Einsteinium Gizemlidir. Bilim adamları onun bazı sırlarını ortaya çıkardı.

Einsteinium, neredeyse hiç kimsenin duymadığı ünlü bir isme sahip bir elementtir.

99 proton ve 99 elektronla, kaliforniyum ve fermiyum arasında, periyodik kimyasal elementler tablosunun dibine yakın bir belirsizlikte oturuyor. İlk olarak 1952’de ilk hidrojen bombasının patlayıcı enkazında ortaya çıktı ve onu keşfeden bilim adamları ekibi, Albert Einstein’ı onurlandırmak için ona bir isim verdi.

Bugün bile bilim adamları bunun hakkında çok az şey biliyorlar.

Einsteinium oldukça radyoaktiftir. Birkaç yıl içinde dağılmayan kararlı sürümler olmadığı için doğada bulunmaz. Birkaç özel nükleer reaktörde üretilebilir, ancak yalnızca çok küçük miktarlarda.

Nature dergisinde yazan California’daki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’nda ağır element kimya grubunu yöneten Rebecca J. Abergel liderliğindeki araştırmacılar, Çarşamba günü einsteinium’un bazı temel kimyasal özelliklerini çalıştıklarını bildirdi.

Kolay değildi. Gerçekte, Dr. Abergel makalesini “uzun bir talihsiz olaylar dizisi” nin sonucu olarak tanımladı. “

Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’nda araştırmaya dahil olmayan bir bilim insanı olan David L. Clark, sonucun bir “gezi gücü” olduğunu ve bu ağır elementlerin çalışmasında bir rönesansın parçası olduğunu söyledi. Daha hafif, daha yaygın elementlerden çok farklı özellikler ve yeni nükleer reaktörlerde veya kanser tedavilerinde kullanılabilir.

Clark, “Bu tür bir çalışma daha önce yapılmamıştı,” dedi. “Bu bir sanat eseri. ”

Başlamak biraz zaman aldı.

Birkaç yıl önce, Dr. Abergel, ilk atom bombalarında kullanılan uranyum üretiminin merkezinde yer alan federal bir araştırma merkezi olan Tennessee’deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’nda üretilen bir einsteinium elde etme şansını kaçırdı çünkü o zamanında araştırma için para toplamamıştı. 2019’da bir sonraki einsteinium üretim kampanyasına hazırdı.

O ve meslektaşları radyoaktif elementin işlenmesi için deneyleri ve güvenlik prosedürlerini tasarladıktan sonra, Oak Ridge onlara hiçbir einsteinyum olmayacağını söyledi. Ancak yaklaşık bir hafta sonra Oak Ridge, biraz einsteinium sağlayabileceğini söyledi. Dr. Abergel, “Birdenbire, ‘Ah, geliyor’ gibi oldu,” diye hatırladı. Ama düşündüğünüzün yalnızca üçte birini alırsınız. ”

Bu daha küçük miktar 250 nanogramdan veya bir gramın 250 milyarda biri – bir onsun yüz milyonda birinden azdı.

Daha da kötüsü, Berkeley araştırmacılarının aldığı örnek, einsteinium’un periyodik tablo komşusu kaliforniyum ile ağır şekilde kontamine olmuştu. Bu, einsteinium atomlarını bir kristale yığmak ve ardından seken ışınların modelini incelemeden önce X ışınları ile bombardıman ederek elementin kimyasal özelliklerini aydınlatmak yönündeki ilk planlarını bozdu.

Bunun yerine, bir einsteinium atomunu tutmak için bir pençe görevi gören ve onu sekiz yerde bağlayan büyük bir moleküler yapıya döndüler. Ancak bu yapıyı incelemek için, San Francisco Körfezi’nin diğer tarafındaki SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’nda farklı bir araştırma merkezi kullanmaları gerekiyordu. İlk hazırlıklardan biri sırasında, bir numune çok asidikti ve bir kabın arızalanmasına neden oldu.

Radyasyon sızıntısı olmamasına rağmen, Dr. Abergel, “çünkü çok fazla güvenlik protokolümüz var – ve haklı olarak – bize her şeyi yeniden değerlendirmemiz, tekniklerimizi yeniden değerlendirmemiz gerektiği söylendi. ”

Atom bombalarının doğum yeri olan Los Alamos Ulusal Laboratuvarı, Berkeley ekibi için yeni bir konteyner tasarladı. Bu birkaç ay sürdü ve sonunda Dr. Abergel ve meslektaşları deneylerini gerçekleştirebildiler.

Çekirdeğindeki 99 protona ek olarak 155 nötron içeren bir einsteinium izotopunu araştırıyorlardı. Bu, 276 günlük yarılanma ömrü ile einsteinium’un en uzun ömürlü ikinci versiyonudur. Her gecikmeyle birlikte çalışmak için daha az einsteinium kaldı. Her ay einsteinium atomlarının yaklaşık yüzde 7’si kayboldu.

Daha sonra, koronavirüs salgınıyla birlikte, einsteinyumun diğer yönlerini incelemek için gerekli olanlar da dahil olmak üzere tüm laboratuvarlar kapandı. İşe yeniden başladıklarında, numunenin çoğu gitmişti. Ancak araştırmanın çoğunu bitirmek için hala yeterliydi.

SLAC’daki deneylerden, einsteinium ile onu tutan moleküler pençedeki sekiz atom arasındaki moleküler bağların uzunluklarını ölçtüler. Uzunluk 2,38 angstrom olarak çıktı. Bir angstrom, bir santimetrenin yüz milyonda biridir.

Iowa Üniversitesi’nde kimya profesörü ve Nature makalesinin başka bir yazarı olan Korey P. Carter, 2,42 veya 2,43 angstrom beklediklerini söyledi. “İstatistiksel olarak önemli bir fark” dedi.

Einsteinyumdan gelen ışık emisyonu da moleküler pençeye bağlandığında beklenmedik bir şekilde daha kısa bir dalga boyuna kaydı. Araştırmacılar dalga boyunun daha uzun olmasını bekliyorlardı.

Dr. Abergel, farklılıkların elektronların düşünüldüğünden farklı hareket ettiğini gösterdiğini söyledi.

Bu şaşırtıcı değil. Bir einsteinium çekirdeği etrafında dönen 99 elektronla, neler olup bittiğini doğru bir şekilde tanımlayan bir model bulmak zor. Daha hafif elementlerin aksine, einsteinium ve diğer ağır elementlerdeki büyük pozitif yük, elektronların ışık hızının oldukça büyük bir kısmına ulaşan hızlarda hareket etmesine neden olur. Bu, Einstein’ın özel görelilik teorisinin etkilerinin de hesaba katılması gerektiği anlamına gelir.

Florida Eyalet Üniversitesi’nde araştırmaya dahil olmayan kimya profesörü Thomas Albrecht-Schönzart, “Elektronlar o kadar hızlı hareket ediyor ki kimya değişiyor, çünkü kimya tamamen elektronların davranışıyla ilgili.” “Neredeyse tanımı gereği, tuhaf özelliklere sahip olacaksınız. ”

Bu soru uzunca bir süre incelenecek.

Dr. Albrecht-Schönzart, “Sorun şu ki, bu hesaplamalar çok zor” dedi.

Einsteinium’un yakın zamanda herhangi bir pratik kullanım bulması pek olası değildir. Ancak 89 proton ve 89 elektronla biraz daha hafif olan aktinyum gibi diğer ağır elementler olabilir. Ve bilim adamlarının einsteinium hakkında öğrendikleri, bu unsurlar hakkında daha da fazla fikir verebilir. Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’ndan bilim insanı Dr. Clark, “Periyodik tablonun bu bölümündeki benzerlik bize yapı ve bağlanma ilkelerini öğretir” dedi.

Aktinyum halihazırda kanser tedavisi olarak test ediliyor. Ağır elementlerin kimyası tam olarak anlaşılmadığı için onları içeren molekülleri tasarlamak daha zordur.

Clark, “Ancak bu kimyayı kimyasal bağ kurma seviyesindeki bu kimyayı anlayabilir ve ustalaşabilirsek, o zaman kanser tedavisi gibi şeylerin peşinden gidebiliriz” dedi.