Posted in | Nanomaterials

Wetenschappers ontdekken Nieuwste superzware Element

Published on April 6, 2010 at 8:59 PM

Een internationaal team van wetenschappers uit Rusland en de Verenigde Staten, waaronder twee Department of Energy nationale laboratoria en twee universiteiten, heeft ontdekt de nieuwste superzware element, element 117.

Illustratie van de nieuw gecreëerde element 117. Animatie door Kwei-Yu Chu / LLNL

Het team bestond uit wetenschappers van het Joint Institute of Nuclear Onderzoek (Dubna, Rusland), het Research Institute for Advanced Reactoren (Dimitrovgrad), Lawrence Livermore National Laboratory , Oak Ridge National Laboratory, Vanderbilt University en de University of Nevada, Las Vegas.

"De ontdekking van element 117 is het resultaat van een tien jaar lange reis naar het periodiek systeem uit te breiden en schrijf het volgende hoofdstuk in zware element onderzoek," zei academicus Yuri Oganessian, wetenschappelijk leider van de Flerov Laboratorium voor kernreacties in JINR en woordvoerder voor de samenwerking.

Het team bevestigde het bestaan ​​van element 117 uit verval waargenomen patronen na het bombardement van een radioactieve berkelium doelgroep met calcium-ionen in de JINR U400 cyclotron in Dubna. Het experiment was afhankelijk van de beschikbaarheid van speciale detectie-faciliteiten en toegewijde versneller tijd Dubna, unieke productie van isotopen en de scheiding faciliteiten bij Oak Ridge, en onderscheidend nucleaire data-analyse mogelijkheden op Livermore.

"Dit is een belangrijke doorbraak voor de wetenschap," LLNL regisseur George Miller gezegd. "De ontdekking van een nieuw element geeft nieuwe inzichten in de samenstelling van het universum en is een getuigenis van de kracht van wetenschap en technologie op de partnerinstellingen."

"Deze samenwerking en de ontdekking van element 117 toont het fundamentele belang van wetenschappers uit verschillende landen en instellingen samenwerken om complexe wetenschappelijke problemen aan te pakken," ORNL directeur Thom Mason toegevoegd.

De tweejarige experimentele campagne begon bij de Hoge Flux Reactor Isotoop in Oak Ridge, met een 250-dagen bestraling tot 22 mg berkelium te produceren. Dit werd gevolgd door 90 dagen van de verwerking in het Oak Ridge te scheiden en te zuiveren van de berkelium, target voorbereiding op Dimitrovgrad, 150 dagen bombardement op een van de machtigste in de wereld van zware ionen versnellers in Dubna, data-analyse op Livermore en Dubna, en beoordeling en herziening van de resultaten door het team. Het hele proces werd gedreven door de 320-dagen half-leven van de berkelium doel materiaal.

Het experiment produceerde zes atomen van element 117. Voor elk atoom, het team observeerde de alfa-verval van element 117 tot 115 to 113 en zo verder tot de kern fissioned, te splitsen in twee lichtere elementen. In totaal werden 11 nieuwe "neutronen-rijke" isotopen geproduceerd, waardoor onderzoekers dichter bij de veronderstelde "eiland van stabiliteit" van de superzware elementen.

Het eiland van stabiliteit is een term in de kernfysica die verwijst naar het mogelijke bestaan ​​van een gebied buiten de huidige periodiek systeem waar nieuwe superzware elementen met speciale nummers van neutronen en protonen zou vertonen een verhoogde stabiliteit. Zo'n een eiland zou uitbreiding van de periodieke tabel nog zwaardere elementen en ondersteuning langer isotopen levens om scheikundige experimenten mogelijk te maken.

Element 117 was de enige ontbrekende element in de rij zeven van het periodiek systeem. Op koers naar het eiland van stabiliteit, onderzoekers in eerste instantie overgeslagen element 117 te wijten aan de moeilijkheid in het verkrijgen van de berkelium doel materiaal. De waargenomen verval patronen in de nieuwe isotopen van dit experiment, zo dicht als onderzoekers hebben ooit op het eiland van stabiliteit benaderd, blijven een algemene trend van toenemende stabiliteit voor superzware elementen met een toenemend aantal neutronen in de kern. Dit levert een sterk bewijs voor het bestaan ​​van het eiland van stabiliteit.

"Het vult het gat en brengt ons stap voor stap dichter bij dan element 116 - aan de rand van het eiland van stabiliteit", zegt Ken Moody, een van de LLNL medewerkers en een lange termijn veteraan van superzware elementen onderzoek. "De experimenten worden steeds harder, maar toen ik dacht dat we 20 jaar geleden gedaan."

Deze ontdekking brengt het totaal op zes nieuwe elementen ontdekt door de Dubna-Livermore team (113, 114, 115, 116, 117, en 118, het zwaarste element tot op heden). Dit is de tweede nieuwe element ontdekking voor Oak Ridge (61 en 117). Daarnaast hebben Oak Ridge isotopen hebben bijgedragen aan de ontdekking van een totaal van zeven nieuwe elementen.

Sinds 1940 zijn er 26 nieuwe elementen buiten uranium is toegevoegd aan het periodiek systeem.

"Deze nieuwe elementen uitbreiding van ons begrip van het universum en bieden belangrijke testen van nucleaire theorieën", zegt Vanderbilt University Professor in de fysica Joe Hamilton. "Het bestaan ​​van het eiland van stabiliteit, een puur theoretisch begrip in de jaren 1960, biedt de mogelijkheid van verdere uitbreiding van het periodiek systeem met bijbehorende wetenschappelijke doorbraken in de fysica en chemie van de zwaarste elementen."

Last Update: 3. October 2011 03:13

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit