Nasıl ve nerede keşfedildieinsteinium?
Einsteinyum (253Es) periyodik tablodaki radyoaktif bir elementtir
Einsteinium, fermiyum ile neredeyse aynı anda keşfedildiAmerikalılar tarafından Pasifik Okyanusu'nda Kasım 1952'de üretilen bir termonükleer cihazın patlama ürünleri üzerinde yapılan araştırmanın sonucudur ("Mike" testi).
Evie (Ivy) Mike Ivy Mike testi"Mike", test "M") dünyanın ilk termonükleer patlayıcı cihazı testidir. ABD tarafından 1 Kasım 1952'de Enewetak Atolü'nün motiflerinden biri üzerine üretildi. Ağırlığı, boyutu ve füzyon yakıtı olarak sıvı döteryum kullanması nedeniyle cihazın silah olarak pratik bir değeri yoktu ve yalnızca Ulam ve Teller tarafından önerilen "iki aşamalı" tasarımı deneysel olarak test etmek için tasarlanmıştı. Deney başarılıydı; Patlamanın tahmini gücü 10-12 megaton TNT eşdeğeriydi.
Eevee Mike (güç 10.4 Mt) - ABD tarafından 1 Kasım 1952'de Enewetak Atolü'nde gerçekleştirilen atmosferik nükleer testler. Bu, bir hidrojen bombasının ilk başarılı testidir.
Patlama ürünlerinde tespit edildi224Pu ve 246Pu dahil olmak üzere özellikle ağır uranyum ve plütonyum çekirdekleri içerir. Bu tür çekirdeklerin oluşumu, ancak birkaç nötronun (6'dan 17'ye kadar!) 238U çekirdeği tarafından anında yakalanmasının sonucu olabilir. Bu, uranyum ve plütonyumun ağır izotoplarıyla eşzamanlı olarak atom numarası 98'den büyük elementlerin çekirdeklerinin oluşabileceğini varsaymak için neden verdi.
Aslında patlama ürünlerini ayırırkenYeni bir ağır elementin varlığı keşfedildi ve patlama bölgesinden getirilen büyük miktarda mercan tortusu ve çamurun işlenmesinden sonra yeni elementin iki izotopunun (253 ve 255) izole edilmesi mümkün oldu. 20. yüzyılın en büyük matematikçisi ve fizikçisinin onuruna “Einsteinium” adı verildi. Albert Einstein. Daha sonra element 99, esas olarak plütonyumun yüksek enerjili nötronlarla uzun süre ışınlanması yoluyla başka yöntemlerle yapay olarak üretildi. Bu yöntemle 2-3 yıl içinde birkaç gram aynştaynyum elde edebilirsiniz; termonükleer reaksiyon sırasında saniyenin birkaç binde biri kadar bir sürede oluşur. En kararlı izotop olan Einsteinium-254'ün yarı ömrü yaklaşık 270 gündür.
Neden yetersiz anlaşılıyor ve nasıl kullanılıyor?
Einsteinium radyoaktif bir metaldir veAktinit ailesine aittir. Bileşiklerde +2 ve +3 oksidasyon durumlarını sergiler. Bir örnek, EsI3 kimyasal formülüne sahip iyodürdür. Sıradan sulu çözeltide, aynştaynyum iyonlar halinde en kararlı haliyle bulunur.
Bu metal aynı zamanda kübik yapısıyla da ayırt edilir.yaklaşık 0,575 nanometrelik kafes parametresine sahip yüz merkezli kafes, erime noktası - 860 °C. Nispeten yüksek uçuculuk ile karakterize edilir.Es₂O₃, EsCl₃, EsOCl, EsBr₂, EsBr₃, EsI₂ ve EsI₃ gibi birçok katı aynştaynyum bileşiği sentezlenmiş ve incelenmiştir.
243 ile 256 arasında kütle numarasına sahip toplam 19 izotop ve 3 izomer bilinmektedir İzotopların en uzun ömürlü olan 252Es, 471.7 günlük bir yarı ömre sahiptir.
Helyum çekirdekli bir siklotronda bombardımana tutulduğunda mendelevium elde etmek için kullanılır.
~ 300 μg katı 253E içeren kuvars flakon (çap 9 mm). Ortaya çıkan aydınlatma, 253E'lerin yoğun radyasyonunun sonucudur. Kredi: Haire, RG, ABD Enerji Bakanlığı.
Ancak bilim insanları saf aynştaynyumla ilgili çok az araştırma yaptılar.deneyler. Sorun şu ki, yeniden yaratılması çok zor.Berkeley Laboratuvarı kimyagerlerinden oluşan bir ekip, bu engellerin üstesinden gelerek, bazı özelliklerini karakterize eden ilk çalışmayı rapor ederek, aktinit serisinde kalan transuranyum elementlerinin daha iyi anlaşılmasına kapıyı açtı.
Element şu anda nasıl inceleniyor?
"Yapısal ve SpektralNature dergisinde yayınlanan einsteinium kompleksinin özellikleri ”, Berkeley laboratuvarından bir kadın bilim insanı Rebecca Abergel ve Los Alamos Ulusal Laboratuvarı Stosh Cosimore'dan bir bilim adamı tarafından ortaklaşa gerçekleştirildi. Çalışmaya iki laboratuvardan bilim adamları da katıldı - Berkeley'deki California Üniversitesi ve Georgetown Üniversitesi. Toplamda, bilim adamlarının emrinde yaklaşık 250 nanogram element vardı ve bu miktarda madde, bu elementin kimyasal bağının uzunluğunu ilk kez ölçmek için yeterliydi - diğer atomlar ve moleküller ile etkileşimini belirleyen ana özellik. .
Bugün einsteinium hakkında biliniyorKüçük. Kimyasal davranışını anlayan bilim adamları, bu bilgiyi yeni malzemeler veya yeni teknolojiler geliştirmek için uygulayabilir. Ve sadece Einsteinium ile değil, aynı zamanda aktinitlerin geri kalanıyla da. Bilim adamları, einsthenia'nın dikkatli bir şekilde incelenmesinin gelecekte yeni kimya - en az bir yeni element - keşfetmeye yardımcı olacağını belirtiyorlar.
Bilim adamları onu çalışmak için yeniden yaratmayı nasıl başardılar?
Abergel ve ekibi kullanıldıOnlarca yıl önce aynştaynyum ilk keşfedildiğinde mevcut olmayan deneysel tesisler (Berkeley Laboratuvarı'ndaki Moleküler Dökümhane ve SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'ndaki Stanford Senkrotron Radyasyon Işık Kaynağı (SSRL), her ikisi de ABD Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi'nin tesisleri) lüminesans gerçekleştirmek için kullanılıyordu. spektroskopi ve x-ışını absorpsiyon spektroskopisi üzerine deneyler.
Bilim adamları, kullanılabilir bir formda bir örnek elde etmenin başarının neredeyse yarısı olduğunu belirtiyor.
Malzeme, yüksek enerjili bir izotop reaktöründe üretilmiştirOak Ridge Ulusal Laboratuvarı'ndaki akış. Bu, einsteinium'un yaratılmasının prensipte mümkün olduğu dünyadaki birkaç yerden biridir. Reaktör, uzun bir nükleer reaksiyon zincirini tetiklemek için küriyum hedeflerine nötron bombardımanı yaptı. Karşılaştıkları ilk sorun, numunenin önemli miktarlarda Kaliforniyum ile kontamine olmasıydı, çünkü kullanılabilir bir miktarda saf einsteinyum elde etmek son derece zordu.
Berkeley bilim adamları Jennifer Wacker(soldan sağa), Leticia Arnedo-Sanchez, Corey Carter, Catherine Shield, Rebecca Abergel'in kimya laboratuvarında çalışıyor. Kredi: Marilyn Sargent / Berkeley Lab
Bu yüzden vazgeçmek zorunda kaldılaryüksek radyoaktif moleküller hakkında yapısal bilgi elde etmek için altın standart olarak kabul edilen, ancak saf metal numunesi gerektiren ve bunun yerine numuneler yapmanın ve temel araştırma yöntemlerini kullanmanın yeni bir yolunu bulan X-ışını kristalografisini kullanmak için orijinal plan. Los Alamos'taki araştırmacılar, bu aşamada, Einsteinium'un doğal sorunlarını ele almak için benzersiz bir şekilde uygun olan bir numune tutucu geliştirerek kritik yardım sağladılar.
Sonra başka bir sorun,radyoaktif bozunma. Berkeley laboratuvar ekibi deneylerini bu elementin en kararlı izotoplarından biri olan einsteinium-254 ile gerçekleştirdi. Yarılanma ömrü 276 gündür, yani malzemenin yarısı için ayrışma süresi. Ekip, koronavirüs salgını öncesinde birçok deney gerçekleştirebilirken, pandemiye bağlı kesintiler nedeniyle kesintiye uğrayan takip deneyleri planları vardı. Geçen yaz laboratuvarlarına dönmeyi başardıklarında, numunenin çoğu çoktan kaybolmuştu.
Bilim adamları ne öğrendi?
Ancak, araştırmacılar ölçebildilerEinsteinium ile bağ mesafesi ve ayrıca bir dizi aktinitten beklenenden farklı bazı fizikokimyasal davranışlar buldu. Bunlar periyodik tablonun en alt satırındaki unsurlardır.
Bir moleküldeki atomların dizilişinin bir resmini almış olmak,Einsteinium da dahil olmak üzere, bilim adamları bir kimyasal bağın uzunluğunu ölçtüler ve bazı ilginç kimyasal özellikler keşfettiler. Einsteinium'un lüminesans ve spin-yörünge eşleşmesinin özellikleri, periyodik tablonun alt çizgisi olan aktinid serisinin bir öğesinden beklenenden farklıydı.
Bu seri, aşağıdaki unsurları veya izotopları içerirnükleer enerji veya radyofarmasötiklerin üretimi için faydalıdır. Yeni verilerle, tüm aktinit yelpazesinin nasıl davrandığını daha iyi anlayacağız.
Berkeley Laboratuvarı'ndan Rebecca Abergel
Şaşırtıcı bir şekilde, bu araştırma aynı zamanda periyodik tablonun ötesini keşfetme ve belki de yeni bir element keşfetme fırsatı da sunuyor.
Daha fazla oku
Mars'ın 8 trilyon piksellik bir görüntüsüne bakın
Bilim adamları, görelilik teorisinin yerini alacak bir şey geliştirdiler. "Her şeyin teorisi" nin özü nedir?
Bilim adamları, modern insanların Neandertallerle iç içe geçtiğine dair kanıt buldular
Curium veya daha doğrusu bazı curium izotoplarınükleer reaktörlerde üretilir. Curium atomlarının birikmesi, nötronların hedef elementlerin çekirdekleri tarafından art arda yakalanmasıyla gerçekleşir. Ayrıca, kürium yeterli miktarlarda biriktiğinde, kimyasal işleme yöntemleriyle izole edilir, konsantre edilir ve esas olarak küriyum oksit üretilir. Curium son derece pahalı bir metaldir ve hala nükleer teknolojinin en önemli alanlarında kullanılmaktadır, ancak yine de ABD ve Rusya'da sözde curium programları vardır.
Pierre ve Marie Curie'den sonra adlandırıldı.
Motu, mercan kayalığının yükselmesi sonucu oluşan, atolün merkezi adasını çevreleyen küçük adalardır. Motu yalnızca tropik sularda bulunur.