Superraskas alkuaine 117 löydetty

Uraania raskaampien, ns. superraskaiden alkuaineiden joukko on nyt saatu täydennettyä alkuaineella 117, joka oli viimeinen puuttuva alkuaine numeroon 118 ulottuvassa listassa. Edelliset löydetyt superraskaat alkuaineet, 116 ja 118 havaittiin vuosina 2004 ja 2006.

Uusi, vielä nimetön alkuaine on hyvin lyhytikäinen mutta pysyy kasassa silti pitempään kuin jotkut sitä kevyemmät alkuaineet. Tämä vastaa teoreettisia oletuksia, joiden mukaan alkuaineen 118 tienoilla on ns. stabiilien ytimien saareke.

Luonnosta tavattujen alkuaineiden luettelo päättyy uraaniin, jonka järjestysluku eli ytimen protonien lukumäärä on 92. Myös kahta seuraavaa alkuainetta, neptuniumia ja plutoniumia, on tavattu hyvin pieniä määriä luonnonuraanin yhteydessä vaikka ensimmäiseksi niitä löydettiin ydinreaktoreissa keinotekoisten ydinreaktioiden tuottamina. Kaikki näitä raskaammat alkuaineet eli järjestysnumerosta 95 eteenpäin, ovat maan päällä ihmisen tekemiä. Jos niitä on ollut nuoressa maapallossa, ne ovat radioaktiivisina hajonneet ja hävinneet kauan sitten.

Uusi alkuaine 117 saatiin aikaan törmäyttämällä kalsiumin harvinaista isotooppia Ca-48 keinotekoiseen, superraskaaseen berkeliumiin Bk-249:ään. Koe tehtiin venäläis-amerikkalaisena yhteistyönä Dubnan hiukkaskiihdyttimellä, joka sijaitsee 120 kilometriä Moskovasta pohjoiseen.

Alkuainetta 117 ei itseään nähdä mutta sen olemassaolo voidaan päätellä ytimen hajotessa syntyvien tytärytimien perusteella. Puolen vuoden aikana tehdyissä kokeissa saatiin aikaan kuusi alkuaineen 117 ydintä. Hajoamistuloksista pääteltiin että niissä on ollut 176 tai 177 neutronia. Alkuaineiden jaksollisen järjestelmän perusteella alkuaine 117 kuuluu ns. halogeeneihin.

Uuden alkuaineen kemialliset ominaisuudet poikkeavat oletettavasti huomattavasti kevyemmistä halogeeneista, koska relativistiset ilmiöt ovat näin raskaassa atomissa suuret. Tällaisten asioiden havaitsemiseen tarvittaisiin kuitenkin paljon enemmän atomeja.

Superraskaiden alkuaineiden valmistaminen ja löytäminen on oma erikoisalueensa, jota voidaan tehdä vain muutamissa siihen erikoistuneissa tutkimuslaitoksissa. Toistaiseksi niitä pystytään valmistamaan yksin kappalein laskettava määrä atomeja eikä niillä ei ole käytännön sovelluksia. Kiinnostus on teoreettista ja yksi kiinnostavimmista kysymyksistä on löytyykö niistä suhteellisen pysyviä atomeja.

Teoreettisesti on perusteltu että alkuaineen 118 tienoilla on tällaisten stabiilimpien alkuaineiden alue. Uusi tulos sopii tähän oletukseen sillä ytimen puoliintumisaika oli noin 0,1 sekunnin luokkaa.

(YLE tiede, JINR, APS Physics, Physical Review Letters)