Tennessine

Zgodovina

Pred odkritjem

Leta 2004 je skupina Skupnega inštituta za jedrske raziskave (JINR) v Dubni v Moskovski regiji v Rusiji načrtovala poskus sinteze (ustvarjanja) elementa 117. Element se imenuje 117, ker je število protonov v njegovem atomu 117. Za to so morali združiti elementa berkelij (element 97) in kalcij (element 20). Vendar je ameriška ekipa v Nacionalnem laboratoriju Oak Ridge, edini proizvajalec berkelija na svetu, za nekaj časa prenehala izdelovati berkelij. Zato so element 118 najprej sintetizirali s kalifornijem (element 98) in kalcijem.

Ruska ekipa je želela uporabiti berkelij, ker ima izotop kalcija, uporabljen v poskusu, kalcij-48, 20 protonov in 28 nevtronov. To je najlažje stabilno ali skoraj stabilno jedro (srednji del atoma), ki ima veliko več nevtronov kot protonov. Cink-68 je drugo najlažje jedro te vrste, vendar je težje od kalcija-48. Ker ima tenzin 117 protonov, potrebujejo še en atom s 97 protoni, da se povežejo z atomom kalcija, in berkelij ima 97 protonov.

V poskusu se berkelij spremeni v tarčo, kalcij pa se v obliki žarka izstreli na tarčo iz berkelija. Kalcijev žarek je nastal v Rusiji z odstranitvijo majhne količine kalcija-48 iz naravnega kalcija s kemičnimi sredstvi. Jedro, ki bo nastalo po poskusu, bo težje in bo bližje otoku stabilnosti. To je ideja, da so lahko nekateri zelo težki atomi precej stabilni.

Odkritje Tennessine

Leta 2008 je ameriška ekipa ponovno začela ustvarjati berkelij in o tem obvestila rusko ekipo. S programom so izdelali 22 miligramov berkelija, kar je bilo dovolj za poskus. Kmalu zatem so berkelij v 90 dneh ohladili in ga v nadaljnjih 90 dneh s kemičnimi sredstvi naredili čistejšega. Tarčo z berkelijem je bilo treba hitro odpeljati v Rusijo, saj je razpolovna doba uporabljenega izotopa berkelija, berkelija-249, le 330 dni. Z drugimi besedami, po 330 dneh polovica vsega berkelija ne bo več berkelij. Če se poskus ne bi začel šest mesecev po izdelavi tarče, bi ga pravzaprav odpovedali, ker za poskus niso imeli dovolj berkelija. Poleti 2009 so tarčo zapakirali v pet svinčenih zabojnikov in jo s komercialnim letom poslali iz New Yorka v Moskvo.

Obe ekipi sta se morali pred pošiljanjem tarče z berkelijem soočiti z birokratsko oviro med Ameriko in Rusijo, da bi ta pravočasno prispela v Rusijo. Vendar so se še vedno pojavljale težave: Ruska carina zaradi manjkajočih ali nepopolnih papirjev dvakrat ni dovolila, da bi tarča z berkelijem vstopila v državo. Čeprav je tarča petkrat prečkala Atlantski ocean, je celotno potovanje trajalo le nekaj dni. Ko je tarča končno prispela v Moskvo, so jo poslali v Dimitrovgrad v Oblaku Uljanovsk. Tu so tarčo namestili na tanko titanovo folijo (plast). Ta folija je bila nato poslana v Dubno, kjer so jo namestili v pospeševalnik delcev JINR. Ta pospeševalnik delcev je najmočnejši pospeševalnik delcev na svetu za ustvarjanje supertežkih elementov.

Poskus se je začel junija 2009. Januarja 2010 so znanstveniki iz Flerovega laboratorija za jedrske reakcije v laboratoriju objavili, da so odkrili razpad novega elementa z atomskim številom 117 v dveh razpadnih verigah. Izotop z neparno številko opravi šest razpadov alfa, preden pride do spontane (nenadne) cepitve. Izotop z liho in sodo vrednostjo opravi 3 alfa razpade pred cepitvijo. Uradno poročilo je bilo objavljeno 9. aprila 2010 v reviji Physical Review Letters. Pokazalo je, da sta izotopa, ki sta bila omenjena v razpadnih verigah,²⁹⁴ Ts in²⁹³ Ts. Izotopa sta bila izdelana na naslednji način:

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

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

Tarča iz berkelija, ki se uporablja za sintezo tennessina v obliki raztopine