Zdroj: RIKEN
V polovině léta proběhla na Matematicko-fyzikální fakultě University Karlovy v Praze konference SPIN 2009. Jedná se o pravidelnou každoroční konferenci věnovanou symetriím a podstatě momentu hybnosti (spinu) ve světě jader a částic. K některým zajímavým tématům, o kterých se tam mluvilo, se možná vrátím někdy později. V tomto článku bych se soustředil na téma produkce těch nejtěžších atomových jader, které bylo trochu mimo hlavní proud této konference. Ve své přednášce se mu věnoval Kosuka Morita, jaderný fyzik z japonské laboratoře supertěžkých prvků výzkumné organizace RIKEN. Tato laboratoř je významným pracovištěm, které jsem zmiňoval v podrobném článku o studiu velmi těžkých prvků. Podílela se na potvrzení existence prvku s protonovým číslem 112 a je jedním z pracovišť, které aspirují na prioritu v objevu prvku 113. Využil bych této příležitosti k přehledu novinek v této oblasti, doplňující zmíněný článek.
Zdroj: astro.cz
Novinky z Darmstadtu
Jak už jsem informoval v předchozím článku, byla priorita v objevu prvku 112 přisouzena týmu z německého pracoviště GSI Darmstadt vedenému Sigurdem Hofmannem. Tomuto týmu přísluší i čest nový prvek pojmenovat. V polovině července se tak svět dozvěděl návrh na toto pojmenování. Pokud bude schválen, bude název prvku 112 Copernicium (česky asi kopernicium) a značka tohoto prvku bude Cp. Název je oslavou světoznámého polského astronoma Mikuláše Koperníka (1473-1543), který je autorem heliocentrické teorie.
Možná je zajímavé si přečíst i zdůvodnění, které pro pojmenování fyzikové z GSI Darmstadt předložili. „Svým návrhem chceme uctít vědce, astronoma, který žil v období přechodu mezi středověkem a moderními časy. Narodil se 19. února 1473 v Toruni v Polsku a zemřel 24. května 1543 ve Fromborku (Frauenburg). Jeho práce měla mimořádný dopad na politické a filosofické myšlení lidí a pokrok moderní vědy založený na experimentálních výsledcích.“
Izotop prvku kopernicia s hmotnostním číslem 277, jehož dva kousky se podařilo připravit v GSI, má dobu života pouze 0,5 ms. Rozpadá se rychle sérií rozpadů alfa a končí u známého izotopu jádra fermia, které se spontánně štěpí. Dva další kousky byly získány právě fyziky z japonské organizace RIKEN. Všechny čtyři pozorované rozpadové řady jsou ve velmi dobré shodě a i váha tohoto faktu přispěla k rozhodnutí o uznání produkce tohoto prvku. Tento izotop kopernicia byl připraven pomocí studené fúze. Jiné izotopy byly připraveny pomocí horké fúze a mají díky tomu jiný poměr mezi počtem protonů a neutronů a delší dobu života. Například u kopernicia 285 je v řádu desítek sekund. Pro jiné izotopy by mohla být ještě delší, až minutová.
V předchozím článku jsem vysvětlil rozdíl mezi studenou a horkou fúzí a důvod, proč je prvek 113 blízko limitě dosažitelné touto metodou. Ve zmíněné japonské skupině organizace RIKEN se sice chystají získat prvek 114 studenou fúzí, ale pokud se to podaří, bude to dlouhou dobu ten nejtěžší, získaný touto metodou. Proto se i vědci v německé laboratoři GSI Darmstadt přesouvají k experimentům metodou horké fúze. A právě v červnu letošního roku se jim tak podařilo vytvořit touto metodou nejtěžší prvek získaný v této laboratoři. Využili nové zařízení TASCA (TransActinide Separator and Chemistry Aparatus). Získali dva izotopy prvku 114 s hmotnostním číslem 288 a 289. Připravili je pomocí ostřelování terče ze vzácného izotopu plutonia 244 pomocí svazku iontů vápníku 48. Plně se potvrdily výsledky skupiny Jurije T. Oganesjana z mezinárodní laboratoře SÚJV Dubna v Rusku, která je zakladatelem tohoto směru výzkumu a zmíněné izotopy vytvořila již dříve. Pokroky v oblasti horké fúze i v dalších laboratořích slibují v následujících letech další rozšiřování znalostí fyzikálních i chemických vlastností supertěžkých prvků. Zdá se, že uznání existence i prvků 113,114,115,116 a 118 by nemuselo být daleko. Několik laboratoří se také chystá na produkci prvku 120. Kopernicium nebude určitě posledním pojmenovaným prvkem v Mendělejevově tabulce dlouho a máme se tedy v budoucnu na co těšit.
|
Jeden z případů rozpadu jádra izotopu kopernicia 277 vyprodukovaného v GSI Darmstadt Zdroj: GSI Darmstadt |
Současný stav Mendělejevovy periodické tabulky prvků Zdroj: GSI Darmstadt |
