, האיגוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית (IUPAC) התעקש על קבלת אישוש לגילוי זה ע”י שני צוותי מחקר עצמאיים לפני שהוא מתיר להכניס באופן רשמי את היסוד החדש לטבלה המחזורית, על אף שנעשה שימוש בשמו הזמניUnunseptium עד לקבלת האישור הסופי. זה נמשך כארבע שנים, ונראה כי היעד הושג סוף סוף.

“הייצור של יסוד 117 מהווה את הגבול המוחלט של מה שניתן להשיג כיום,” אומר פרופסור David Hinde, מהאוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה, שהוא אחד מכותבי המאמר שפורסם עתה בכתב העת המדעי Physics Review Letters. “זו הסיבה שיצירה וגילוי של אפילו אטומים אחדים כאלו מהווים ניצחון גדול עבורנו.”

פרופסור Hinde היה חלק מצוות מחקר ממעבדת GSI בגרמניה אשר הצליח להתיך ולאחד בין אטום סידן (48) לבין אטום ברקליום (249). היתוך גרעיני כזה אינו פשוט מאחר והייצור של אטומי ברקליום בכמויות מספקות מאתגר מאוד וכן גם בשל העובדה כי זמן מחצית החיים שלו הוא 320 ימים בלבד. פחות ממחצית הכמות שהופקה עדיין תתקיים גם שנה לאחר הפקת החומר, מה שאומר כי ההעברה והניקוי של החומר צריכות להיעשות במהירות. התוצר שהתקבל, בדומה לכל האטומים הכבדים יותר מעופרת, היה בלתי יציב. ע”י צפייה בחלקיקי האלפא שנפלטו, הצוות הסיק כי פליטות אלו הן התוצר של שתי שרשראות דעיכה, שתיהן מקורן באיזוטופ 294117, כלומר – אטום בעל 117 פרוטונים ו-177 נויטרונים. אחת השרשראות כללה את האיזוטופים 270Db ו-266Lr.

באופן כללי, לאטומים כבדים יותר יש זמני מחצית חיים קצרים יותר, כלומר – קצב הדעיכה שלהם לכדי קרינה מהיר יותר ככל שהמסה שלהם גדולה יותר. יחד עם זאת, קיימים אטומים במה שמכונה בשם ‘איים של יציבות’ (יסודות יציבים יחסית) והחוקרים סבורים כי האיזוטופ 270Db בעל זמן מחצית חיים של שעה אחת “מייצג שלב חשוב לכיוון הגילוי של גרעינים בעלי זמני חיים ארוכים יותר מבחינת יסודות על-כבדים הנמצאים בתחום ‘האיים של היציבות’.”

תהליך הייצור היה מאוד בלתי יעיל – יותר מ-10 בחזקת 19 אטומים של האיזוטופ 48Ca, שהוא עצמו איזוטופ די נדיר, נורו לעבר אטום הברקליום לשם הייצור של ארבעה אטומים בלבד של היסוד 117. למרות זאת, אומר החוקר Hinde כי: “על סמך מאמר זה סביר להניח כי נוכל להפיק אטומים נוספים של היסוד 117.” היסוד 117 הוא היסוד האחרון מתוך 6 יסודות שדבר גילויים פורסם לראשונה ע”י המכון המשולב למחקר גרעיני ברוסיה. מששת יסודות אלו, היסודות 113, 115 ו- 118 נותרו עדיין בלתי-מאומתים, ושני הראשונים נתבעו ככאלו שאומתו.

כמות כה קטנה של דגימה לא מאפשרת לנו ללמוד רבות באשר לכימיה של היסוד 117. מיקומו של היסוד הזה בטבלה המחזורית מציב אותו בקבוצת ההלוגנים, כגון פלואור וכלור, כאשר יכולתם הגבוהה למשוך אלקטרונים, יכולת ההופכת את המשפחה הזו לכה ריאקטיבית, הולכת ונחלשת עם הירידה מטה בכיוון הטבלה. החוקרים סבורים כי אם אכן מישהו יצליח ליצור כמות שתספיק לצפייה בתגובות כימיות, הרי שיותר סביר כי יסוד זה יאבד אלקטרונים מאשר ימשוך אלקטרונים.

לחוקרים עדיין יש חלומות גדולים – “השאלה הגדולה היא כיצד נוכל לייצר את היסודות 119 ו-120?” לשם כך, יהיה צורך למצוא אטומים כבדים מסידן שנוכל לירות אותם לעבר המטרה. החוקרים בוחנים כרגע מספר מועמדים שכאלו.
הידיעה על המחקר

הערה: בויקיפדיה מכונה היסוד אונונספטיום‏