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.
O uznaní existencie prvku 112 sme už na veda.sme.sk písali - čítajte
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.
Rozhovor s profesorom Štefanom Šárom - čítajte
Platný člen tímuPosledné 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 darmstadtium111. prvok sa volá roentgenium112. 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.
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 rokyAk 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
