Најтежи елемент – пронађен или није

Постоји ли супертешки хемијски елемент у стенама наше планете,тежи од ма којег природно насталог или вештачки створеног?

Физичари с Јеврејског универзитета у Јерусалиму (Израел) које је предводио Амнон Маринов уверени су да су на часак опазили неколико атома у раствору природних минерала, чија би маса требало да износи 122 (број протона у језгру). У Мендељејевљевој таблици новајлија би се, према теоријским разматрањима, укотвио на послдњем месту у дружини новооткривених супертешких актинида откривених протеклих година у огледима. Чак је стекао име: ека-торијум или унбибијум.

Уколико се, заиста, још налази у природи, веома је дуговечан – полуживот (време полураспада) износи сто милиона година – и јавља се у износу од један до 10 х 10^-12 у односу на атоме торијума. Мало, бесконачно мало!

Остали научници су, међутим, увелико сумњичави.

Елементи тежи од уранијума-92 су, у суштини, одавно ишчезли, убрзо после зачетка наша Васељена, зато што су непостојани. Верује се да највећи број хемијских елемената потиче из звезда и да су се образовали у поступку названом нуклеосинтеза. Према важећој космолошкој теорији, сто секунди након „Великог праска” (Big Bang), непојамно разорне експлозије, отпочела је прва нуклеосинтеза: најпре су се обликовала лака, затим тежа језгра и, на крају, атоми појединих елемената.

Дуготрајно бомбардовање

Сви супертешки хемијски елементи с редним бројем већим од 100 опажени су у сложеним опитима, после спајања (фузија) одабраног тешког језгра као метка и одабраног тешког језгра као мете. Вероватноћа догађања је веома мала, а време постојања изузетно кратко. Да би се образовало и приметило само једно језгро, мета се бомбардује с милијарду милијарди метака неколико седмица!

Како је могуће да данас неко угледа нешто чега толико дуго нема?

Израелски истраживачи су рашчланили (анализа) пречишћени растовр торијума (с редним бројем 90) пропуштајући га кроз справу звану масени спектрометар која мери масу појединачних атома. Торијум би требало да има атомску масу блиску 232 (укључујући неутроне), али их је уочено прегршт више – чак 292. А то је значило да је тежи него икоји познати. Шта су, у ствари, предузели?

Испаљивали су једна за другим језгра торијума кроз масени спектрометар да би измерили колико је које тешко. Торијум има атомски број 90 и јавља се, углавном, у виду два изотопа – са атомском тежином 230 и 232. Али се ниоткуда појавио хемијски елемент с тежином 292 и атомским бројем око 122. Накнадном провером установљено је да није било икаквих примеса са стране, чак ни угљоводоника из уља које се користи у вакуумским пумпама.

Другим речима, укупна маса одговарала је неухватљивом хемијском елементу 122 или изотопу са 170 неутрона, а није искључен ни елемент 124 са 168 неутрона. Прорачуни су показали да су оба изотопа морала да буду кратког века, с временом радиоактивног полураспада од неколико наносекунди (милијардити делић секунде). Ни честито да трепнете!

Амнон Маринов наглашава да је језгро било у итекако побуђеном стању – са изузетним изобличењем и ковитлањем, због чега претпоставља да је распадање потрајало малчице дуже.

Острво стабилности

Уколико је то мајушна мрвица грађе заостале у Земљином стењу након четири и по милијарде година од планетиног уобличења, требало би да има полуживот који премашује сто милиона година. И то није неуверљиво, сматра нуклеарни физичар Ролф-Дитмар Херцберг са Универзитета Ливерпул (Велика Британија), који није учествовао у дотичном изучавању. Познато је, наиме, да се побуђено стање изотопа тантала-180 такорећи бесконачно протеже – милионима милијарди година.

Исти научник, с друге стране, није нимало задивљен јер у недавно објављеном чланку исраелских истраживача наилази на празнине или нејасноће. Ако траг у пречишћеном раствору припада торијуму, морало би га бити знатно више у природним минералима. Незамисливо је да нико до сада то није запазио, упозорава Ролф-Дитмар Херцберг, додајући да сумња да се језгро те величине, у толикој мери изобличено и убрзано, распало једноставним цепањем на два делића!

И Кенет Грегорич из Лоренс Берклијеве лабораторије (САД) је подозрив наводећи да прорачуни изведени после масене спектрометрије нису довољни. Да би се разгласио нови хемијски елемент, ваља имати кудикамо више доказа. Из објашњења се испоставља, истиче он, да су искрсле извесне невоље у самом поступку.

Уколико су у природи опстали веома постојани супертешки изотопи, вероватно имају више од 170 неутрона колико су израелски научници обелоданили. Претпоставља се да „острво стабилности” постоји око изотопа са 184 нетрона, али их нико није још издвојио (синтеза).

Потрага за супертешким хемијским елементима траје неколико деценија. Иако је сваки преживео бескрајно кратак делић секунде, век трајања се није – као што се веровало – нагло скраћивао, из чега произилази да се изненада може појавити „острво стабилности”.

Устава за слична открића је подигнута: нове супертешке елементе обавезно ваља потражити у близини уранијума.