SME
Sobota, 21. september, 2019 | Meniny má Matúš

Periodická tabuľka sa rozrastie

Pri čerstvo uznanom objave chemického prvku s atómovým číslom 112 boli aj slovenskí fyzici na čele so špičkovým jadrovým fyzikom Štefanom Šárom.

Profesor Štefan Šáro so schematickým zobrazením rozpadu nového prvku s číslom 112.Profesor Štefan Šáro so schematickým zobrazením rozpadu nového prvku s číslom 112.(Zdroj: MICHAL AČ)

Nový chemický prvok s číslom 112 a provizórnym názvom ununbium je zatiaľ posledný, ktorý sa o nejaký čas oficiálne objaví v Mendelejevovej periodickej tabuľke. K jeho objavu prispeli aj slovenskí vedci na čele so špičkovým jadrovým fyzikom Štefanom Šárom.

BRATISLAVA. Medzinárodná únia čistej a aplikovanej chémie (IUPAC) po dlhých rokoch neistoty a overovania uznala existenciu nového chemického prvku.

Prvý raz ho vytvorili vo februári 1996 členovia medzinárodného tímu Centra výskumu ťažkých iónov (GSI) v nemeckom Darmstadte.

Úspešný tím, ktorý už predtým s použitím 120-metrového urýchľovača častíc objavil päť nových prvkov, vedie Sigurd Hofmann. Na jeho práci sa podieľa niekoľko vedcov z Nemecka, Ruska, Fínska a Slovenska.

Platný člen tímu

Posledné prvky

V Darmstadte v posledných vyše dvadsiatich rokoch vytvorili tieto nové prvky:

  • bohrium, pomenovaný podľa Nielsa Bohra, je 107. prvok,
  • hassiuum podľa Hesenska, kde leží Darmstadt, je 108. prvok,
  • meitnerium na počesť Lise Meitnerovej, je 109. prvok.
  • 110. prvok sa volá darmstadtium
  • 111. prvok sa volá roentgenium
  • 112. prvok ununbium (návrh)

Platným členom Hofmannovho tímu je experimentálny jadrový fyzik Štefan Šáro, vedúci oddelenia jadrovej fyziky na katedre fyziky a biofyziky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského.

V rokoch 1990 – 93 v Darmstadte vyvíjal a vylepšoval technické zariadenia, slúžiace na úspešné experimenty pri hľadaní nových prvkov. Výrazne mu v tom pomáhal najmä inžinier R. Janík z domáceho pracoviska. Boli pri objave troch nových prvkov vrátane posledného s atómovým číslom 112.

„Prvok 112 vznikol bombardovaním oloveného terča naneseného na tenkú fóliu, elektricky nabitými jadrami atómov, teda iónmi zinku. Patrí do skupiny superťažkých a veľmi nestabilných prvkov, ktoré sa začínajú rozpadať rýchlo po vytvorení,“ povedal v rozhovore pre SME profesor Šáro.

V prípade prvku 112 trval rozpad iba okolo jednej milisekundy. Keďže krátkožijúce jadro je rádioaktívne, pri rozpade z neho unikajú častice alfa.

Proces rozpadu má niekoľko krokov, každý treba do detailu zaznamenať. Slúžia na to špeciálne elektronické systémy a počítačové programy.

Vďaka nim mohli vedci jednoznačne dokázať, že jadro, ktoré vyslalo impulzy, vzniklo zlúčením zinku a olova: zinok má v jadre 30 protónov, olovo ich má 82.

photo_112_staf.jpg

Objaviteľský kolektív 112. prvku v roku 1996 v GSI Darmstadt. Prof. Štefan Šáro je prvý vpravo dole.
Foto:GSI A. ZSCHau.

Dokonale zachytený rozpad

„Rozpad tohto jadra sa podarilo zachytiť skutočne vynikajúcim spôsobom, takže nebolo pochýb, že ide o nový prvok s číslom 112,“ hovorí Šáro.

Pravdepodobnosť, že sa urýchlený ión spojí s atómovým jadrom v terčíku, je pri snahách o vytvorenie nových superťažkých prvkov veľmi malá. Kým sa fyzikom pri predchádzajúcom pokuse podarilo zaregistrovať syntézu atómu nového prvku 111, museli v darmstadtskom urýchľovači vystreliť na terč také množstvo atómov, ktoré má číselné vyjadrenie desať na osemnástu.

Potom trvalo ďalšie dva roky, kým vedci vylepšili parametre urýchľovača natoľko, že mohli prejsť k ešte ťažším jadrám.

Keďže pravdepodobnosť syntézy jadier ešte niekoľkonásobne klesla, zariadenie muselo byť niekoľkonásobne citlivejšie.

Dva atómy za štyri roky

Ak by sa do Mendelejevovej tabuľky dostal neoverený prvok, vo svete chémie a fyziky by to mohlo vyvolať zmätok.

Preto dbajú členovia IUPAC na to, aby sa nič podobné nemohlo prihodiť ani náhodou. Logicky teda jeden pokus, aj keď úspešný a zdokumentovaný, na oficiálne ohlásenie nového prvku nestačí.

V roku 2000 v Darmstadte urobili ďalší úspešný experiment a vyrobili druhý atóm prvku 112. Dva atómy za štyri roky sa môžu zdať málo, ale iba ak zabudneme, že fyzici tam už pracujú naozaj na hranici technických možností.

Špičkový tím v japonskom výskumnom centre RIKEN experiment v roku 2002 zopakoval a získal rovnaké výsledky, čo už bolo nezávislým potvrdením objavu, po ktorom túžila IUPAC.

Neskoršie experimenty, ktoré prebehli aj v známom fyzikálnom laboratóriu v Berkeley v Kalifornii, však neboli úspešné.

„Možno im chýbalo technické zázemie, možno nedokázali dať dokopy tím s potrebnou vytrvalosťou,“ uvažuje o ich neúspechu Šáro.

Z hľadiska nevyhnutného postupu pri overovaní nových chemických prvkov stojí za pozornosť, že v RIKEN-e už vytvorili prvok s číslom 113.

Použili rovnakú metódu ako v Darmstadte, teda „streľbu“ iónmi zinku, no nie na jadrá olova, ale na susedný ťažší prvok – bizmut. Museli však pri tom ožarovať terč nepretržite počas mnohých mesiacov.

Kto zopakuje nové experimenty?

Potvrdiť vznik nového prvku je zdĺhavé a drahé. Inak ho však neuznajú.

Na to, aby sa do Mendelejevovej tabuľky nedostávali neoverené prvky, dbá Medzinárodná únia čistej a aplikovanej chémie (IUPAC).

Vznik nových prvkov musí byť overený ďalším pokusom, najlepšie nezávislým tímom. IUPAC na tom trvá, povedal pre britský New Scientist Sigurd Hofmann, vedúci tímu z darmstadtského Centra výskumu ťažkých kovov, kde sa zrodil zatiaľ posledný overený prvok 112.

Je to logické, no ako povedal pre SME aj Štefan Šáro, zopakovať tak technicky aj časovo náročný experiment, pri ktorom v japonskom centre vytvorili nový prvok 113, bude nesmierne náročné. „Aj v Darmstadte si vieme iba ťažko predstaviť, že by sme mohli používať urýchľovač na jeden experiment nepretržite trištvrte roku,“ upozornil.

V podobnej situácii je aj tím Juraja Oganessiana zo Spojeného ústavu jadrového výskumu v ruskej Dubne, ktorý skúša novátorskú cestu k objavu superťažkých prvkov – horúcu fúziu (jej princíp vysvetľuje Š. Šáro na webe). Takto sa v Dubne prepracovali až k prvku 118. No opäť bude zložité ich objavy potvrdiť.
Michal Ač

Najčítanejšie na SME Tech

Inzercia - Tlačové správy

  1. Aj verejnosť si vyberá svojho Učiteľ Slovenska
  2. Púštne kráľovstvo: Prečo by ste mali navštíviť Jordánsko?
  3. Známe i menej známe tváre nechcú inú zdravotnú poisťovňu
  4. Bývate často chorý? Odmerajte si vlhkosť vzduchu
  5. Revolučný Volkswagen ID.3 naživo z Frankfurtu!
  6. Nepremeškajte túto šancu. Jedinečná konferencia sa blíži
  7. Vyberte si dovolenku na Silvestra už teraz
  8. Afrika, Ázia a Karibik: Exotické plavby s letenkou a sprievodcom
  9. Kupujete si SUV do mesta? Oplatí sa benzín, diesel alebo hybrid?
  10. V prvom roku fixný výnos až 8,5 % ročne
  1. Nový Focus ST - exkluzívne vo Ford POP Up Store
  2. Aj verejnosť si vyberá svojho Učiteľ Slovenska
  3. Púštne kráľovstvo: Prečo by ste mali navštíviť Jordánsko?
  4. Špičkový slovenský pretekár Maťo Homola je ambasádorom OMV
  5. Špičkový slovenský pretekár Maťo Homola je ambasádorom OMV
  6. Známe i menej známe tváre nechcú inú zdravotnú poisťovňu
  7. Bývate často chorý? Odmerajte si vlhkosť vzduchu
  8. Ochrana klímy spojí slovenské mestá a obce
  9. Revolučný Volkswagen ID.3 naživo z Frankfurtu!
  10. Na hrúbke záleží. Aj dva centimetre rozhodujú
  1. Kupujete si SUV do mesta? Oplatí sa benzín, diesel alebo hybrid? 11 570
  2. Bývate často chorý? Odmerajte si vlhkosť vzduchu 11 224
  3. Známe i menej známe tváre nechcú inú zdravotnú poisťovňu 9 555
  4. Na hrúbke záleží. Aj dva centimetre rozhodujú 8 271
  5. Vyberte si dovolenku na Silvestra už teraz 6 633
  6. Afrika, Ázia a Karibik: Exotické plavby s letenkou a sprievodcom 6 306
  7. Púštne kráľovstvo: Prečo by ste mali navštíviť Jordánsko? 5 848
  8. SEAT vyriešil problém s bezpečnosťou bezkľúčového prístupu 5 756
  9. Vyhrajte cestu okolo sveta 5 652
  10. Osem cestovateľských tipov, kam sa vybrať cez jesenné prázdniny 5 548

Hlavné správy zo Sme.sk

Predstavte si Mečiara ako prezidenta a Fica ako premiéra. Také peklo máme v Česku (rozhovor)

Oslabený Babiš Zemanovi vyhovuje, hovorí novinár Jaroslav Kmenta.

Jaroslav Kmenta.
Momentka zo zápasu Maďarsko - Slovensko v kvalifikácii na EURO 2020.
KOMENTÁR PETRA SCHUTZA

Zeman prekračuje ďalšiu červenú čiaru

Český prezident sa správa ako Mečiar pri amnestiách.

Komentátor SME Peter Schutz.
Ladislav Tichý.

Neprehliadnite tiež

Ilustračné foto.
Ben Feringa získal Nobelovu cenu za chémiu v roku 2016. Podelil sa o ňu s chemikmi Jean-Pierrom Sauvageom a Sirom J. Fraserom Stoddartom.
Podcast Klik

Klik: Prečo sa Spotify začína hrať na Veľkého brata

Komentovaný prehľad technologických správ.

Podcast Klik denníka SME.