Nedávno jsem přednášel studentům na FJFI ČVUT o produkci supertěžkých prvků a rozebíral i novinky a výhledy v tomto oboru. V populárnější formě je povídání o této oblasti výzkumu v nahrávané přednášce v rámci Týdne vědy a techniky. Také jsem se zmínil, že čekám v nejbližší době uznání supertěžkého prvku s protonovým číslem 113. Některé jeho izotopy byly poprvé produkovány pomocí tzv. horké fúze v laboratoři SÚJV Dubna a izotop s jiným počtem neutronů se pomocí tzv. studené fúze podařilo vyprodukovat japonským fyzikům v laboratoři RIKEN. Podrobnější popis rozdílu mezi studenou a horkou fúzí je zde. Prvek 113 je nejtěžším, který se pomocí studené fúze nejspíše dá vytvořit. Supertěžké prvky se rozpadají buď rozpadem alfa nebo spontánním štěpením. Po jeho vzniku tak dostáváme kaskádu rozpadů alfa, která končí buď u izotopu transuranu s delší dobou života nebo právě samovolným štěpením. A právě pomocí detekce rozpadů a hlavně alfa částic, které při nich vyletují, se supertěžké prvky identifikují. Ty ze studené fúze mají konec kaskády rozpadů v oblasti známých izotopů, ty z horké fúze končí svou kaskádu u izotopů, které nebyly známé. Nebylo tak jisté, zda je jejich identifikace správná. V Dubně tedy vytvořili daný prvek první, ale Japonci přidali ten neprůstřelný důkaz, že jej opravdu máme a pomohli i fyzikům v Dubně s potvrzením jejich výsledků. Navíc je tento supertěžký prvek první, který měl šanci být pojmenován v Japonsku a obecně v Asii. Uvažoval jsem, jak tuto situaci Mezinárodní unie pro čistou a užitou chemii (IUPAC) vyřeší, aby se skupina z Dubny necítila poškozená přiklepnutím objevu laboratoři RIKEN. Pro připomenutí lze uvést, že naposledy byly uznány v roce 2011 dva prvky s protonovými čísly 114 a 116, které dostaly nakonec jméno flerovium a livermorium (podrobněji zde). A předtím v roce 2010 pak prvek s počtem protonů 112, který dostal název kopernicium (podrobněji zde).

Část periodické tabulky s novými uznanými supertěžkými prvky (stránka IUPAC).

A řešení se našlo geniální. Na jeden zátah schválily komise IUPAC hned čtyři supertěžké prvky. Laboratoř v Dubně spolu s kolegy z Livermoru tak mohou oslavovat hned tři prvky a rádi tak japonským kolegům pogratulují. Je třeba uznat, že v současné době jsou všechny velice dobře potvrzeny společným úsilím několika laboratoří, kromě již zmíněných je třeba určitě vzpomenout laboratoř GSI Darmstadt. Navíc je nyní období, kdy pravděpodobně potrvá delší dobu, než se další supertěžký prvek vyprodukuje a jeho existence potvrdí. Bude to nejspíše ten s protonovým číslem 120. V jádře totiž působí párování mezi nukleony a sudý počet protonů přispívá k vyšší stabilitě jádra. Problém je, že se nyní s růstem protonového čísla začínáme vzdalovat od ostrova stability a tím je vyprodukovaný izotop prvku méně stabilní a jeho doba života je kratší, Najít způsob, jak získat správný výsledný poměr počtu protonů a neutronů, abychom produkovali nejen těžší prvky, ale také izotopy supertěžkých prvků, které jsou na ostrově stability a jejich doba života může být i dost dlouhá, bude hodně náročné.

Mapa různých izotopů supertěžkých prvků s vyznačením různých metod a zařízení, které se na jejich objevu podílely. Je vidět, že například izotopů prvku 113 je už známo 6. A úplně nalevo odskočený od ostatních pěti je ten vyprodukovaný ve studené fúzi v Japonsku. Úplně napravo je vyznačen ostrov stability s protonovým magickým číslem 114 a neutronovým 184. (Zdroj prezentace S. Dmitrieva na loňské konferenci ve Varně).

Zatím je velmi zajímavé se věnovat chemii s jednotlivými atomy, při které se daří zkoumat chemické vlastnosti i prvku s protonovým číslem až 112 (kopernicium) a pracuje se i na těch těžších. Velmi zajímavé je, zda i při tak velkém počtu elektronů, které se navíc stávají relativistickým, se zachovává periodicita známá z Mendělejevovy tabulky.

Vzhledem k tomu, že se jedná o velice zajímavé téma a třeba právě v SÚJV Dubna a GSI Darmstadt se připravuje řada nových metod a zařízení, připravuji pro Osla a Technet společný rozsáhlejší článek, který by se zaměřil hlavně na výhledy a možnosti, jak získat nové izotopy známých i nových supertěžkých prvků.