العنصر الكيميائي رقم 114 : من أثقل العناصر المحضرة

تمكن فريق من العلماء من معهد الأبحاث الألماني GSI من رصد العنصر الكيميائي رقم 114، وهو أحد أثقل العناصر التي تم إنشاؤها حتى الآن. يعد تحضير هذا العنصر أمرًا معقدًا وصعبًا للغاية ويتطلب استخدام مسرع جسيمات متقدم. وحتى الآن، توجت هذه العملية بالنجاح في مركزين بحثيين آخرين فقط، أحدهما في الولايات المتحدة الأمريكية والآخر في روسيا.

وفي البحث الذي أجري في هذا المعهد الألماني، استخدم العلماء نظامًا مبتكرًا (جهاز فصل وكيمياء الأكتينيد) تم تطويره في السنوات الأخيرة وتم تصميمه لتوفير معلومات عن العناصر الأثقل وحتى اكتشاف العناصر خارج العنصر 118.

وبمساعدة الأجهزة الخاصة، تمكن الفريق البحثي بقيادة الباحث كريستوف دولمان من رصد ثلاث عشرة ذرة من العنصر 114 خلال فترة تجريبية طويلة استمرت لمدة أربعة أسابيع متتالية. على الرغم من قلة عدد الذرات التي تم الحصول عليها، إلا أن النتائج أظهرت أعلى معدل إنتاج تم تحقيقه على الإطلاق للعنصر 114. ويفتح هذا الاكتشاف نافذة لإجراء أبحاث كيميائية وذرية وفيزيائية متعمقة في المستقبل القريب. واستنادًا إلى الإشعاع المنبعث أثناء اضمحلال العنصر، تمكن الباحثون من تحديد نظيرين مختلفين للعنصر 114 بأرقام كتلية 288 و289. ويبلغ عمر النصف لكلا النظيرين حوالي ثانية واحدة.

"إن الأداة الخاصة (TASCA) التي استخدمناها حاليًا هي النظام الأكثر فعالية لتحديد العناصر فائقة الثقل التي تم إنشاؤها في مسرعات الجسيمات. هذه الكفاءة العالية هي مفتاح التجارب المستقبلية. بالإضافة إلى ذلك، سنكون قادرين على إجراء تحليل كيميائي للعناصر فائقة الثقل القريبة من العنصر 114، من أجل تحديد موقعها الدقيق في الجدول الدوري للعناصر".

باستخدام مسرع الجسيمات GSI الذي يبلغ طوله 120 مترًا، قام الباحثون بتسريع ذرات الكالسيوم المشحونة كهربائيًا (أيونات الكالسيوم) باتجاه رقائق الألومنيوم المغطاة بالبلوتونيوم. أثناء التجربة، تخضع نواة البلوتونيوم والكالسيوم للاندماج لتكوين نواة مندمجة للعنصر الجديد. العدد الذري للعنصر - عدد البروتونات في النواة الذرية - هو 114 وبالتالي فإن اسمه الأولي هو العنصر 114. ويتوافق العدد الذري مع مجموع العناصر المتفاعلة: الكالسيوم الذي يحتوي على 20 بروتونًا والبلوتونيوم الذي يحتوي على 94.
يقوم الجزء الفاصل من الجهاز، المملوء بالغاز، بفصل الذرات الناتجة عن المسرع بمستوى عالي من الانتقائية عن بقية منتجات التفاعل. وفي الخطوة التالية، يتم إدخال ذرات العنصر 114 في كاشف خاص لأشباه الموصلات حيث يتم التعرف عليها بناءً على الإشعاع المنبعث منها أثناء اضمحلالها.

ونشرت التقارير الأولية عن رصد العنصر 114 قبل حوالي عشر سنوات من قبل مركز الأبحاث الروسي في دوبنا. ومع ذلك، فإن المجلس المختص بالاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) لم يعترف رسميًا بعد باكتشافهم. وفي نفس الوقت تقريبًا، تم أيضًا ملاحظة ذرتين من العنصر 114 في مركز الأبحاث بجامعة بيركلي بالولايات المتحدة الأمريكية. ومؤخرًا، اعترف الاتحاد رسميًا بالعنصر 112، المنتج في نفس المعهد (GSI)، باعتباره أثقل عنصر تم اكتشافه حتى الآن. ولم يتم حتى الآن تأكيد التقارير الروسية عن تحضير عناصر بأعداد ذرية تصل إلى 118.

الأخبار من معهد البحوث