Tennessine

Történelem

A felfedezés előtt

2004-ben az oroszországi Dubnában (Moszkvai terület) működő Közös Nukleáris Kutatóintézet (JINR) csapata kísérletet tervezett a 117-es elem szintézisére (létrehozására). Azért nevezik 117-es elemnek, mert atomjában a protonok száma 117. Ehhez a berkélium (97-es elem) és a kalcium (20-as elem) elemeket kellett összeolvasztaniuk. Az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium amerikai csapata azonban, amely a világon az egyetlen berkéliumgyártó, egy időre leállította a berkélium előállítását. Ezért először kalifornium (98-as elem) és kalcium felhasználásával szintetizálták a 118-as elemet.

Az orosz csapat azért akarta a berkéliumot használni, mert a kísérletben használt kalcium-48 izotópnak 20 protonja és 28 neutronja van. Ez a legkönnyebb stabil vagy majdnem stabil atommag (az atom középső része), amelyben sokkal több a neutron, mint a proton. A cink-68 a második legkönnyebb ilyen atommag, de nehezebb a kalcium-48-nál. Mivel a tennessinnek 117 protonja van, a kalciumatomhoz egy másik, 97 protonos atomra van szükségük, és a berkéliumnak 97 protonja van.

A kísérletben a berkéliumból céltáblát készítenek, és a kalciumot sugár formájában a berkélium céltáblára lövik. A kalciumnyalábot Oroszországban úgy hozzák létre, hogy a természetes kalciumból kémiai úton eltávolítják a kis mennyiségű kalcium-48-at. A kísérlet után készülő atommag nehezebb lesz, és közelebb van a stabilitás szigetéhez. Ez az az elképzelés, hogy néhány nagyon nehéz atom meglehetősen stabil lehet.

Tennessine felfedezése

2008-ban az amerikai csapat újra nekilátott a berkélium előállításának, és erről tájékoztatták az orosz csapatot. A program során 22 milligramm berkéliumot készítettek, és ez elég volt a kísérlethez. Nem sokkal később a berkéliumot 90 nap alatt lehűtötték, és további 90 nap alatt kémiai úton tisztábbá tették. A berkélium céltárgyat gyorsan Oroszországba kellett vinni, mert a berkélium használt izotópjának, a berkélium-249-nek a felezési ideje mindössze 330 nap. Más szóval 330 nap elteltével a berkélium fele már nem lesz berkélium. Valójában, ha a kísérletet nem kezdték volna el hat hónappal a céltárgy elkészítése után, akkor azt törölték volna, mert nem volt elég berkélium a kísérlethez. 2009 nyarán a céltáblát öt ólomkonténerbe csomagolták, és egy kereskedelmi járattal New Yorkból Moszkvába küldték.

Mindkét csapatnak szembe kellett néznie az Amerika és Oroszország közötti bürokratikus akadállyal, mielőtt elküldték volna a berkélium célpontot, hogy az időben megérkezzen Oroszországba. Azonban még mindig akadtak problémák: Az orosz vámhatóság kétszer sem engedte be a berkélium céltáblát az országba a hiányzó vagy hiányos papírok miatt. Bár a céltárgy ötször is átrepült az Atlanti-óceánon, az egész út mindössze néhány napot vett igénybe. Amikor a céltábla végül Moszkvába érkezett, az Uljanovszki területre, Dimitrovgradba küldték. Itt a céltáblát egy vékony titánfilmre (rétegre) helyezték. Ezt a filmet aztán Dubnába küldték, ahol a JINR részecskegyorsítóban helyezték el. Ez a részecskegyorsító a világ legnagyobb teljesítményű részecskegyorsítója a szupernehéz elemek előállítására.

A kísérlet 2009 júniusában kezdődött. 2010 januárjában a Flerov Nukleáris Reakciók Laboratóriumának tudósai a laboratóriumon belül bejelentették, hogy két bomlási láncon keresztül egy új, 117-es atomi számú elem bomlását találták meg. A páratlan számú izotóp 6 alfa-bomlást hajt végre, mielőtt spontán (hirtelen) hasadást hajtana végre. A páratlan-páratlan izotóp 3 alfa-bomlást hajt végre a hasadás előtt. A Physical Review Letters folyóiratban 2010. április 9-én hivatalos jelentés jelent meg. Ebből kiderült, hogy a bomlási láncokban említett izotópok a²⁹⁴ Ts és a²⁹³ Ts. Az izotópok a következőképpen készültek:

²⁴⁹Bk +⁴⁸ Ca →²⁹⁷ Ts* →²⁹⁴ Ts + 3 n (1 esemény)

²⁴⁹Bk +⁴⁸ Ca →²⁹⁷ Ts* →²⁹³ Ts + 4 n (5 esemény)

A tennessin szintéziséhez használt berkélium céltárgy oldott formában