nadace Atomic Heritage Foundation nedávno obdržela historické video ukazující některé slavné vědce, kteří vedli závod k objevování nových chemických prvků. Video zachycuje objev mendelevia neboli prvku 101. Produkoval a namluvil Claude Lyneis, bývalý fyzik Lawrence Berkeley National Laboratory, video zdůrazňuje, že nástroje a techniky používané vědci v jejich vzrušující objev. Kliknutím sem nebo posunutím dolů zobrazíte video.
hledání Transuranických prvků
vědci hledají nové prvky po stovky let. Když Dmitri Mendeleev organizované známé prvky podle pravidelného, nebo opakování, systém v roce 1860, tam byly mezery, prvky, které nejsou dosud známy, ale s vlastnostmi, které by mohly být předpovídal jejich vztah k blízké chemické sousedy. Mendělejevova tabulka byla od té doby rozšířena o nové prvky nad rámec těch, které předpokládal Mendělejev. Mezi takové prvky patří Uran, plutonium a mendelevium.
Uran má jedno z nejvyšších atomových čísel, 92, jakéhokoli přirozeně se vyskytujícího prvku na zemi. Prvky za uranem, transuranové prvky, existovaly na zemi po jeho vzniku, ale jejich kratší poločas vedlo k jejich zmizení v průběhu času. Objev transuranických prvků tak nastal v laboratoři. Zatímco stopové množství dvou transuranových prvků neptunium a plutonium—byly objeveny v přírodě, obě byly syntetizovány, než bylo zjištěno, že se vyskytují přirozeně.
Dmitrij ivanovič Mendělejev
první pokusy o výrobu těchto transuranových prvků začal Enrico Fermi, Emilio Segrè, a jejich kolegové v Římě. V roce 1934, krátce poté, co neutron objevil James Chadwick, Fermi a jeho kolegové použili neutrony k bombardování uranu, po kterém pozorovali nové radioaktivní produkty. Nejprve věřili, že se jedná o nové prvky. Nicméně, experimenty Otto Hahn a Fritz Strassmann je uvedeno, že jsou izotopy menší, dříve známé prvky, vyplývající z rozdělení jádra uranu. Tyto experimenty ohlašovaly atomový věk a na chvíli se zaměření fyziků přesunulo ke studiu tohoto nově objeveného fenoménu štěpení.
transuranové prvky byly syntetizovány pomocí stejné obecné metody Fermi a Segrè používá ve svých experimentech v časných 1930. Když menší částice se srazí s těžkým jádro, jádro může rozpadnout na menší kusy, proces nazývá štěpením nebo dvě těla, může pojistka tvořit těžší prvek. Srážky částic při vysokých rychlostech vedly k objevu velkého počtu těžkých prvků. To však není jednoduchý úkol. Nejprve syntetizovat tyto prvky trvalo nové techniky a materiály a hodně štěstí.
objev Mendelevia
ve své kapitole napsané pro novou chemii, Glenn T. Seaborg a Walter D. Loveland popsal objev mendelevia jako “ jeden z nejdramatičtějších v sekvenci syntéz transuranových prvků.“Zejména“ to byl první případ, kdy byl vyroben nový prvek a identifikován jeden atom najednou.“
Mendeleviův objev začal třeskem, nebo konkrétněji výbuchem v jižním Pacifiku. V 1952, první termonukleární zařízení, Ivy Mike, byl upuštěn na atol Eniwetok, deset megatunový výbuch, který vyslal radioaktivní mrak přes 130 000 stop ve vzduchu. Vzorky tohoto oblaku byly odebrány do laboratoří ve Spojených státech, kde byly mezi troskami objeveny dva nové prvky-prvky 99 a 100, později nazývané einsteinium a fermium.
Tyto objevy byly vyrobeny v polovině další jaderné závod odehrává v polovině dvacátého století, jedním objevovat nové prvky. Ve Spojených státech byli přední vědci soustředěni v radiační laboratoři na Kalifornské univerzitě v Berkeley pod vedením Ernesta Lawrence. Pomocí Lawrencova 60palcového cyklotronu se vědci snažili najít důkazy o nových prvcích. Doufali, že tyto nové prvky odhalí tajemství atomu a otevřou nové oblasti výzkumu, jako objev plutonia v roce 1940.
Pomocí jedné miliardy atomů einsteinium-253, které se tvoří v reaktoru, v Idahu po ozařování plutonia neutrony, tým vědců, jehož členy Albert Ghiorso, Stanley G. Thompson, Bernard G. Harvey, Gregory R. Sekání, a Seaborg—vymyslel plán, jak vytvořit nový prvek, prvek 101. Nejprve byly atomy einsteinia rozloženy na tenkou zlatou fólii. Od einsteinium má poločas asi tři týdny, vědci se měla jen asi týden po obdržení prvek provádět své experimenty.
Sbírat zlaté fólie obsahující stopové množství mendelevium.
Když Ghiorso vypočítá přibližný počet atomů prvku 101, která by vznikla, když zlaté fólie byla bombardovány alfa částicemi, zjistil, že číslo bude mnohem menší, než doufal. Podle výpočtů Ghiorso by bylo vytvořeno pouze asi jeden atom nového prvku 101 za každé tři hodiny, kdy byla zlatá fólie bombardována alfa částicemi.
aby bylo možné oddělit nepředstavitelně malé množství nový prvek, který by byl vyráběn v experimentu, vědci nastavit druhý kus zlaté fólie za první chytit atomy, které by být uvolněni dopadu částic alfa. Tento kus fólie byl spěchán do kopce z cyklotronu do rad laboratoře, kde byl rozpuštěn a analyzován. Poločas rozpadu prvku 101 byl v řádu hodin, takže to byl závod objevit nový prvek, než znovu zmizel.
V časných ranních hodinách 19. února 1955, vědci viděli pět štěpení počítá, produkt štěpení zvedl jeden z mnoha detektorů, charakteristický prvek 101, a osm z prvku 100, fermium. To byl přesvědčivý důkaz, který potřebovali; prvek 101 už nebyl znám. Objev nejtěžšího atomu, který byl tehdy znám, byl oznámen na konci dubna 1955. V tiskové zprávě vydané univerzitou byla zdůrazněna vzrušující povaha objevu: „Atomy nový prvek může být nejvzácnější jednotek ohledu na to, že existují na zemi téměř 5 miliard let…17 atomů nový prvek všechny shnilé, samozřejmě, a „nový“ prvek je pro současné zaniklé znovu.“Vědci uveřejnili svůj objev v červnu 1955 vydání Physical Review Letters, pojmenování jejich prvek „mendelevium“ na počest Dmitrij ivanovič Mendělejev a jeho periodické tabulce.
v roce 1967 byl objeven nový izotop mendelevia, který v té době převzal jako nejtěžší atom známý vědcům. Co však bylo více vzrušující, byl poločas izotopu: Mendelevium-258 vydrží v laboratoři měsíce, což dramaticky zvýšilo příležitosti pro další studium těžkých prvků a jejich vlastností. Z potenciálu dalších těžkých prvků s dlouhými poločasy, řekl Seaborg, „nezměrně přidají k našemu základnímu chápání jaderné struktury.“. Zatím nevím, co to bude znamenat v praxi, ale nevěděli jsme, k čemu bude plutonium dobré, když ho před lety objevili a teď pohání lodě.“Existuje šestnáct známých izotopů mendelevia.
Video
Ghiorso je přeplňovaný VW Brouk jízdy vzorek Rad Lab.
Část 18 minut záznamu o KQED, veřejné vysílací stanice v Severní Kalifornii, video líčí objev mendelevium, jak upadla do některé ze stejných vědců, kteří prováděli experimenty. Video dramaticky předvádí dovednost a rychlost nutné syntetizovat nový prvek, a dramatickou cestu z cyklotronu do Rad Lab v Ghiorso je přeplňovaný VW Brouk.
tyto techniky postavily tým Berkeley do popředí elementárního objevu. Práce Seaborg a Ghiorso vedla k objevu více než tucet nových prvků, a pomohl rozšířit a změnit tvar periodické tabulce, přidání a naplnění v tom, co je nyní série aktinidů. Zatímco záběry května byly původně výstřel pro dokumentární film o experimentální techniky Rad Lab, zda záznam byl kdy propuštěn před Pana Lyneis‘ objevu není známo.
video byl nalezen Lyneis, bývalý Ředitel Operací a Vývoj v Berkeley lab, kde byly experimenty prováděny, v krabici filmů zamířil do koše. Lyneis upravovat video, přidejte zvukové efekty a vyprávění, vysvětlování techniky používané Ghiorso a jeho kolegové před více než šedesáti lety. Krabice také obsahovala záznam oslavy 25. výročí v Hanfordu, který Lyneis také daroval Nadaci Atomic Heritage Foundation a je zde vidět.
od roku 2016 již v prvních sedmi řádcích periodické tabulky nejsou žádné mezery. Budoucí expanze zůstává nejistá, ale hledání nových prvků stále pokračuje dodnes. Nadace Atomic Heritage Foundation je vděčná Dr. Lyneisovi za jeho práci a vysvětlení tohoto revolučního objevu.