어떻게, 어디서 발견됐나아인 슈타이 늄?
아인슈타인늄(253Es)은 주기율표의 방사성 원소입니다.
아인 슈타이 늄은 페르뮴과 거의 동시에 발견되었습니다.1952 년 11 월 태평양에서 미국인이 생산 한 열핵 장치의 폭발 생성물에 대한 연구 결과입니다 ( "Mike"테스트).
에비(아이비) 마이크 아이비 마이크 테스트"Mike", 테스트 "M")은 세계 최초의 열핵폭발 장치 테스트입니다. 그것은 Enewetak Atoll의 모투 중 하나에서 1952년 11월 1일 미국에 의해 생산되었습니다. 무게와 크기, 그리고 액체 중수소를 핵융합 연료로 사용하기 때문에 이 장치는 무기로서 실용적인 가치가 없었고 오로지 Ulam과 Teller가 제안한 "2단계" 설계를 실험적으로 테스트하기 위한 것이었습니다. 실험은 성공했습니다. 폭발의 추정 위력은 TNT 환산으로 10~12메가톤이었다.
Eevee Mike (전력 10.4 Mt)-1952 년 11 월 1 일 Enewetak Atoll에서 미국이 수행 한 대기 핵 실험. 이것은 수소 폭탄의 첫 번째 성공적인 테스트입니다.
폭발 제품에서 발견되었습니다.224Pu 및 246Pu를 포함하여 특히 무거운 우라늄과 플루토늄 핵을 포함하고 있습니다. 그러한 핵의 형성은 238U 핵에 의해 여러 개의 중성자(6에서 17까지!)가 순간적으로 포획된 결과일 수 있습니다. 이는 우라늄 및 플루토늄의 무거운 동위원소와 동시에 원자 번호 98보다 큰 원소의 핵이 형성될 수 있다고 가정하는 이유를 제공했습니다.
실제로 폭발물을 분리할 때새로운 중원소의 존재가 발견됐고, 폭발 현장에서 가져온 다량의 산호 퇴적물과 진흙을 처리한 뒤 새로운 중원소의 동위원소 2개(253, 255)를 분리하는 것이 가능했다. 20세기의 가장 위대한 수학자이자 물리학자를 기리기 위해 '아인슈타인늄'이라는 이름이 붙여졌습니다. 알베르트 아인슈타인. 나중에 99번 원소는 주로 고에너지 중성자와 함께 플루토늄을 장기간 조사하는 등 다른 방법으로 인공적으로 생성되었습니다. 이 방법을 사용하면 2~3년 안에 몇 그램의 아인슈타이늄을 얻을 수 있습니다. 열핵 반응 중에는 수천분의 1초 안에 형성됩니다. 가장 안정한 동위원소인 아인슈타이늄-254는 반감기가 약 270일이다.
왜 제대로 이해되지 않고 어떻게 사용됩니까?
아인슈타이늄은 방사성 금속이며 악티나이드족에 속한다. 화합물에서는 산화 상태 +2와 +3을 나타냅니다. 그 예로는 화학식 EsI3을 갖는 요오드화물이 있습니다. 일반적인 수용액에서 아인슈타이늄은 가장 안정한 형태의 이온으로 존재합니다.
이 금속은 입방체로 구별됩니다.격자 매개변수가 약 0.575 나노미터이고 융점 - 860 °C인 면 중심 격자입니다. 비교적 높은 휘발성을 특징으로 하며, Es2O₃, EsCl₃, EsOCl, EsBr2, EsBr₃, EsI2, EsI₃ 등 많은 고체 아인슈타인 화합물이 합성 및 연구되어 왔습니다.
총 19 개의 동위 원소와 243 ~ 256 개의 질량수를 가진 3 개의 이성질체가 알려져 있으며, 동위 원소 중 최장 수명 인 252E는 471.7 일의 반감기를 갖는다.
헬륨 핵을 가진 사이클로트론에 충격을 가했을 때 멘델레븀을 얻는 데 사용됩니다.
~ 300 μg의 고체 253E를 포함하는 석영 바이알 (직경 9mm). 그 결과 조명은 253E의 강렬한 복사의 결과입니다. 출처 : Haire, RG, 미국 에너지 부.
그러나 과학자들은 순수한 아인슈타이늄에 대해 거의 연구를 하지 않았습니다.실험. 문제는 재현하기가 매우 어렵다는 것입니다. 버클리 연구소 화학자 팀은 이러한 장애물을 극복하고 일부 특성을 특성화하는 첫 번째 연구를 보고하여 악티나이드 계열의 나머지 초우라늄 원소를 더 잘 이해할 수 있는 문을 열었습니다.
현재 해당 요소는 어떻게 연구되고 있나요?
“구조 및 스펙트럼Nature 저널에 실린 아인 슈타이 늄 복합체의 특성”은 버클리 연구소의 여성 과학자 인 Rebecca Abergel과 로스 알 라모스 국립 연구소의 과학자 인 Stosh Cosimore가 공동으로 수행했습니다. 두 실험실의 과학자들도이 작업에 참여했습니다. 캘리포니아 대학교 버클리와 조지 타운 대학교. 전체적으로 과학자들은 약 250 나노 그램의 원소를 처분 할 수 있었으며,이 물질의 양은이 원소의 화학적 결합 길이를 처음으로 측정하기에 충분했습니다. 다른 원자 및 분자와의 상호 작용을 결정하는 주요 속성입니다. .
오늘날 아인 슈타이 늄에 대해 알려져 있습니다.작은. 화학적 거동을 파악한 과학자들은이 지식을 적용하여 신소재 나 신기술을 개발할 수 있습니다. 아인 슈타이 늄뿐만 아니라 나머지 악티늄 족도 마찬가지입니다. 과학자들은 마취에 대한주의 깊은 연구가 미래에 적어도 하나의 새로운 요소 인 새로운 화학을 발견하는 데 도움이 될 것이라고 지적합니다.
과학자들은 연구를 위해 그것을 어떻게 재현 했습니까?
Abergel과 그녀의 팀은 사용했습니다.수십 년 전 아인슈타인이 처음 발견되었을 때 발광을 수행하기 위해 사용할 수 없었던 실험 시설인 버클리 연구소의 분자 주조소와 SLAC 국립 가속기 연구소의 스탠포드 싱크로트론 방사선 광원(SSRL)은 모두 미국 에너지부 과학부 소속 시설입니다. 분광학 및 X 선 흡수 분광학에 대한 실험.
과학자들은 사용 가능한 형태의 샘플을 얻는 것이 거의 절반의 성공이라고 지적합니다.
재료는 고 에너지 동위 원소 반응기에서 제조됩니다.Oak Ridge 국립 연구소에서 스트림. 이것은 원칙적으로 아인 슈타이 늄 생성이 가능한 세계에서 몇 안되는 곳 중 하나입니다. 원자로는 긴 사슬의 핵 반응을 촉발하기 위해 큐륨 표적에 중성자 폭격을 사용했습니다. 그들이 직면 한 첫 번째 문제는 사용 가능한 양으로 순수한 아인 슈타이 늄을 얻는 것이 극히 어려웠 기 때문에 샘플이 상당한 양의 Californium으로 오염되었다는 것입니다.
버클리 과학자 Jennifer Wacker(왼쪽에서 오른쪽으로) Leticia Arnedo-Sanchez, Corey Carter, Catherine Shield는 Rebecca Abergel의 화학 실험실에서 일합니다. 출처 : Marilyn Sargent / Berkeley Lab
그래서 그들은 그들의고 방사성 분자에 대한 구조 정보를 얻기위한 황금 표준으로 간주되는 X 선 결정학을 사용하려는 원래 계획은 순수한 금속 샘플을 필요로하고 대신 샘플을 만들고 원소 연구 방법을 사용하는 새로운 방법을 제시했습니다. Los Alamos의 연구원들은 Einsteinium의 고유 한 문제를 해결하는 데 고유 한 샘플 홀더를 개발하여이 단계에서 중요한 지원을 제공했습니다.
또 다른 문제는방사성 붕괴. 버클리 연구팀은이 원소의 가장 안정적인 동위 원소 중 하나 인 아인 슈타이 늄 -254에 대한 실험을 수행했습니다. 반감기는 276 일이며, 이는 재료의 절반에 대한 분해 시간입니다. 팀은 코로나 바이러스 대유행 이전에 많은 실험을 수행 할 수 있었지만 대유행과 관련된 정전으로 인해 중단 된 후속 실험에 대한 계획을 가지고있었습니다. 그들이 지난 여름 실험실로 돌아올 때까지 대부분의 샘플은 이미 사라졌습니다.
과학자들은 무엇을 알아 냈습니까?
그러나 연구자들은아인 슈타이 늄과의 결합 거리, 그리고 여러 악티늄 족에서 예상되는 것과 다른 몇 가지 물리 화학적 행동을 발견했습니다. 이것들은 주기율표의 맨 아래 줄에있는 요소입니다.
분자의 원자 배열 사진을받은 후아인 슈타이 늄을 포함하여 과학자들은 화학 결합의 길이를 측정하고 몇 가지 흥미로운 화학적 특성을 발견했습니다. 아인 슈타이 늄의 발광과 스핀-궤도 짝 지음의 특징은 주기율표의 맨 밑줄 인 악티 나이드 계열의 원소에서 기대하는 것과 달랐습니다.
이 시리즈에는 다음과 같은 원소 또는 동위 원소가 포함됩니다.원자력 또는 방사성 의약품 생산에 유용합니다. 새로운 데이터를 통해 전체 악티늄 족이 어떻게 작동하는지 더 잘 이해할 수 있습니다.
Berkeley Lab의 Rebecca Abergel
놀랍게도 이 연구는 주기율표를 넘어 새로운 원소를 발견할 수 있는 기회도 제공합니다.
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큐륨 또는 큐륨의 특정 동위 원소원자로에서 생산됩니다. 큐륨 원자의 축적은 표적 원소의 핵에 의해 중성자를 연속적으로 포획함으로써 발생합니다. 또한 큐륨이 충분한 양으로 축적되면 화학 처리 방법으로 분리되고 농축되어 주로 산화 큐륨이 생성됩니다. 큐륨은 매우 비싼 금속이며 여전히 가장 중요한 원자력 기술 분야에서 사용되고 있지만 미국과 러시아에는 소위 큐륨 프로그램이 있습니다.
Pierre와 Marie Curie의 이름을 따서 명명되었습니다.
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