Bilim İnsanları, 120. Elemente Giden Yolu Keşfetti

Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı, 116 numaralı element olan livermoryumun güvenilir şekilde üretilmesi için yeni bir yöntem geliştirdiğini açıkladı. Bir titanyum ışını kullanılarak örneklerin ışınlanmasıyla elde edilen sonuçlar, daha ağır nükleer elementler için öngörülen *“istikrar adası”*na işaret ediyor ve araştırmacılara 120. elementin oluşturulmasına yönelik bir yol gösteriyor.

Birçoğumuz periyodik tabloda merak uyandıran boşlukları hatırlıyoruz. Hangi boşlukları gördüğünüz yaşınıza bağlı olabilir ama boşluklar hep vardı çünkü elementlerin keşfi hiçbir zaman tam sayısal sırayla gerçekleşmedi. Yeni elementlerin varlığı; bulundukları yer, kararlılık durumları, doğal halleri ve onları ayırmanın yöntemlerine bağlı oldu.

Belirli bir noktadan sonra elementler doğal olarak değil, yalnızca laboratuvar ortamında hazırlanabiliyor. Evrenin başka bir yerinde var olsalar da, Dünya’daki sıcaklık ve basınç koşulları onları üretmeye uygun değil ancak Berkeley gibi laboratuvarlarda, atom çekirdeklerine daha fazla proton sıkıştırmak için gelişmiş teknolojiler kullanılarak söz konusu elementler yaratılıyor.

Bilim insanlarının yayımladığı bir ön baskı makaleye göre, yeni ağır elementler yapmak için mevcut nesil yöntemlerin sınırlarına ulaşıldı. Şimdiye kadar keşfedilen en ağır element, 118 numaralı oganesson oldu ve kalsiyum-48 izotopu ışınları kullanılarak elde edildi. 20 proton ve 28 nötrona sahip kalsiyum-48, fiziksel kimya için oldukça etkili bir başlangıç noktasıydı fakat artık kalsiyum-48’in ışınlanabileceği hedef materyaller tükendi. Araştırmacıların açıklamasına göre, 119 veya 120 numaralı elementleri yapmak için başlangıçta einsteinyum (99) veya fermiyum (100) elementlerine ihtiyaç var. “Ne yazık ki bu elementlerin hiçbiri uygun hedef oluşturacak miktarlarda üretilemiyor.” diye yazdılar.

Peki, süper ağır element araştırmacıları ne yapmalı? Fiziksel kimyanın bir sonraki adımı, titanyum oldu.

Titanyum-50, 22 proton ve 28 nötrona sahip ve son derece kararlı. Bilim insanları bu elementin oksit formunu alıp saf titanyuma indirgedi, ardından özel bir fırın kullanarak iyon ışınına dönüştürdü. 22 gün boyunca ışın, bir plütonyum folyosunu ışınladı ve 116 numaralı element livermoryumu oluşturan nükleer reaksiyonları tetikledi. Araştırmacılar, ışının ne kadar kararlı çalıştığından memnun kaldıklarını belirtti.

Titanyum-50 ışını, uzun süren araştırmaların ardından geliştirilen bir kavram kanıtı oldu. Eğer ağır element kimyası bir spor takımı olsaydı, kalsiyum-48 ile dünya şampiyonluğu kazanmış, ardından yeniden yapılanmaya girmiş olacaktı. Şimdi ise yeni nesil oyuncular sahneye çıkıyor. Titanyum-50 ışınının farklı avantajları ve sınırlamaları var, ancak uzun vadede potansiyeli daha büyük görünüyor.

Peki ağır elementler neden bu kadar değerli? Aslında, onları neden bu kadar aradığımızın cevabı henüz bilinmiyor. Araştırmalar, bugün hayal bile edemeyeceğimiz özellikler ve kullanım alanlarını ortaya çıkarabilir ancak şu anda yalnızca birkaç atom üretebiliyor ve bunlar mikro saniyeler içinde bozunarak protonlarını saçıyor. Daha ileri deney yapmak imkansız hale geliyor.

On yıllardır bilim insanları, elementler ve izotopların genişletilmiş kataloğunda bir istikrar adasının varlığını öngörüyor. Çekirdeğe proton doldurmak doğası gereği kararsızdır çünkü protonlar mıknatısın aynı kutupları gibi birbirini iter. Ancak istikrar adasında, çok daha uzun süre bozulmadan kalabilecek izotopların bulunabileceği tahmin ediliyor. Bu durum, çekirdekteki parçacık katmanları ve belirli “sihirli sayıların” proton-nötron kombinasyonlarıyla açıklanıyor.

Eğer kararlı süper ağır elementler bulunabilirse, bilim insanları daha büyük örnekler üretip kapsamlı deneyler yapabilecek. Elementler her zaman sürprizler yaratmıştır: civa oda sıcaklığında sıvı bir metal, bizmut mıknatısları her zaman iter, bakır ise tek başına gökkuşağı kadar renk üretebilir.

Süper ağır elementlerin civası ya da bizmutu ne olacak? Yeterince üretim yapılmadan bunu bilemeyiz. Titanyum-50 ışını ya da onun ilham verdiği başka bir yöntem, yeni yarım düzine elementin yolunu açabilir ve içlerinden biri ya da birkaçı, kimyanın kutsal kasesi olacak istikrar adasına giden anahtarı sunabilir.

‍

‍

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://www.popularmechanics.com/science/a67947951/scientists-discover-pathway-element-120-holy-grail-of-chemistry/