Tennessine

Historie

Před objevením

V roce 2004 naplánoval tým Spojeného ústavu jaderných výzkumů (JINR) v Dubně v Moskevské oblasti v Rusku experiment, jehož cílem bylo syntetizovat (vytvořit) prvek 117. Prvek se nazývá 117, protože počet protonů v jeho atomu je 117. K tomu potřebovali sloučit prvky berkelium (prvek 97) a vápník (prvek 20). Americký tým v Oak Ridge National Laboratory, který je jediným výrobcem berkelia na světě, však výrobu berkelia na nějakou dobu zastavil. Proto nejprve syntetizovali prvek 118 pomocí kalifornia (prvek 98) a vápníku.

Ruský tým chtěl použít berkelium, protože izotop vápníku použitý v experimentu, vápník-48, má 20 protonů a 28 neutronů. Jedná se o nejlehčí stabilní nebo téměř stabilní jádro (střední část atomu) s mnohem větším počtem neutronů než protonů. Zinek-68 je druhé nejlehčí jádro tohoto druhu, ale je těžší než vápník-48. Protože tennessin má 117 protonů, potřebují ke spojení s atomem vápníku další atom s 97 protony a berkelium má 97 protonů.

Při experimentu se z berkelia vytvoří terč a vápník se vystřelí ve formě paprsku na berkeliový terč. Paprsek vápníku vzniká v Rusku odstraněním malého množství vápníku-48 z přírodního vápníku chemickými prostředky. Jádro, které vznikne po experimentu, bude těžší a je blíže ostrovu stability. To je myšlenka, že některé velmi těžké atomy mohou být poměrně stabilní.

Objevení Tennessine

V roce 2008 začal americký tým znovu vytvářet berkelium a řekl o tom ruskému týmu. V rámci programu bylo vyrobeno 22 miligramů berkelia, což pro experiment stačí. Brzy poté bylo berkelium za 90 dní ochlazeno a za dalších 90 dní bylo chemickou cestou ještě více vyčištěno. Terč s berkelii musel být rychle odvezen do Ruska, protože poločas rozpadu použitého izotopu berkelií, berkelium-249, je pouze 330 dní. Jinými slovy, po 330 dnech už polovina veškerého berkelia nebude berkelium. Ve skutečnosti, kdyby experiment nezačal šest měsíců po vyrobení terče, byl by zrušen, protože by neměli dostatek berkelia pro experiment. V létě 2009 byl terč zabalen do pěti olověných kontejnerů a komerčním letem odeslán z New Yorku do Moskvy.

Oba týmy musely před odesláním berkeliového terče čelit byrokratické překážce mezi Amerikou a Ruskem, aby mohl dorazit do Ruska včas. Problémy však přetrvávaly: Ruská celní správa dvakrát nepustila berkeliový terč do země kvůli chybějícím nebo neúplným dokumentům. Přestože terč pětkrát přeletěl Atlantský oceán, celá cesta trvala jen několik dní. Když se terč konečně dostal do Moskvy, byl odeslán do Dimitrovgradu v Uljanovském oblasku. Zde byl terč umístěn na tenkou titanovou fólii (vrstvu). Tato fólie byla poté odeslána do Dubny, kde byla umístěna do urychlovače částic JINR. Tento urychlovač částic je nejvýkonnějším urychlovačem částic na světě pro tvorbu supertěžkých prvků.

Experiment byl zahájen v červnu 2009. V lednu 2010 vědci z Flerovovy laboratoře jaderných reakcí v rámci laboratoře oznámili, že objevili rozpad nového prvku s atomovým číslem 117 prostřednictvím dvou rozpadových řetězců. Izotop s lichým číslem provede 6 rozpadů alfa, než dojde ke spontánnímu (náhlému) štěpení. Lichý a sudý izotop provede před štěpením 3 rozpady alfa. Dne 9. dubna 2010 byla v časopise Physical Review Letters zveřejněna oficiální zpráva. Ukázala, že izotopy, které byly zmíněny v rozpadových řetězcích, jsou²⁹⁴ Ts a²⁹³ Ts. Izotopy byly vyrobeny následujícím způsobem:

²⁴⁹Bk +⁴⁸ Ca →²⁹⁷ Ts* →²⁹⁴ Ts + 3 n (1 událost)

²⁴⁹Bk +⁴⁸ Ca →²⁹⁷ Ts* →²⁹³ Ts + 4 n (5 událostí)

Berkeliový terčík používaný pro syntézu tennessinu ve formě roztoku