Hogyan és hol fedezték feleinsteinium?
Az Einsteinium (253E) a periódusos rendszer radioaktív eleme
Az einsteiniumot szinte egyszerre fedezték fel a fermiummalaz amerikaiak által a Csendes-óceánon 1952 novemberében gyártott termonukleáris eszköz robbanásveszélyes termékeinek kutatásának eredménye ("Mike" teszt).
Evie (Ivy) Mike Ivy Mike teszt"Mike", "M" teszt) a világ első termonukleáris robbanószerkezeti tesztje. Az Egyesült Államok 1952. november 1-jén gyártotta az Enewetak Atoll egyik motuján. Súlya és mérete, valamint folyékony deutérium fúziós üzemanyagként való felhasználása miatt az eszköznek nem volt gyakorlati fegyvere, és kizárólag az Ulam és Teller által javasolt „kétlépcsős” tervezés kísérleti tesztelésére szolgált. A kísérlet sikeres volt; A robbanás becsült ereje 10-12 megatonna TNT-nek megfelelő volt.
Eevee Mike (teljesítmény 10,4 Mt) - légköri nukleáris kísérletek, amelyeket az Egyesült Államok 1952. november 1-jén végzett az Enewetak Atollon. Ez a hidrogénbomba első sikeres tesztje.
Azt találták, hogy a robbanástermékekbenkülönösen nehéz urán- és plutóniummagokat tartalmaz, köztük 224Pu-t és 246Pu-t. Az ilyen atommagok kialakulása csak több neutron (6-tól 17-ig!) 238U atommagok általi azonnali befogásának eredménye lehet. Ez okot adott annak feltételezésére, hogy az urán és a plutónium nehéz izotópjaival egyidejűleg 98-nál nagyobb rendszámú elemek magjai is kialakulhatnak.
Valójában a robbanástermékek szétválasztásakorÚj nehéz elem jelenlétét fedezték fel, és a robbanás helyéről hozott nagy mennyiségű korallüledék és iszap feldolgozása után sikerült elkülöníteni az új elem két izotópját (253. és 255.). Az „Einsteinium” nevet a 20. század legnagyobb matematikusa és fizikusa tiszteletére kapta. Albert Einstein. Később a 99-es elemet mesterségesen, más módszerekkel, főként a plutónium nagyenergiájú neutronokkal történő hosszan tartó besugárzásával állították elő. Ezzel a módszerrel 2-3 év alatt több gramm einsteiniumhoz juthat; termonukleáris reakció során néhány ezredmásodperc alatt keletkezik. A legstabilabb izotóp, az einsteinium-254 felezési ideje körülbelül 270 nap.
Miért rosszul értik és hogyan használják?
Az Einsteinium egy radioaktív fém ésaz aktinidák családjába tartozik. Vegyületekben +2 és +3 oxidációs állapotot mutat. Példa erre az EsI3 kémiai képletű jodid. Közönséges vizes oldatban az einsteinium a legstabilabb ion formájában létezik.
Ezt a fémet köbössége is megkülönböztetiarcközpontú rács, körülbelül 0,575 nanométer rácsparaméterrel, olvadáspont - 860 °C. Viszonylag nagy illékonyság jellemzi, számos szilárd einsteinium vegyületet szintetizáltak és tanulmányoztak, mint például az Es2O3, EsCl3, EsOCl, EsBr2, EsBr3, EsI2 és EsI3.
Összesen 19 izotóp és 3 olyan izomer ismert, amelyek tömegszáma 243 és 256. A leghosszabb élettartamú, 252E izotópok felezési ideje 471,7 nap.
Mendelevium előállítására használják, ha ciklotronban héliummaggal bombázzák.
~ 300 μg szilárd 253E-t tartalmazó kvarcüveg (9 mm átmérőjű). Az így kapott megvilágítás 253Es intenzív sugárzásának eredménye. Hitel: Haire, RG, Amerikai Energiaügyi Minisztérium.
A tudósok azonban kevés kutatást végeztek a tiszta einsteiniummal.kísérletek. A helyzet az, hogy nagyon nehéz újrateremteni. A Berkeley Lab kémikusainak egy csapata leküzdötte ezeket az akadályokat, és beszámolt az első tanulmányról, amely néhány tulajdonságát jellemzi, és megnyitotta az ajtót az aktinid-sorozat fennmaradó transzurán elemeinek jobb megértéséhez.
Hogyan vizsgálják jelenleg az elemet?
Tanulmány „Strukturális és spektrálisAz einsteinium komplex jellemzői ”című, a Nature folyóiratban megjelent cikket Rebecca Abergel, a Berkeley laboratórium női tudósa és a Los Alamos Nemzeti Laboratórium tudósának, Stosh Cosimore-nak közösen hajtották végre. Két laboratórium tudósai is részt vettek a munkában - a Berkeley-i Kaliforniai Egyetemen és a Georgetown Egyetemen. Összesen a tudósoknak körülbelül 250 nanogramma elem állt a rendelkezésére, és ez az anyagmennyiség elegendő volt ahhoz, hogy először megmérjék ennek az elemnek a kémiai kötése hosszát - a fő tulajdonságot, amely meghatározza annak kölcsönhatását más atomokkal és molekulákkal. .
Ma az einsteiniumról ismertKis. Kémiai viselkedésének kitalálása után a tudósok alkalmazhatják ezeket az ismereteket új anyagok vagy technológiák kifejlesztésére. És nemcsak az Einsteiniummal, hanem a többi aktiniddal is. A tudósok megjegyzik, hogy az einsthenia gondos tanulmányozása a jövőben új kémia - legalább egy új elem - felfedezésében segít.
Hogyan tudták a tudósok újrateremteni tanulmányozás céljából?
Abergel és csapata használtaolyan kísérleti létesítmények, amelyek évtizedekkel ezelőtt nem álltak rendelkezésre, amikor az einsteiniumot először felfedezték – a Berkeley Lab molekuláris öntöde és a Stanford Synchrotron Radiation Light Source (SSRL) az SLAC National Accelerator Laboratory-ban, mindkettő az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Tudományos Hivatalának létesítménye – lumineszcencia végrehajtására spektroszkópia és röntgenabszorpciós spektroszkópiával kapcsolatos kísérletek.
A tudósok megjegyzik, hogy a minta használható formában való beszerzése csaknem a siker fele volt.
Az anyagot nagy energiájú izotópreaktorban állítják előpatak az Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumnál. Ez egyike azon kevés helyeknek a világon, ahol elvileg lehetséges az einsteinium létrehozása. A reaktor a kúrium célpontjainak neutronbombázását használta a nukleáris reakciók hosszú láncolatának elindításához. Az első probléma, amellyel találkoztak, az volt, hogy a mintát jelentős mennyiségű Californium szennyezte, mivel tiszta einsteiniumot felhasználható mennyiségben rendkívül nehéz megszerezni.
A Berkeley tudósai, Jennifer Wacker(balról jobbra), Leticia Arnedo-Sanchez, Corey Carter, Catherine Shield Rebecca Abergel kémiai laboratóriumában dolgozik. Hitel: Marilyn Sargent / Berkeley Lab
Tehát fel kellett adniukaz eredeti terv a röntgen-kristályográfia alkalmazására vonatkozik, amelyet a nagy radioaktivitású molekulákról szóló szerkezeti információk megszerzésének aranystandardjának tekintenek, de tiszta fémmintára van szükség, ehelyett a minták előállításának és az elemi kutatási módszerek új módszerének kidolgozásával állt elő. A Los Alamos kutatói ebben a szakaszban kritikus segítséget nyújtottak egy olyan mintatartó kifejlesztésével, amely egyedülállóan alkalmas az Einsteinium eredendő problémáinak kezelésére.
Aztán egy másik probléma a harc voltradioaktív bomlás. A Berkeley laboratóriumi csoport az einsteinium-254-gyel, ennek az elemnek az egyik legstabilabb izotóppal végezte kísérleteit. Felezési ideje 276 nap, ami az anyag felének bomlási ideje. Míg a csapat a koronavírus-járvány előtt számos kísérletet tudott végezni, tervei voltak a további kísérletekre, amelyeket a pandémiával kapcsolatos kiesések miatt megszakítottak. Mire tavaly nyáron sikerült visszatérniük laboratóriumukba, a minta nagy része már eltűnt.
Mit tudtak meg a tudósok?
A kutatók azonban meg tudták mérnikötési távolságot mutat az Einsteiniummal, és olyan fizikai-kémiai viselkedést is talált, amely különbözik attól, amit számos aktinidtól elvárhatunk. Ezek az elemek a periódusos rendszer alsó sorában.
Miután képet kapott az atomok elrendezéséről egy molekulában,az einsteiniumot is beleértve, a tudósok megmérték a kémiai kötés hosszát, és érdekes kémiai tulajdonságokat fedeztek fel. Az Einsteinium lumineszcencia és spin-pálya kapcsolásának jellemzői különböztek attól, amit elvárhatunk az aktinid-sorozat egyik elemétől - a periódusos rendszer alsó sorától.
Ez a sorozat olyan elemeket vagy izotópokat tartalmaz, amelyekhasznos nukleáris energia vagy radiofarmakon gyártásához. Új adatokkal jobban meg fogjuk érteni, hogyan viselkedik az aktinidák teljes tartománya.
Rebecca Abergel a Berkeley Lab-tól
Meglepő módon ez a kutatás lehetőséget ad a periódusos rendszeren túli felfedezésre is, és talán egy új elem felfedezésére is.
Olvass tovább
Nézzen meg egy 8 billió pixeles képet a Marsról
A tudósok kifejlesztették a relativitáselmélet helyettesítőjét. Mi a "mindennek az elmélete" lényege?
A tudósok bizonyítékot találtak a modern emberek és a neandervölgyiek keresztezésére
Kúrium, vagy inkább a kúrium bizonyos izotópjainukleáris reaktorokban állítják elő. A kúrium atomok felhalmozódása a neutronok egymást követő befogásával történik a célelemek magjai által. Továbbá, amikor a kúrium elegendő mennyiségben felhalmozódik, kémiai feldolgozási módszerekkel izolálják, koncentrált és főleg kárium-oxidot állítanak elő. A kúrium rendkívül drága fém, és még mindig a nukleáris technológia legfontosabb területein használják, ennek ellenére vannak úgynevezett kúriumprogramok az USA-ban és Oroszországban.
Nevezték Pierre és Marie Curie után.
A Motu az atoll központi szigetét körülvevő kis szigetek, amelyek egy korallzátony emelkedése következtében alakultak ki. A Motu csak trópusi vizekben található.