Tenes

Historia

Przed odkryciem

W 2004 roku zespół Joint Institute for Nuclear Research (JINR) w Dubnej, w obwodzie moskiewskim, w Rosji zaplanował eksperyment mający na celu zsyntetyzowanie (stworzenie) pierwiastka 117. Nazwano go pierwiastkiem 117, ponieważ liczba protonów w jego atomie wynosi 117. Aby tego dokonać, należało połączyć pierwiastki berkelium (pierwiastek 97) i wapń (pierwiastek 20). Jednak amerykański zespół z Oak Ridge National Laboratory, jedyny producent berkeli na świecie, na jakiś czas zaprzestał jego produkcji. Zsyntetyzowali więc pierwiastek 118 używając kalifornium (pierwiastek 98) i wapnia.

Rosyjski zespół chciał użyć berkelium, ponieważ izotop wapnia użyty w eksperymencie, wapń-48, ma 20 protonów i 28 neutronów. Jest to najlżejsze stabilne lub prawie stabilne jądro (środkowa część atomu), w którym jest znacznie więcej neutronów niż protonów. Cynk-68 jest drugim najlżejszym jądrem tego typu, ale jest cięższy od wapnia-48. Ponieważ tennessin ma 117 protonów, do połączenia z atomem wapnia potrzebny jest jeszcze jeden atom z 97 protonami, a berkelium ma 97 protonów.

W eksperymencie z berkelium robi się tarczę, a wapń wystrzeliwany jest w postaci wiązki do tarczy z berkelium. Wiązka wapnia jest tworzona w Rosji poprzez usunięcie niewielkiej ilości wapnia-48 z naturalnego wapnia za pomocą środków chemicznych. Jądra, które powstaną po eksperymencie będą cięższe i będą bliżej wyspy stabilności. Jest to pomysł, że niektóre bardzo ciężkie atomy mogą być całkiem stabilne.

Odkrycie Tennessyny

W 2008 roku amerykański zespół ponownie zaczął tworzyć berkelium i powiedział o tym rosyjskiemu zespołowi. Program stworzył 22 miligramy berkeli i to wystarczyło do eksperymentu. Wkrótce potem berkel został schłodzony w ciągu 90 dni i stał się bardziej czysty za pomocą środków chemicznych w ciągu kolejnych 90 dni. Cel berkeliowy musiał być szybko przewieziony do Rosji, ponieważ okres połowicznego zaniku użytego izotopu berkeli, berkeli-249, wynosi tylko 330 dni. Innymi słowy, po 330 dniach połowa całego berkelium nie będzie już berkelium. W rzeczywistości, gdyby eksperyment nie rozpoczął się sześć miesięcy po wykonaniu tarczy, zostałby odwołany, ponieważ nie mieli wystarczającej ilości berkeli do przeprowadzenia eksperymentu. Latem 2009 roku cel został zapakowany do pięciu ołowianych pojemników i wysłany komercyjnym lotem z Nowego Jorku do Moskwy.

Obie drużyny musiały pokonać biurokratyczną przeszkodę między Ameryką a Rosją, zanim wysłały cel berkeliowy, aby mógł on dotrzeć do Rosji na czas. Nie obyło się jednak bez problemów: Rosyjskie służby celne dwukrotnie nie wpuściły celu berkeliowego do kraju z powodu brakujących lub niekompletnych dokumentów. Mimo że cel pięciokrotnie pokonywał OceanAtlantycki, cała podróż trwała zaledwie kilka dni. Kiedy cel w końcu dotarł do Moskwy, został wysłany do Dimitrovgradu w obwodzie Uljanowskim. Tutaj cel został umieszczony na cienkiej folii (warstwie) tytanowej. Folia ta została następnie wysłana do Dubnej, gdzie umieszczono ją w akceleratorze cząstek JINR. Ten akcelerator cząstek jest najpotężniejszym na świecie akceleratorem cząstek do tworzenia superciężkich pierwiastków.

Eksperyment rozpoczął się w czerwcu 2009 roku. W styczniu 2010 r. naukowcy z Laboratorium Reakcji Jądrowych im. Flerowa ogłosili w laboratorium, że znaleźli rozpad nowego pierwiastka o liczbie atomowej 117 poprzez dwa łańcuchy rozpadów. Izotop nieparzysto-nieparzysty wykonuje 6 rozpadów alfa przed spontanicznym (nagłym) rozszczepieniem. Izotop nieparzysto-nieparzysty wykonuje 3 rozpady alfa przed rozszczepieniem. W dniu 9 kwietnia 2010 r. ukazał się oficjalny raport w czasopiśmie Physical Review Letters. Wykazał on, że izotopy, które zostały wymienione w łańcuchach rozpadów to ^294Ts i ^293Ts. Izotopy te powstały w następujący sposób:

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

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

Tarcza berkeliowa stosowana do syntezy tennessyny, w postaci roztworu