Jak i gdzie to odkrytoeinsteinium?
Einstein (253Es) jest pierwiastkiem radioaktywnym układu okresowego
Einsteinium zostało odkryte prawie jednocześnie z fermemjest wynikiem badań nad produktami wybuchu urządzenia termojądrowego wyprodukowanego przez Amerykanów na Oceanie Spokojnym w listopadzie 1952 r. (test „Mike”).
Evie (Ivy) Mike Test Ivy Mike'a„Mike”, test „M”) to pierwszy na świecie test termojądrowego urządzenia wybuchowego. Został wyprodukowany przez USA 1 listopada 1952 roku na jednym z motu atolu Enewetak. Ze względu na swoją wagę i rozmiar oraz zastosowanie ciekłego deuteru jako paliwa termojądrowego, urządzenie nie miało praktycznej wartości jako broń i było przeznaczone wyłącznie do eksperymentalnego przetestowania „dwustopniowej” konstrukcji zaproponowanej przez Ulama i Tellera. Eksperyment zakończył się sukcesem; Szacowana moc eksplozji wynosiła 10-12 megaton ekwiwalentu trotylu.
Eevee Mike (moc 10,4 Mt) - atmosferyczne testy jądrowe przeprowadzone przez Stany Zjednoczone na atolu Enewetak 1 listopada 1952 r. To pierwszy udany test bomby wodorowej.
Stwierdzono, że w produktach eksplozjizawiera szczególnie ciężkie jądra uranu i plutonu, w tym 224Pu i 246Pu. Powstanie takich jąder mogło nastąpić jedynie w wyniku chwilowego wychwytu kilku neutronów (od 6 do 17!) przez jądra 238U. Dało to podstawę do przypuszczenia, że jednocześnie z ciężkimi izotopami uranu i plutonu mogą powstawać jądra pierwiastków o liczbie atomowej większej niż 98.
Rzeczywiście, podczas oddzielania produktów wybuchuOdkryto obecność nowego ciężkiego pierwiastka, a po przetworzeniu dużej ilości osadów koralowców i mułu przywiezionych z miejsca eksplozji udało się wyizolować dwa izotopy (253 i 255) nowego pierwiastka. Nadano mu nazwę „Einsteinium” na cześć największego matematyka i fizyka XX wieku. Alberta Einsteina. Później pierwiastek 99 wytwarzano sztucznie innymi metodami, głównie poprzez długotrwałe napromienianie plutonu wysokoenergetycznymi neutronami. Dzięki tej metodzie możesz uzyskać kilka gramów einsteinu w ciągu 2-3 lat; podczas reakcji termojądrowej powstaje w ciągu kilku tysięcznych sekundy. Najbardziej stabilny izotop, einstein-254, ma okres półtrwania około 270 dni.
Dlaczego jest słabo rozumiany i jak się go używa?
Einsteinium jest metalem radioaktywnym inależy do rodziny aktynowców. W związkach wykazuje stopnie utlenienia +2 i +3. Przykładem jest jego jodek o wzorze chemicznym EsI3. W zwykłym roztworze wodnym einstein występuje w najbardziej stabilnej postaci w postaci jonów.
Metal ten wyróżnia się także sześciennościąsiatka centrowana twarzowo, o parametrze sieciowym około 0,575 nanometra, temperatura topnienia - 860 °C. Charakteryzuje się stosunkowo dużą lotnością.Zsyntetyzowano i zbadano wiele stałych związków einsteinu, takich jak Es₂O₃, EsCl₃, EsOCl, EsBr₂, EsBr₃, EsI₂ i EsI₃.
Znanych jest łącznie 19 izotopów i 3 izomery o liczbach masowych od 243 do 256. Najdłużej żyjący z izotopów, 252Es, ma okres półtrwania wynoszący 471,7 dni.
Służy do uzyskiwania mendelevium po bombardowaniu w cyklotronie jądrem helu.
Fiolka kwarcowa (średnica 9 mm) zawierająca ~ 300 μg ciała stałego 253Es. Powstałe oświetlenie jest wynikiem intensywnego promieniowania 253Es. Źródło: Haire, RG, Departament Energii Stanów Zjednoczonych.
Jednak naukowcy przeprowadzili niewiele badań z czystym einsteinem.eksperymenty. Rzecz w tym, że bardzo trudno go odtworzyć.Zespół chemików z Berkeley Lab pokonał te przeszkody i zgłosił pierwsze badania charakteryzujące niektóre jego właściwości, otwierając drzwi do lepszego zrozumienia pozostałych pierwiastków transuranowych w szeregu aktynowców.
Jak obecnie badany jest pierwiastek?
Badanie „Strukturalne i widmowecharakterystyka kompleksu einsteinium ”, opublikowanego w czasopiśmie Nature, przeprowadzili wspólnie naukowiec z laboratorium Berkeley Rebecca Abergel oraz naukowiec z Los Alamos National Laboratory, Stosh Cosimore. W pracach brali także udział naukowcy z dwóch laboratoriów - Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i Uniwersytetu Georgetown. Łącznie naukowcy mieli do dyspozycji około 250 nanogramów pierwiastka, a taka ilość substancji wystarczyła, aby po raz pierwszy zmierzyć długość wiązania chemicznego tego pierwiastka - głównej właściwości decydującej o jego interakcji z innymi atomami i cząsteczkami. .
Dziś wiadomo o einsteinieMało. Po ustaleniu jego chemicznego zachowania naukowcy mogą zastosować tę wiedzę do opracowania nowych materiałów lub nowych technologii. I to nie tylko z Einsteinium, ale także z resztą aktynowców. Naukowcy zauważają, że dokładne badanie einsthenii pomoże w przyszłości odkryć nową chemię - co najmniej jeden nowy pierwiastek.
Jak naukowcom udało się odtworzyć go do badań?
Wykorzystano Abergel i jej zespółobiekty eksperymentalne niedostępne kilkadziesiąt lat temu, kiedy po raz pierwszy odkryto einstein – Odlewnia Molekularna w Berkeley Lab i Stanford Synchrotron Radiation Light Source (SSRL) w SLAC National Accelerator Laboratory (oba obiekty Biura Naukowego Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych) – do przeprowadzania luminescencji spektroskopia i eksperymenty z zakresu spektroskopii absorpcyjnej promieniowania rentgenowskiego.
Naukowcy zauważają, że uzyskanie próbki w nadającej się do użytku formie to prawie połowa sukcesu.
Materiał jest wytwarzany w wysokoenergetycznym reaktorze izotopowymstrumień w Oak Ridge National Laboratory. To jedno z nielicznych miejsc na świecie, w których tworzenie einsteinu jest w zasadzie możliwe. W reaktorze zastosowano bombardowanie neutronami celów kurium, aby wywołać długi łańcuch reakcji jądrowych. Pierwszym problemem, z jakim się zetknęli, było zanieczyszczenie próbki znaczną ilością kalifornu, ponieważ uzyskanie czystego einsteinu w nadającej się do użytku ilości jest niezwykle trudne.
Naukowcy z Berkeley, Jennifer Wacker(od lewej do prawej), Leticia Arnedo-Sanchez, Corey Carter, Catherine Shield pracują w laboratorium chemicznym Rebeki Abergel. Źródło: Marilyn Sargent / Berkeley Lab
Więc musieli oddać swojepierwotny plan wykorzystania krystalografii rentgenowskiej, który jest uważany za złoty standard w uzyskiwaniu informacji strukturalnych o wysoce radioaktywnych cząsteczkach, ale wymaga próbki czystego metalu, a zamiast tego wymyślił nowy sposób wytwarzania próbek i stosowania podstawowych metod badawczych. Naukowcy z Los Alamos zapewnili krytyczną pomoc w tej fazie, opracowując pojemnik na próbki, który jest wyjątkowo dostosowany do rozwiązywania nieodłącznych problemów Einsteinium.
Potem kolejnym problemem była walkarozpad radioaktywny. Zespół laboratorium Berkeley przeprowadził eksperymenty z einsteinium-254, jednym z najbardziej stabilnych izotopów tego pierwiastka. Jego okres półtrwania wynosi 276 dni, co jest czasem rozkładu połowy materiału. Chociaż zespół był w stanie przeprowadzić wiele eksperymentów przed pandemią koronawirusa, planował kolejne eksperymenty, które zostały przerwane z powodu przerw w dostawach związanych z pandemią. Kiedy zeszłego lata udało im się wrócić do laboratorium, większość próbek już zniknęła.
Czego dowiedzieli się naukowcy?
Jednak naukowcy byli w stanie zmierzyćodległość wiązania z Einsteinium, a także odkryli pewne zachowania fizykochemiczne różniące się od tego, czego można by oczekiwać od wielu aktynowców. To są elementy w dolnej linii układu okresowego.
Otrzymawszy obraz układu atomów w cząsteczce,w tym einsteinium, naukowcy zmierzyli długość wiązania chemicznego i odkryli kilka interesujących właściwości chemicznych. Cechy luminescencji i sprzężenia spinowo-orbitalnego Einsteina różniły się od tego, czego można by oczekiwać od elementu szeregu aktynowców - dolnej linii układu okresowego.
Ta seria zawiera pierwiastki lub izotopy, któreprzydatne do produkcji energii jądrowej lub radiofarmaceutyków. Dzięki nowym danym lepiej zrozumiemy, jak zachowuje się cała gama aktynowców.
Rebecca Abergel z laboratorium w Berkeley
Co zaskakujące, badania te dają także możliwość wyjścia poza układ okresowy i być może odkrycia nowego pierwiastka.
Czytaj więcej
Spójrz na 8 bilionów pikseli obrazu Marsa
Naukowcy opracowali substytut teorii względności. Jaka jest istota „teorii wszystkiego”?
Naukowcy znaleźli dowody na krzyżowanie się współczesnych ludzi z neandertalczykami
Curium, a raczej określone izotopy kuruprodukowane w reaktorach jądrowych. Akumulacja atomów kurium następuje poprzez sukcesywne wychwytywanie neutronów przez jądra pierwiastków docelowych. Ponadto, gdy kur gromadzi się w wystarczających ilościach, jest izolowany metodami chemicznej obróbki, wytwarzany jest stężony i głównie tlenek kuru. Kurium jest niezwykle drogim metalem i nadal jest wykorzystywane w najważniejszych obszarach technologii jądrowej, niemniej w USA i Rosji istnieją tak zwane programy kurowe.
Nazwany na cześć Piotra i Marii Curie.
Motu to małe wysepki otaczające centralną wyspę atolu, powstałe w wyniku wyniesienia się rafy koralowej. Motu występuje tylko w wodach tropikalnych.