a b
CYNK
O�ÓW
Tworzenie
nowych pierwiastków
W ostatnich latach uzyskano trzy nowe pierwiastki
o liczbach atomowych 110, 111 i 112. W bliskim zasi�gu są kolejne: 113 i 114.
Czy na nich skoł
czy si� juŻ tablica Mendelejewa?
Peter Armbruster i Fritz Peter Hessberger
o jest jak labirynt: tylko jedna wą- ęle dobraliĘmy energi� zderzeł
? Czy cz�- przez innego w"oskiego fizyka, Enrica
ska ĘcieŻka prowadzi do celu. stoĘ� powstawania jest niŻsza, niŻ prze- Fermiego. W 1934 roku Fermi, pracują-
TW tym duchu rozpoczynamy eks- widywaliĘmy? A moŻe pierwiastek 113 cy wówczas w Universit� degli Studi di
peryment  tworzenie nowych, super- ma jakąĘ niezwyk"ą w"asnoĘ�, która spra- Roma la Sapienza, wpad" na pomys",
ci�Żkich pierwiastków. Trzeba je produ- wia, Że trudno go zarejestrowa� za po- Że moŻna by wytwarza� nowe pier-
kowa� wed"ug Żmudnej i skompliko- mocą aparatury obecnie stosowanej? wiastki, bombardując centralną cz�Ę�
wanej procedury: zderzamy jedne jądra Mimo trudnoĘci, jakie napotykamy atomów, czyli ich jądra, neutralnymi
atomowe z drugimi przy bardzo duŻych w produkcji nowych, tak krótko Żyją- cząstkami zwanymi neutronami. Wcho-
pr�dkoĘciach i oczekujemy, Że nastąpi cych pierwiastków, pytania pozostające dzą one w sk"ad jąder atomowych, lecz
ich fuzja. Otrzymany w ten sposób pro- bez odpowiedzi nie pozwalają nam za- pojedynczy neutron potrafi wnikną�
dukt jest niezwykle delikatny i na ogó" rzuci� badał
. W ciągu ostatnich 60 lat w jądro i zosta� przez nie wychwy-
natychmiast ulega rozpadowi. badacze uzyskali 20 pierwiastków nie cony. Powsta"e w ten sposób jądro
Tylko w bardzo szczególnych warun- wyst�pujących w przyrodzie. Ile ich moŻe by� stabilne lub radioaktywne.
kach nowy pierwiastek b�dzie mia" szan- jeszcze potrafimy wytworzy�? W tym drugim przypadku w procesie
s� przetrwa� faz� produkcji i osiągną� zwanym rozpadem beta neutron prze-
stabilną konfiguracj�, którą nazywamy Sztuczne pierwiastki chodzi w proton, elektron i antyneutri-
stanem podstawowym. Jednak nawet no (oboj�tną elektrycznie, praktycznie
w przypadku, gdy te warunki zostaną W 1936 fizyk Emilio G. SegrŁ praco- bezmasową cząstk�, cz�sto powstającą
spe"nione, powstaje on w mikroskopij- wa" przy cyklotronie w Berkeley (Kali- w rozpadzie jądrowym). W wyniku pro-
nych iloĘciach. Aby wytworzy� pierwia- fornia) w laboratorium swego przyjacie- cesu wychwycenia neutronu przez ją-
stek 112, najci�Ższy spoĘród dotychczas la Ernesta O. Lawrence a. SegrŁ naĘwietli" dro, a nast�pnie rozpadu beta wzrasta
sztucznie uzyskanych, prowadziliĘmy próbk� molibdenu cząstkami zwanymi liczba protonów w jądrze, a zatem i licz-
eksperyment 24 doby bez przerwy i uzy- deuteronami, a nast�pnie zabra" ją do sie- ba atomowa; powstają w ten sposób no-
skaliĘmy dwa atomy 112, które Ży"y bie do Uniwersytetu w Palermo. Tam we pierwiastki.
zaledwie mikrosekundy. Kiedy póęną odkry" pierwszy wytworzony przez cz"o- Pomys" naĘwietlania neutronami ją-
wiosną br. rozpocz�liĘmy polowanie na wieka pierwiastek, technet, o liczbie ato- der róŻnych pierwiastków podchwyci-
pierwiastek 113, spodziewaliĘmy si�, mowej 43. (Liczba atomowa oznacza nu- "y inne grupy badawcze. W 1940 roku
Że cz�stoĘ� jego powstawania b�dzie mer pierwiastka w uk"adzie okresowym, Edwin M. McMillan i Philip H. Abelson,
niŻsza o czynnik dwa lub trzy. Usi"o- równy liczbie dodatnio na"adowanych obaj z University of California w Berke-
waliĘmy wobec tego wytworzy� go w cząstek, czyli protonów, które znajdują ley, odnieĘli duŻy sukces. Zsyntetyzo-
eksperymencie trwającym 42 dni. Nie si� wewnątrz jądra atomowego.) wali na tamtejszym cyklotronie w wyni-
znaleęliĘmy niczego. WciąŻ zadajemy so- Do wytworzenia technetu zainspiro- ku naĘwietlał
neutronami pierwiastek
bie pytanie, dlaczego tak si� sta"o. Czy wa"y go eksperymenty prowadzone o liczbie atomowej 93, czyli kolejny po-
56 �WIAT NAUKI Listopad 1998
c d
NEUTRON
CZŃSTKA ALFA
(2 NEUTRONY
ORAZ 2 PROTONY)
PIERWIASTEK 110
PIERWIASTEK 112
e
PIERWIASTEK 112 powstaje, kiedy jądro cynku ude-
HAS
rza w jądro o"owiu z si"ą wystarczającą na pokona-
nie naturalnego odpychania dwu dodatnio na"ado-
wanych jąder (a). Nast�puje synteza obu jąder (b)
w jedno, które jest bardzo niestabilne. Natychmiast
uwalnia ono jeden neutron, w wyniku czego powsta-
je izotop 277 pierwiastka 112 (c). Nowy pierwiastek
Żyje kilkaset mikrosekund, po czym dochodzi do je-
go radioaktywnego rozpadu z nast�pującymi pier-
wiastkami potomnymi w "ał
cuchu (d i): pierwiastek
110, has, seaborg, rutherford, nobel i ferm.
f
SEABORG
wychwytu neutronu i rozpadu beta;
uzyskane iloĘci są jednak bardzo róŻ-
ne. Obecnie Ęwiatowy zapas plutonu
wynosi ponad 1000 ton (1030 atomów),
fermu natomiast nigdy nie przekracza"
bilionowych cz�Ęci grama (1010 ato-
mów). Niestety, przepis Fermiego koł
-
czy si� na fermie  poza tym punktem
nie zachodzi rozpad beta, tak wi�c na-
g
st�pne pierwiastki nie mogą by� wy-
wyŻej uranu, najci�Ż- twarzane tą techniką. Potrzebne by"o za-
RUTHERFORD
szego znanego wów- tem nowe podejĘcie.
czas pierwiastka
wyst�pującego w Mi�dzynarodowa rywalizacja
przyrodzie. (Sto-
sownie do tego Metoda, która sama si� narzuca"a, po-
pierwiastek 93 zo- lega"a na zderzaniu przy bardzo duŻych
sta" nazwany nep- pr�dkoĘciach lekkich pierwiastków, ta-
tunem, poniewaŻ Ne- kich jak w�giel (liczba atomowa 6), azot
ptun jest nast�pną pla- (7) lub tlen (8) z transuranowcami  od
netą za Uranem.) W latach plutonu (94) po einstein (99)  w nadziei,
czterdziestych i pi��dziesiątych grupa Że energia zderzenia spowoduje fuzj�
h
Amerykanów  skupiona wokó" Glen- dwu jąder i powstanie jeszcze ci�Ższych
NOBEL
na T. Seaborga z Lawrence Berkeley Na- pierwiastków. Ogromne trudnoĘci prak-
tional Laboratory  kontynuując prac� tyczne, które pojawi"y si� podczas prób
naukową podj�tą w czasie wojny do- zderzania ze sobą dwóch jąder, by"y nie
tyczącą badał
nad bronią jądrową, od- lada wyzwaniem badawczym.
kry"a szereg nowych pierwiastków: plu- Aby móc przeprowadzi� te ekspery-
ton (o liczbie atomowej 94), ameryk (95), menty, naukowcy ulepszyli istniejącą
kiur (96), berkel (97), kaliforn (98), ein- technologi� (mianowicie cyklotron) i po
stein (99) i ferm (100). raz pierwszy zbudowali liniowe akcele-
Te osiem pierwiastków wytwarza si� ratory. Te urządzenia pozwalają przy-
w mierzalnych iloĘciach, stosując zapro- spiesza� wiązki jonów o duŻej intensyw-
i
ponowane przez Fermiego po"ączenie noĘci do dobrze okreĘlonych energii.
FERM
�WIAT NAUKI Listopad 1998 57
TOMO NARASHIMA
stadcie, niemieccy chemi- model pow"okowy jądra atomowego
cy i fizycy zacz�li ucze- i pokazali, ile potrzeba neutronów i pro-
stniczy� w badaniach, któ- tonów, by utworzy"y si� zamkni�te po-
re do tej pory by"y wy- w"oki. Za to odkrycie w 1963 roku obo-
"ączną domeną badaczy je otrzymali Nagrod� Nobla z fizyki.
amerykał
skich i radziec- Dla kaŻdego atomu danego pierwiast-
kich. Kilka lat póęniej, ka liczba protonów w jądrze pozostaje ta
w roku 1975, w GSI za- sama. Mogą jednak istnie� rozmaite od-
czą" dzia"a� akcelerator miany niektórych pierwiastków  izo-
ci�Żkich jonów UNILAC topy, z których kaŻdy ma inną liczb�
(Universal Linear Acce- neutronów w jądrze. Izotopy rozróŻnia
lerator), którego inicjato- si� za pomocą tzw. liczby masowej, rów-
rem budowy by" Chri- nej sumie liczb protonów i neutronów
stoph Schmelzer z Uni- w jądrze. Do stabilnych izotopów z wy-
wersytetu w Heidelber- jątkowo trwa"ymi jądrami naleŻą wapł

gu (pierwszy dyrektor 40 (20 protonów i 20 neutronów), wapł

Instytutu). 48 (20 protonów i 28 neutronów) oraz
Ta nowoczesna maszy- o"ów 208 (82 protony i 126 neutronów).
na po raz pierwszy umoŻ- Zamkni�tą pow"ok� powinien teŻ mie�
liwi"a przyspieszanie wszy- jeden izotop pierwiastka 114 ze 114 pro-
WYSI�EK ZESPO�OWY jest nieodzowny w tworzeniu no- stkich rodzajów jonów, tonami i 184 neutronami. Pierwiastki są-
wych pierwiastków. Autorzy artyku"u sfotografowani tu zo- w tym uranu, do okreĘlo- siadujące z tymi o zamkni�tych pow"o-
stali z zespo"em, który wyprodukowa" pierwiastek 112, do-
nej, wymaganej energii, kach fizycy nazwali pierwiastkami na
tychczas najci�Ższy spoĘród sztucznie otrzymanych. Peter
pozwalając na duŻą swo-  wyspie stabilnoĘci  w morzu innych,
Armbruster stoi trzeci od lewej w pierwszym rz�dzie. Fritz
bod� w doprowadzeniu niestabilnych jąder.
Peter Hessberger stoi w tylnym rz�dzie najbardziej na lewo.
do syntezy dwu jąder. Gdy tylko UNILAC zaczą" funkcjo-
Jednym z g"ównych ce- nowa�, niezwykle ekscytowa"y nas roz-
Stosowanie pierwiastków transurano- lów stawianych badaczom pracującym waŻania, czy uda si� osiągną� t� wysp�
wych oznacza"o, Że ta technika wyma- z akceleratorem UNILAC by"o wytwo- stabilnoĘci. Z początku wszystko wy-
ga"a dost�pu do wielkich reaktorów ją- rzenie pierwiastków o liczbie atomowej gląda"o obiecująco. Teoretycy zapew-
drowych, czyli mog"a by� wprowadzona od 107 do co najmniej 114  nazywanych niali, Że zgodnie z obliczeniami po"o-
tylko w krajach posiadających broł
ją- superci�Żkimi pierwiastkami. Dlaczego wiczne czasy Życia pierwiastków w
drową. W rezultacie w okresie zimnej naukowcom zaleŻy akurat na pierwiast- pobliŻu 114 powinny by� d"ugie, rz�du
wojny dwa zaangaŻowane w badania ku 114? Wed"ug obliczeł
teoretycznych miliardów lat, czyli porównywalne z po-
oĘrodki naukowe  Lawrence Berkeley powinien on by� szczególnie trwa"y, po- "owicznymi czasami Życia niektórych
National Laboratory w Stanach Zjedno- niewaŻ jego jądro, jak nazywają to fizy- lŻejszych pierwiastków, jak uran czy tor.
czonych i Zjednoczony Instytut Badał
cy, ma zamkni�tą pow"ok�. (Po"owiczny czas Życia izotopu to czas
Jądrowych (ZIBJ) w Dubnej w Rosji  ry- W 1948 roku Otto Haxel, J. Hans D. potrzebny na to, aby po"owa danej licz-
walizowa"y ze sobą nie tylko naukowo, Jensen i Hans E. Suess z Carl-Ruprecht by atomów uleg"a rozpadowi radio-
ale teŻ politycznie. Universit�t w Heidelbergu, jak równieŻ aktywnemu.) SpodziewaliĘmy si�, Że
Do roku 1955 grupa z Berkeley wy- Maria Goeppert-Mayer z Argonne Na- wyprodukujemy znaczne iloĘci super-
produkowa"a pierwiastek 101, mende- tional Laboratory zauwaŻyli interesują- ci�Żkich pierwiastków  uzyskując w
lew, w wyniku fuzji helu (pierwiastek ce regularnoĘci dla liczb neutronów ten sposób nowe materia"y do badał

o liczbie atomowej 2) i einsteinu (99). i protonów znajdujących si� w jądrach dla chemików oraz nowe atomy dla fi-
W latach 1958 1974 obie grupy wytwo- atomowych: niektóre kombinacje liczb zyków atomowych i jądrowych.
rzy"y pierwiastki: nobel (102), lorens tych dwu subatomowych cząstek da- Na początku lat osiemdziesiątych sta-
(103), rutherford (104), dubn (105) i wa"y jądra, które by"y znacznie stabil- "o si� jasne, Że produkcja superci�Żkich
seaborg (106). By" to okres tak wielkie- niejsze niŻ sąsiednie. Podobne regular- pierwiastków z okolicy pierwiastka 114
go napi�cia, Że Stany Zjednoczone i Ro- noĘci zaobserwowano teŻ wczeĘniej dla nie pójdzie tak "atwo. Zawiod"y wszyst-
sja wciąŻ spierają si� o to, kto pierwszy liczb elektronów w atomach  pewne kie próby zsyntetyzowania ich z zasto-
odkry" te pierwiastki oraz jak powinny specyficzne zestawy elektronów dawa- sowaniem rozmaitych kombinacji poci-
si� nazywa�. Wymienione tu nazwy od- "y pierwiastki chemicznie nieaktywne. sków i tarcz w reakcjach jądrowych.
powiadają tym, które uznawane są Naukowcy stwierdzili, Że wiąŻe si� to Dalsze wysi"ki znalezienia tych pier-
przez Mi�dzynarodową Uni� Chemii ze sposobem, w jaki elektrony zape"nia- wiastków w przyrodzie równieŻ pro-
Czystej i Stosowanej (International ją kolejne pow"oki energetyczne otacza- wadzi"y do nikąd.
Union of Pure and Applied Chemistry) jące jądra atomowe. Niektóre pow"oki
[tabela na stronie 60]. zawierają tylko dwa elektrony, podczas Zimna fuzja
Po wytworzeniu pierwiastka 106 na- gdy inne mogą ich mie� nawet 14. Bada-
ukowcy natrafili na kolejną przeszkod�: cze stwierdzili, Że najbardziej nieaktyw- Kiedy dowiedzieliĘmy si� o waŻnym
standardowa technika fuzji nie nadawa- ne pierwiastki  nie oddzia"ujące chemicz- odkryciu, którego w 1974 roku doko-
"a si� do produkcji dalszych nowych nie gazy szlachetne  mają najbardziej nali Jurij Oganessian i jego partner Alek-
pierwiastków. W tym czasie do wyĘci- zewn�trzną pow"ok� ca"kowicie zape"- sandr Demin na urządzeniu w Dubnej,
gu w"ączy"y si� Niemcy. Wraz z powsta- nioną lub jak to nazwali,  zamkni�tą . pos"uŻyliĘmy si� ich nową strategią
niem w grudniu 1969 roku Gesellschaft Wykorzystując pomys" zape"niania w GSI do produkcji superci�Żkich pier-
f�r Schwerionenforschung (GSI  Insty- pow"ok elektronowych, Goeppert-Ma- wiastków. Oganessian i Demin bombar-
tutu Badał
Ci�Żkich Jonów) w Darm- yer oraz niezaleŻnie Jensen rozwin�li dowali tarcz� zrobioną z o"owiu (pier-
58 �WIAT NAUKI Listopad 1998
GSI
wiastek 82) jonami argonu (18) i produ- "ymi krokami, tak Że "atwo by"o powtór- wymaga� b�dzie ulepszenia naszych
kowali pierwiastek o liczbie atomowej nie uzyska� jej dowolną wartoĘ�. technik doĘwiadczalnych. Aby na przy-
100, czyli ferm. Oganessian zauwaŻy", DysponowaliĘmy teŻ odpowiednim k"ad otrzyma� pojedynczy atom pier-
Że w procesie tym ĘwieŻo powsta"e ją- urządzeniem do oddzielania i rejestro- wiastka 109 (meitner), akcelerator mu-
dra podgrzewa"y si� znacznie s"abiej niŻ wania produktów pochodzących z re- sia" pracowa� przez dwa tygodnie. Poza
podczas wyŻej energetycznych zderzeł
akcji syntezy. PoniewaŻ UNILAC by" tym moŻliwoĘ� wyprodukowania tych
potrzebnych przy naĘwietlaniu naj- budowany w GSI, Gottfried M�nzen- superci�Żkich pierwiastków spada o
ci�Ższych izotopów transuranowych berg kierowa" zespo"em z"oŻonym z na- czynnik trzy dla kaŻdego nowego do-
bardzo lekkimi jonami, jak to zwykle ukowców z GSI i z II Physikalisches In- datku do uk"adu okresowego, czyniąc
dotąd robiono. Z powodu tej niŻszej stitut w Justus Liebig Universit�t Giessen ich detekcj� coraz trudniejszą.
energii wzbudzenia  wnioskowa" Oga- w Niemczech, który zbudowa" w tym Mimo tych potencjalnych trudnoĘci na-
nessian  duŻo wi�cej jąder przeŻywa"o w"aĘnie celu specjalny filtr, zwany sepa- dal stosowaliĘmy metod�, która spraw-
proces syntezy i nie ulega"o nast�pnie ratorem produktów reakcji ci�Żkich jo- dzi"a si� nam w przesz"oĘci. Zespo"y
rozszczepieniu i rozpadowi. nów (SHIP). Usuwa on jony pocisków z Berkeley i Dubnej wróci"y do po-
ZainteresowaliĘmy si� w GSI tą techni- i niechciane produkty uboczne reakcji przedniej metody  gorącej fuzji, tak
ką; nazwaliĘmy ją  zimną fuzją z uwa- fuzji, ogniskując wydajnie poŻądane pro- wi�c przynajmniej nie mieliĘmy w tym
gi na niŻszą energi� wzbudzenia, a za- dukty w detektorze, który pozwala je zi- czasie konkurencji. Poprzez wprowa-
tem i na mniejsze podgrzanie jądra w dentyfikowa� na podstawie produktów dzenie szeregu zmian w konstrukcji
wyniku tej procedury. (Ta metoda nie ich radioaktywnego rozpadu. akceleratora UNILAC uda"o nam si�
ma oczywiĘcie nic wspólnego z dysku- potroi� intensywnoĘ� wiązki jonów.
sją sprzed kilku lat o rzekomej fuzji ato- Pierwiastek 107 i dalsze Zwi�kszyliĘmy teŻ o czynnik trzy czu-
mów deuteru, zachodzącej w probówce "oĘ� filtrującego urządzenia SHIP. Wre-
w temperaturze pokojowej.) Badacze Na początku lat osiemdziesiątych szcie nasz kolega Sigurd Hofmann zbu-
z Berkeley uznali zimną fuzj� za cieka- nasza grupa zdo"a"a przekonywująco dowa" nowy uk"ad detekcyjny o wi�k-
wostk� i nie potraktowali jej powaŻnie, udowodni�, Że metoda zimnej fuzji szej czu"oĘci.
podczas gdy dla nas by"a to jedyna szan- dzia"a: zidentyfikowaliĘmy bohr (pier- Zmieni" si� teŻ troch� nasz zespó".
sa wejĘcia w t� dziedzin� badał
. Przede wiastek 107), has (108) i meitner (109). Do pierwotnej grupy (my dwaj, Hof-
wszystkim wyjĘciowe materia"y, o"ów i Wkrótce potem opisaliĘmy naszą tech- mann, M�nzenberg, Helmut Folger,
bizmut, są "atwo dost�pne w przyrodzie nik� na tych "amach [patrz: Peter Arm- Matti E. Leino, Victor Ninov i Hans-Jo-
i nie trzeba ich by"o produkowa� w re- bruster i Gottfried M�nzenberg,  Cre- achim Sch�tt) do"ączy"a nowa ekipa:
aktorach jądrowych. Ponadto konstruk- ating Superheavy Elements ; Scientific Andriej G. Popeko, Aleksandr V. Jere-
cja akceleratora UNILAC pozwala"a na American, maj 1989]. min i Andriej N. Andriejew z Labora-
uŻywanie wszystkich rodzajów jonów Osiągnąwszy sukces, stwierdziliĘmy torium Florowa Reakcji Jądrowych w
jako pocisków i na zmian� ich energii ma- jednak, Że wytworzenie pierwiastka 110 Dubnej, jak równieŻ Stefan Saro i Ru-
TARCZA
Kiedy wiązka jonów opuĘci ko"ową tarcz�, w której w wyni-
KO�OWA
ku syntezy formowane są nowe pierwiastki, przechodzi
przez szereg magnesów skupiających oraz elektrosta-
tycznych i magnetycznych urządzeł
odchylających.
WIŃZKA JONÓW
MAGNESY
SKUPIAJŃCE
ELEKTROSTATYCZNE
URZŃDZENIA ODCHYLAJŃCE
MAGNETYCZNE
URZŃDZENIA ODCHYLAJŃCE
Wiązka przechodzi nast�pnie przez dodatkowe urządzenia
odchylające i magnesy, które kierują jądra do uk"adu
trzech detektorów. S"uŻą one do pomiaru róŻnych
POCH�ANIACZ WIŃZKI
ELEKTROSTATYCZNE
wielkoĘci charakteryzujących jądra powsta"e na
URZŃDZENIA ODCHYLAJŃCE
skutek fuzji. ZnajomoĘ� takich czynników, jak
MAGNESY pr�dko� i produkty radioaktywnego roz-
Te urządzenia kierują nie spe"-
SKUPIAJŃCE
padu, pozwala naukowcom zidenty-
niające warunków eksperymentu
fikowa� wytworzony pierwiastek.
jony na zewnątrz toru wiązki, pozo-
stawiając tylko poŻądane produkty fuzji.
MAGNES
APARATURA FILTRUJŃCA pozwala ba-
daczom z GSI izolowa� jądra superci�Żkich
DETEKTORY PRóDKO�CI
atomów. Jak wida� na zdj�ciu, urządzenie
to zajmuje ca"y pokój.
DETEKTOR KRZEMOWY
DETEKTOR
PROMIENIOWANIA GAMMA
GSI
IAN WORPOLE
Polityka nazewnictwa
pór o to, kto stworzy" pierwiastki 102 do 109, wywo"a" Ęwiato- nych przez swoich odkrywców). Lista nazw zaproponowana przez
Swą polemik� dotyczącą ich nazw. W 1994 roku Mi�dzynarodo- CNIC nie zaŻegna"a sporu, ale wr�cz go zaogni"a. W ubieg"ym
wa Unia Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) powo"a"a Komisj� roku IUPAC poprosi"a chemików z ca"ego Ęwiata o komentarze
Nomenklatury Chemii Nieorganicznej (Commission on Nomenc- w tej sprawie i w sierpniu 1997 roku ustali"a ostateczne nazwy
lature of Inorganic Chemistry  CNIC) do ustalenia oficjalnych podane poniŻej. Pierwiastki od 110 do 112 nie zosta"y jeszcze
nazw tych pierwiastków (wiele z nich zosta"o nieformalnie ochrzczo- oficjalnie nazwane.
PIERWIASTEK ODKRYWCA LUB ODKRYWCY NAZWA (proponowana przez) OFICJALNA NAZWA (symbol chemiczny)
102 Pierwsze zg"oszenie: Instytut Joliot (Dubna) Nobel (No); na cze� Alfreda Nobla,
Nobla w Sztokholmie, Szwecja Nobel (Instytut Nobla, CNIC) szwedzkiego wynalazcy i fundatora Nagród Nobla
Dodatkowe zg"oszenia:
University of California,
Berkeley; ZIBJ, Dubna, Rosja
103 Sporny: zespo"y z Dubnej Lorens (Berkeley, CNIC) Lorens (Lr); na cze� Ernesta O. Lawrence a,
i z Berkeley zg"aszają pierwszeł
stwo wynalazcy cyklotronu
104 Sporny: zespo"y z Dubnej Dubn (CNIC) Rutherford (Rf); na cze� urodzonego na Nowej
i z Berkeley zg"aszają pierwszeł
stwo Kurczatow (Dubna) Zelandii fizyka Ernesta Rutherforda, którego
Rutherford (Berkeley) prace mia"y podstawowe znaczenie dla
zrozumienia budowy jądra atomowego
105 Sporny: zespo"y z Dubnej Hahn (Berkeley) Dubn (Db); na cze� laboratorium w Dubnej
i z Berkeley zg"aszają pierwszeł
stwo Joliot (CNIC)
Nielsbohr (Dubna)
106 Berkeley (bezsporny) Rutherford (CNIC) Seaborg (Sb); na cze� Glenna T. Seaborga,
Seaborg (Berkeley) amerykał
skiego chemika, wspó"odkrywcy
11 sztucznie wytworzonych pierwiastków
107 GSI, Darmstadt, Niemcy (bezsporny) Bohr (CNIC) Bohr (Bh); na czeĘ� duł
skiego fizyka Nielsa
Nielsbohr (GSI) Bohra, którego badania znacząco przyczyni"y si�
do wspó"czesnego zrozumienia budowy atomu
108 GSI (bezsporny) Hahn (CNIC) Has (Hs); na cze� landu Hesja,
Has (GSI) w którym leŻy Darmstadt
109 GSI (bezsporny) Meitner (GSI, CNIC) Meitner (Mt); na cze� Lise Meitner,
austriackiej fizyczki, która pierwsza wysun�"a
koncepcj� rozszczepienia jądra atomowego
dolf Janik z Uniwersytetu J. A. Komen- znanego wczeĘniej pierwiastka: w wy- GSI, odkryliĘmy pierwiastek 111 po na-
skiego w Bratys"awie w S"owacji. Od niku syntezy o"owiu 208 (pierwiastek 82) Ęwietleniu bizmutu 209 niklem 64. Ten
1973 roku pozostawaliĘmy w bliskim i niklu 62 (pierwiastek 28) utworzone zo- eksperyment w sposób istotny potwier-
kontakcie z zespo"em dubieł
skim, ale sta"o nowe jądro o liczbie masowej 270, dzi" teori� pow"ok jądrowych. Zgodnie
dopiero zmiany polityczne pozwoli"y zawierające 110 protonów. To jądro na- z nią dwa z produktów rozpadu pier-
tamtejszym naukowcom bezpoĘrednio tychmiast wystrzeli"o jeden neutron, da- wiastka 111 (izotop 268 meitneru i izo-
z nami wspó"pracowa�. jąc izotop 269 pierwiastka 110. Nowy izo- top 264 bohru) okaza"y si� bardziej sta-
Kiedy wznowiliĘmy dzia"anie UNILAC top mia" czas po"owicznego rozpadu bilne niŻ wczeĘniej zaobserwowane
w 1993 roku, wykonaliĘmy szereg ekspe- 170 �s; zmierzyliĘmy go, Ęledząc rozpad lŻejsze izotopy tych pierwiastków.
rymentów testowych z wiązkami argo- jądra na produkty potomne. W tym przy- W nast�pnym cyklu eksperymentów
nu 40 (pierwiastek 18) i tytanu 50 (pier- padku jądro wystrzeli"o seri� czterech zaplanowaliĘmy zastosowanie bogatego
wiastek 22), które s"uŻy"y do produkcji cząstek alfa  kaŻdą b�dącą jądrem helu w neutrony cynku 70 jako pocisku, ma-
róŻnych izotopów mendelewu i ruther- o dwu neutronach i dwu protonach  jąc nadziej� na wytworzenie pierwiast-
fordu. ProwadziliĘmy teŻ testy mające tworząc jako produkt potomny izotop ków 112 i 113. W lutym 1996 roku uda-
na celu w"aĘciwy dobór energii przy wy- 257 rutherfordu (pierwiastka 104). W ko- "o nam si� wyprodukowa� pierwiastek
twarzaniu pierwiastka 110. Wszystkie lejnych eksperymentach wytworzyliĘmy 112, najci�Ższy, jaki kiedykolwiek zo-
te próby dowiod"y, Że nasze ulepszenia teŻ izotop 271 pierwiastka 110. Ten izo- sta" wytworzony w laboratorium.
by"y trafne: zarówno intensywnoĘ� wiąz- top okaza" si� "atwiejszy do wyprodu- UzyskaliĘmy jednak mniejszą jego
ki, jak i czu"oĘ� detektora zdecydowa- kowania, poniewaŻ cz�stoĘ� jego wy- iloĘ�, niŻ si� spodziewaliĘmy; jak wyŻej
nie wzros"y. twarzania by"a cztery razy wi�ksza niŻ wspomniano, wytworzyliĘmy dwa ato-
Po trwającej ponad 10 lat przerwie 9 izotopu 257. my w ciągu 24 dni. Czas po"owicznego
listopada 1994 roku mogliĘmy w koł
cu Mniej wi�cej miesiąc póęniej, 17 grud- rozpadu izotopu pierwiastka 112 wy-
zidentyfikowa� produkty rozpadu nie- nia 1994 roku, w 25 rocznic� powstania nosi" 240 �s. PotrafiliĘmy zidentyfiko-
60 �WIAT NAUKI Listopad 1998
LABORATORIA zaawansowanej techno-
wa� izotop 277 tego pierwiastka dzi�ki
logii w Zjednoczonym Instytucie Badał

obserwacji jego radioaktywnego rozpa-
Jądrowych w Dubnej w Rosji (u góry)
du i nast�pującej po nim emisji kolejno
i w Lawrence Berkeley National Laborato-
6 cząstek alfa, aby osiągną� produkt po-
ry w Stanach Zjednoczonych (na dole) by-
tomny, którym by" ferm 253 [ilustracja
"y miejscem narodzin wielu nowych pier-
na stronach 56 i 57]. W tym procesie zi- wiastków.
dentyfikowaliĘmy nowy izotop pier-
wiastka 110 i nowy izotop hasu. Izotop
pierwiastka 112 by" pierwszym wytwo- w uk"adzie okresowym b�dzie trudniej-
rzonym przez nas jądrem z ponad 162 szy do wyprodukowania niŻ jego po-
neutronami, czyli taką ich liczbą, która przednik  i nic nie wskazuje na to, by
daje zdeformowaną zamkni�tą pow"o- sytuacja mia"a si� zmieni�. Ciąg"e do-
k� jądrową. To wp"yn�"o na zwi�kszo- skonalenie technik eksperymentalnych
ną stabilnoĘ� pewnych produktów w moŻe doprowadzi� nas do odkrycia nie-
rozpadzie pierwiastka. W szczególno- uchwytnego pierwiastka 114 dzi�ki sto-
Ęci stwierdziliĘmy, Że has 269, powsta- sowanej dotychczas z powodzeniem
jący podczas rozpadu izotopu 112, mia" metodzie zimnej fuzji. Niemniej g"ówną
czas po"owicznego rozpadu 9.3 s. Na- przeszkod� w uzyskaniu pierwiastków
tomiast czas po"owicznego rozpadu ha- o wyŻszej liczbie atomowej jest podsta-
su 265, który obserwowano we wcze- wowe prawo fizyki: dodatnio na"ado-
Ęniejszych eksperymentach, wynosi" wane jądra odpychają si� nawzajem i te
tylko 1.7 ms. Te rezultaty by"y kolejnym odpychające si"y rosną, w miar� jak ją-
potwierdzeniem przewidywał
teorety- dra stają si� wi�ksze. ChociaŻ dotych-
ków, Że powinna wyst�powa� zamkni�- czas udawa"o nam si� przechytrzy� te
ta orbita z 162 neutronami. si"y, nie b�dziemy mogli robi� tego w
Tworzenie superci�Żkich pierwiast- nieskoł
czono�.
ków jest efektem starannego, d"ugofa- Obecnie wszystkie laboratoria po-
lowego planowania. Od czasu do czasu szukujące superci�Żkich pierwiastków
odnosi si� sukces; ostatnie osiągni�cia ĘciĘle ze sobą wspó"pracują i polityczne
nie są wi�c czymĘ wyjątkowym. Kolejny wspó"zawodnictwo nie jest juŻ g"ówną
krok, który zamierzamy zrobi�  wytwo- si"ą nap�dową. Mamy jednak nadziej�,
rzenie pierwiastków 113 i 114  wyglą- Że nawet bez politycznych nacisków
da na trudny. zainteresowane kraje b�dą nadal wspie-
Jak wspomnieliĘmy, do czasu napi- ra"y badania nad superci�Żkimi pier-
sania tego artyku"u ani w laboratoriach wiastkami. Wiemy, Że te wysi"ki praw-
w Niemczech, ani w Stanach Zjedno- dopodobnie nie zaowocują praktycz-
czonych czy Rosji mimo wysi"ków i cz�- nymi zastosowaniami, ale intelektual-
stych prób nie uda"o si� wytworzy� ne i technologiczne osiągni�cia uzy-
pierwiastków 113 lub 114. Niemniej jed- skane w ich wyniku z pewnoĘcią je uza-
nak przeszliĘmy d"ugą drog� od chwi- sadniają. Wiemy, Że liczba pierwiast-
li, gdy w latach czterdziestych Niels ków w uk"adzie okresowym jest skoł
-
Bohr przewidywa", Że ferm, pierwiastek czona. Pytanie, które czeka na odpo-
100, b�dzie ostatnim pierwiastkiem wiedę, brzmi: jak daleko uda si� nam
uk"adu okresowego. DziĘ moŻemy iden- go jeszcze rozszerzy�?
T"umaczy"a
tyfikowa� nowe pierwiastki o czasach
opublikowane w Post�pach Fizyki, tom 49 (1998), ze-
Agnieszka Zalewska
Życia krótszych niŻ 10 �s. JeĘli na 10 mld szyt 3, s.175. Bardzo dzi�kuj� profesorowi Andrze-
Przypis t"umaczki: jowi Budzanowskiemu za informacj� o tej publika-
prób raz zdarzy si� fuzja dwóch jąder
Polskie odpowiedniki oficjalnych nazw superci�Ż- cji. W przypadku nazw, które nie zosta"y oficjalnie
dająca nowy, superci�Żki atom, to my
kich pierwiastków, których uŻy"am w t"umacze- wprowadzone, a wyst�pują w tabeli na s. 60 (w ory-
niu, zosta"y ustalone 21 marca 1998 roku na zebra- ginalnym artykule Joliotium, Kurchatorium, Hah-
go na pewno znajdziemy.
niu Podkomisji Nomenklatury Nieorganicznej nium i Nielsbohrium), zastosowa"am spolszczenia,
Z dotychczasowych obserwacji wy-
Polskiego Towarzystwa Chemicznego. Krótkie pos"ugując si� zasadami sformu"owanymi przez
nika jednak, Że kaŻdy nowy pierwiastek sprawozdanie z zebrania tej podkomisji zosta"o podkomisj� dla nazw oficjalnych.
Informacje o autorach Literatura uzupe"niająca
PETER ARMBRUSTER i FRITZ PETER HESSBERGER pra- ON THE PRODUCTION OF HEAVY ELEMENTS BY COLD FUSION: THE ELEMENTS 106 TO 109.
cują razem w Gesellschaft f�r Schwerionenforschung (GSI) Peter Armbruster, Annual Review of Nuclear and Particle Science, vol. 35, ss. 135-
w Darmstadcie w Niemczech. Armbruster jest w GSI od -194, 1985.
1971 roku. Jako samodzielny pracownik naukowy Wy- RECENT ADVANCES IN THE DISCOVERY OF TRANSURANIUM ELEMENTS. Gottfried
dzia"u Chemii Jądrowej by" szefem projektu badawczego, M�nzenberg, Report on Progress in Physics, vol. 51, nr 1, ss. 57-104, I/1988.
który doprowadzi" do zsyntetyzowania pierwiastków od AN ELEMENT OF STABILITY. Richard Stone, Science, vol. 278, ss. 571-572, 24 X 1997.
107 do 112. Jego obecne zainteresowania obejmują teŻ me- MEINE 40 JAHRE MIT R�CKSTOSSSPEKTROMETERN. Peter Armbruster, Physik Bl�tter, vol.
tody spalania odpadów jądrowych. Hessberger przyby" 53, ss. 661-668, 1997.
do GSI w 1979 roku po studiach fizyki w Technische Hoch- NEW ELEMENTS: APPROACHING Z = 114. Sigurd Hofmann, Reports on Progress in Phy-
schule w Darmstadcie. Pracowa" z Armbrusterem nad syn- sics, vol. 61, nr 6, ss. 639-689, VI/1998.
tezą pierwiastków od 107 do 112 i uzyska" doktorat w 1985 GSI ma swoją stron� WWW w j�zyku angielskim pod adresem http://www.
roku. Hessberger zajmuje si� teŻ badaniem reakcji jądro- gsi.de/gsi.html oraz w j�zyku niemieckim pod adresem http://www.gsi.
wych i spektroskopią jądrową. de/gsi.welcome.deutsch.html
�WIAT NAUKI Listopad 1998 61
JURIJ TUMANOW
LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY