Unbiunium (Ubu): Z=121 hipotetikus elem, eka-aktínium a periódusos rendszerben

Unbiunium (Ubu, Z=121) — hipotetikus eka‑aktínium a periódusos rendszerben. Ismerd meg f‑blokk, szuperaktinid jellemzőit, szintézis‑kísérleteket és kutatási eredményeket.

Unbiunium (ideiglenes IUPAC-név: Unbiunium, jelölése: Ubu) egy hipotetikus, eddig meg nem figyelt elem a periódusos rendszerben, atomszáma Z = 121. Az elnevezés az IUPAC ideiglenes numerikus nevezékrendszeréből származik: a „un‑bi‑un‑ium” a számjegyek (1‑2‑1) latin neveiből épül fel, és addig használatos, amíg az elem felfedezése után végleges nevet nem adnak neki. A 121-es elem elhelyezése a periódusos rendszerben vitatott a különböző elméleti modellek között: általánosítva a nyolcadik periódus harmadik elemének tekintik, és gyakran a szuperaktinidák vagy a még távolabbi „g‑blokk” lehetséges tagjaként említik. Eka‑aktínium elnevezés arra utal, hogy kémiai viselkedésében az aktinidekhez hasonló tulajdonságok várhatók, de a pontos elektronfelhő‑szerkezet és kémiai tulajdonságok számításai nagy bizonytalansággal terheltek.

Az elméleti számítások szerint az Ubu elektronkonfigurációjára és kémiai sajátságaira nézve jelentős relativisztikus hatások vannak, amelyek eltérő eredményeket adnak az egyszerűbb nem‑relativisztikus modellekhez képest. Ennek következtében a belső héjak feltöltődése (f‑, g‑, vagy akár d‑alfajok) és az atomok oxidációs állapotai bizonytalanok, ezért kémiai tulajdonságairól csak kvalitatív előrejelzések adhatók: erősen nehéz és nagy tömegű atom, valószínűleg erős belső elektronkozárásokkal és rövid uralkodási időkkel.

A stabilitás szempontjából az Ubu izotópokra várhatóan az alfa‑bomlás és a spontán hasadás a domináns bomlási mód, valamint a proton‑ vagy elektronbefogás/leadás is lehetséges proton‑ vagy neutron‑túltengés esetén. Az elméletek szerint a rendkívül neutronszegény izotópok rendkívül rövid felezési időkkel rendelkeznek (gyakran mikro‑ másodperces vagy rövidebb időskálán), ugyanakkor az „stabilitási sziget” elv alapján hosszabb élettartamú izotópok előfordulása sem zárható ki, ha sikerül neutronban gazdag nuklidokat előállítani (közelítve az N ≈ 184‑es zártakhoz).

A szintéziskísérletek és a megfigyelés kihívásai közismertek: a várható produkciós keresztmetszetek rendkívül kicsik, a létrejövő izotópok általában nagyon rövid élettartamúak, és a kísérleti feltételek (céltárgyak, nagy intenzitású sugárnyalábok, detektálási módszerek) komoly technikai követelményeket támasztanak. Tipikus előállítási módszer a nehézionok fúziója és a keletkező összetett mag neutronkibocsátással történő „evaporációja” (fusion‑evaporation reakciók), de a megfelelő cél‑projektív kombináció és energia nagyon nehezen optimalizálható.

A legrégebbi ismert kísérlet az Ubu szintézisének próbálkozására 1977‑ből származik, amikor a darmstadti GSI Helmholtz Nehézion‑kutató Központban egy urán-238-as céltárgyat bombáztak réz-65 ionokkal (helyszín: Németország):

• ²³⁸U +⁶⁵ Cu →³⁰³ Ubu

Ebben a kísérletben nem azonosítottak Ubu‑atomokat, azaz nincs megerősített megfigyelés. Azóta is több elméleti munkában és kísérleti tervezésben foglalkoznak a 121‑es elem létrehozásának lehetőségeivel, de eddig nem jelentették be a felfedezését.

Jelenlegi helyzet: az 121‑es elem nem bizonyított, a név és a jelölés ideiglenes (Ubu). A további kísérletekhez fejlett sugárforrásokra, neutronban gazdag célokra és nagy érzékenységű detektorokra lesz szükség, valamint nemzetközi együttműködésre a szakmai és műszaki kihívások leküzdéséhez. Az elméleti kutatások továbbra is finomítják az elektronkonfigurációra, stabilitásra és kémiai viselkedésre vonatkozó előrejelzéseket, amelyek segíthetnek a célzott kísérletek megtervezésében.

Keresés betűvel