Как и къде е откритайнщайн?
Айнщайний (253Es) е радиоактивен елемент в периодичната таблица
Айнщайнийът е открит почти едновременно с фермийе резултат от изследване на продуктите от експлозия на термоядрено устройство, произведено от американците в Тихия океан през ноември 1952 г. (тест "Майк").
Айви Майк (Mike Test, M Test) е първият в света тест на термоядрено взривно устройство.Произведен е от САЩ на 1 ноември 1952 г. в един от мотусите на атола Ениветок.Поради теглото и размерите си, както и използването на течен деутерий като гориво за термоядрен синтез, устройството няма практическа стойност като оръжие и е предназначено единствено за експериментална проверка на "двустепенния" дизайн, предложен от Улам и Телър.Експериментът беше успешен; Предполагаемата мощност на експлозията е била 10-12 мегатона тротил.
Eevee Mike (мощност 10,4 Mt) - атмосферни ядрени тестове, проведени от САЩ на атола Enewetak на 1 ноември 1952 г. Това е първият успешен тест на водородна бомба.
Установено е, че продуктите на експлозията съдържат особено тежки уранови и плутониеви ядра, включително 224Pu и 246Pu.Образуването на такива ядра може да бъде резултат само от моментното улавяне на няколко неутрона от 238U ядра (от6 до 17!). Това предполага, че ядрата на елементи с атомен номер по-голям от 98 може да са се образували едновременно с тежките изотопи на уран и плутоний.
Наистина, отделянето на продуктите от експлозията разкри наличието на нов тежък елемент и след обработка на голямо количество коралови утайки и мръсотия, донесени от мястото на експлозията, беше възможно да се изолират два изотопа (253 и 255) на новия елемент.Получава името "Айнщайниум" в чест на най-великия математик и физик на 20 век.По-късно елементът99 е произведен изкуствено по други методи, главно чрез продължително облъчване на плутоний с високоенергийни неутрони.С този метод могат да се получат няколко грама айнщайний за 2-3 години; При термоядрена реакция се образува за няколко хилядни от секундата.Най-стабилният изотоп, айнщайний-254, има период на полуразпад от около 270 дни.
Защо е слабо разбран и как се използва?
Айнщайний е радиоактивен метал и принадлежи към семейството на актинидите.степени на окисление от 2 и 3.Пример за това е неговият йодид с химична формула EsI3.В обикновен воден разтвор айнщайний съществува в най-стабилната си форма под формата на йони.
Също така, този метал се отличава с кубична решетка, центрирана върху лицето, докато параметрите на решетката са около 0,575 нанометра, точката на топене е 860 °C.Характеризира се с относително висока волатилност. Много твърди съединения на айнщайний са синтезирани и проучени, като Es₂O₃, EsCl₃, EsOCl, EsBr₂, EsBr₃, EsI₂и EsI₃.
Известни са общо 19 изотопа и 3 изомера с масови числа от 243 до 256. Най-дълго живеещият от изотопите, 252Es, има период на полуразпад 471,7 дни.
Използва се за получаване на менделевиум при бомбардиране в циклотрон с хелиеви ядра.
Кварцов флакон (диаметър 9 mm), съдържащ ~ 300 μg твърди 253Es. Полученото осветление е резултат от интензивното излъчване на 253Es. Кредит: Haire, RG, Министерство на енергетиката на САЩ.
Учените обаче са направили малко експерименти с чист айнщайний и е факт, че е много трудно да се пресъздаде. Екип от химици от лабораторията в Бъркли преодоля тези препятствия, за да докладва за първото проучване, характеризиращо някои от неговите свойства, отваряйки вратата за по-добро разбиране на останалите трансуранови елементи на редица актиниди.
Как се изучава елементът сега?
Изследване „Структурно и спектралнохарактеристики на айнщайниумовия комплекс ”, публикуван в списание Nature, е извършен съвместно от жена учен от лабораторията в Бъркли, Ребека Абергел и учен от Националната лаборатория в Лос Аламос, Стош Козимор. В работата участваха и учени от две лаборатории - Калифорнийския университет в Бъркли и Джорджтаунския университет. Общо учените разполагаха с около 250 нанограма от елемента и това количество вещество беше достатъчно, за да се измери за първи път дължината на химическата връзка на този елемент - основното свойство, което определя взаимодействието му с други атоми и молекули .
Днес за айнщаиния е известноМалко. След като разбраха химичното му поведение, учените могат да прилагат тези знания за разработване на нови материали или нови технологии. И не само с Айнщайний, но и с останалите актиноиди. Учените отбелязват, че внимателното изследване на айнстенията ще помогне в бъдеще да се открие нова химия - поне един нов елемент.
Как учените успяха да го пресъздадат за проучване?
Абергел и нейният екип са използвали експериментални съоръжения, които са били недостъпни преди десетилетия, когато айнщайний е открит за първи път – молекулярната леярна в лабораторията в Бъркли и източникът на синхротронна светлина в Станфорд (SSRL) в Националната ускорителна лаборатория SLAC, и двете съоръжения на Службата за наука на Министерството на енергетиката на САЩ – за провеждане на експерименти с луминесцентна спектроскопия и рентгенова абсорбция Спектроскопия.
Учените отбелязват, че получаването на пробата в използваема форма е почти половината от успеха.
Материалът се произвежда във високоенергиен изотопен реакторпоток в Националната лаборатория Оук Ридж. Това е едно от малкото места в света, където по принцип е възможно създаването на айнщаиний. Реакторът използва неутронно бомбардиране на цели от курий, за да предизвика дълга верига от ядрени реакции. Първият проблем, с който се сблъскаха, беше, че пробата беше замърсена със значителни количества калифорний, тъй като е изключително трудно да се получи чист айнщаиний в използваемо количество.
Учените от Бъркли Дженифър Уакър(отляво надясно), Летисия Арнедо-Санчес, Кори Картър, Катрин Шийлд работят в химическата лаборатория на Ребека Абергел. Кредит: Мерилин Сарджънт / Лаборатория Бъркли
Така че те трябваше да се откажат от своитепървоначалният план за използване на рентгенова кристалография, която се счита за златен стандарт за получаване на структурна информация за силно радиоактивни молекули, но изисква проба от чист метал и вместо това излезе с нов начин за вземане на проби и използване на елементарни методи за изследване. Изследователите от Лос Аламос оказаха критична помощ по време на тази фаза, като разработиха държач на проби, който е уникално подходящ за справяне с присъщите проблеми на Айнщайниум.
Тогава друг проблем беше борбата срещурадиоактивен разпад. Екипът на лабораторията в Бъркли проведе своите експерименти с айнщаиний-254, един от най-стабилните изотопи на този елемент. Неговият полуживот е 276 дни, което е времето за разлагане на половината от материала. Докато екипът успяваше да проведе много експерименти преди пандемията на коронавируса, те имаха планове за последващи експерименти, които бяха прекъснати поради прекъсвания, свързани с пандемията. По времето, когато успяха да се върнат в лабораторията си миналото лято, по-голямата част от пробата вече беше изчезнала.
Какво откриха учените?
Изследователите обаче успяха да измерватразстоянието на връзката с Айнщайний и също така откри някои физикохимични поведения, които се различават от това, което се очаква от редица актиниди. Това са елементите в долния ред на периодичната таблица.
След като получих картина на подреждането на атомите в молекула,включително айнщайний, учените измериха дължината на химическа връзка и откриха някои интересни химични свойства. Характеристиките на луминесценцията и спин-орбиталното свързване на Айнщайний са различни от това, което бихме могли да очакваме от елемент от актиновата серия - долния ред на периодичната таблица.
Тази серия съдържа елементи или изотопи, коитополезно за производството на ядрена енергия или радиофармацевтици. С нови данни ще имаме по-добро разбиране за това как се държи цялата гама от актиноиди.
Ребека Абергел от лабораторията Бъркли
Изненадващо, това изследване предоставя и възможност за изследване отвъд периодичната таблица и може би за откриване на нов елемент.
Прочетете още
Погледнете изображение на Марс с 8 трилиона пиксела
Учените са разработили заместител на теорията на относителността. Каква е същността на „теорията на всичко“?
Учените са открили доказателства за кръстосване на съвременни хора с неандерталци
Курий, или по-точно определени изотопи на курийпроизведени в ядрени реактори. Натрупването на атоми на курий става чрез последователно улавяне на неутрони от ядрата на целевите елементи. Освен това, когато курият се натрупва в достатъчни количества, той се изолира чрез методи на химическа обработка, концентрира се и се получава основно куриев оксид. Куриумът е изключително скъп метал и все още се използва в най-важните области на ядрените технологии, въпреки това в САЩ и Русия има така наречените програми за курий.
Кръстен на Пиер и Мария Кюри.
Моту са малки острови, обграждащи централния остров на атола, образувани в резултат на издигането на коралов риф. Моту се среща само в тропически води.