Najteži element – pronađen ili nije

Postoji li superteški hemijski element u stenama naše planete,teži od ma kojeg prirodno nastalog ili veštački stvorenog?

Fizičari s Jevrejskog univerziteta u Jerusalimu (Izrael) koje je predvodio Amnon Marinov uvereni su da su na časak opazili nekoliko atoma u rastvoru prirodnih minerala, čija bi masa trebalo da iznosi 122 (broj protona u jezgru). U Mendeljejevljevoj tablici novajlija bi se, prema teorijskim razmatranjima, ukotvio na posldnjem mestu u družini novootkrivenih superteških aktinida otkrivenih proteklih godina u ogledima. Čak je stekao ime: eka-torijum ili unbibijum.

Ukoliko se, zaista, još nalazi u prirodi, veoma je dugovečan – poluživot (vreme poluraspada) iznosi sto miliona godina – i javlja se u iznosu od jedan do 10 h 10^-12 u odnosu na atome torijuma. Malo, beskonačno malo!

Ostali naučnici su, međutim, uveliko sumnjičavi.

Elementi teži od uranijuma-92 su, u suštini, odavno iščezli, ubrzo posle začetka naša Vaseljena, zato što su nepostojani. Veruje se da najveći broj hemijskih elemenata potiče iz zvezda i da su se obrazovali u postupku nazvanom nukleosinteza. Prema važećoj kosmološkoj teoriji, sto sekundi nakon „Velikog praska” (Big Bang), nepojamno razorne eksplozije, otpočela je prva nukleosinteza: najpre su se oblikovala laka, zatim teža jezgra i, na kraju, atomi pojedinih elemenata.

Dugotrajno bombardovanje

Svi superteški hemijski elementi s rednim brojem većim od 100 opaženi su u složenim opitima, posle spajanja (fuzija) odabranog teškog jezgra kao metka i odabranog teškog jezgra kao mete. Verovatnoća događanja je veoma mala, a vreme postojanja izuzetno kratko. Da bi se obrazovalo i primetilo samo jedno jezgro, meta se bombarduje s milijardu milijardi metaka nekoliko sedmica!

Kako je moguće da danas neko ugleda nešto čega toliko dugo nema?

Izraelski istraživači su raščlanili (analiza) prečišćeni rastovr torijuma (s rednim brojem 90) propuštajući ga kroz spravu zvanu maseni spektrometar koja meri masu pojedinačnih atoma. Torijum bi trebalo da ima atomsku masu blisku 232 (uključujući neutrone), ali ih je uočeno pregršt više – čak 292. A to je značilo da je teži nego ikoji poznati. Šta su, u stvari, preduzeli?

Ispaljivali su jedna za drugim jezgra torijuma kroz maseni spektrometar da bi izmerili koliko je koje teško. Torijum ima atomski broj 90 i javlja se, uglavnom, u vidu dva izotopa – sa atomskom težinom 230 i 232. Ali se niotkuda pojavio hemijski element s težinom 292 i atomskim brojem oko 122. Naknadnom proverom ustanovljeno je da nije bilo ikakvih primesa sa strane, čak ni ugljovodonika iz ulja koje se koristi u vakuumskim pumpama.

Drugim rečima, ukupna masa odgovarala je neuhvatljivom hemijskom elementu 122 ili izotopu sa 170 neutrona, a nije isključen ni element 124 sa 168 neutrona. Proračuni su pokazali da su oba izotopa morala da budu kratkog veka, s vremenom radioaktivnog poluraspada od nekoliko nanosekundi (milijarditi delić sekunde). Ni čestito da trepnete!

Amnon Marinov naglašava da je jezgro bilo u itekako pobuđenom stanju – sa izuzetnim izobličenjem i kovitlanjem, zbog čega pretpostavlja da je raspadanje potrajalo malčice duže.

Ostrvo stabilnosti

Ukoliko je to majušna mrvica građe zaostale u Zemljinom stenju nakon četiri i po milijarde godina od planetinog uobličenja, trebalo bi da ima poluživot koji premašuje sto miliona godina. I to nije neuverljivo, smatra nuklearni fizičar Rolf-Ditmar Hercberg sa Univerziteta Liverpul (Velika Britanija), koji nije učestvovao u dotičnom izučavanju. Poznato je, naime, da se pobuđeno stanje izotopa tantala-180 takoreći beskonačno proteže – milionima milijardi godina.

Isti naučnik, s druge strane, nije nimalo zadivljen jer u nedavno objavljenom članku israelskih istraživača nailazi na praznine ili nejasnoće. Ako trag u prečišćenom rastvoru pripada torijumu, moralo bi ga biti znatno više u prirodnim mineralima. Nezamislivo je da niko do sada to nije zapazio, upozorava Rolf-Ditmar Hercberg, dodajući da sumnja da se jezgro te veličine, u tolikoj meri izobličeno i ubrzano, raspalo jednostavnim cepanjem na dva delića!

I Kenet Gregorič iz Lorens Berklijeve laboratorije (SAD) je podozriv navodeći da proračuni izvedeni posle masene spektrometrije nisu dovoljni. Da bi se razglasio novi hemijski element, valja imati kudikamo više dokaza. Iz objašnjenja se ispostavlja, ističe on, da su iskrsle izvesne nevolje u samom postupku.

Ukoliko su u prirodi opstali veoma postojani superteški izotopi, verovatno imaju više od 170 neutrona koliko su izraelski naučnici obelodanili. Pretpostavlja se da „ostrvo stabilnosti” postoji oko izotopa sa 184 netrona, ali ih niko nije još izdvojio (sinteza).

Potraga za superteškim hemijskim elementima traje nekoliko decenija. Iako je svaki preživeo beskrajno kratak delić sekunde, vek trajanja se nije – kao što se verovalo – naglo skraćivao, iz čega proizilazi da se iznenada može pojaviti „ostrvo stabilnosti”.

Ustava za slična otkrića je podignuta: nove superteške elemente obavezno valja potražiti u blizini uranijuma.