Po 69 rokoch sme ho prvýkrát namerali. Einsteinium je vzácnosť fyziky, čo obsahuje a ako vzniká?
Presne pred sto rokmi známky fyzik Albert Einstein postavil na nohy celú vedeckú komunitu svojim objavom fotoelektrického javu, ktorý ukázal, že svetlo sa správa ako častica a aj ako vlna, za čo si v roku 1921 vyslúžil Nobelovu cenu. Einstein neskôr svojou prácou prispel k teóriám týkajúcim sa jadrovej fúzie a jadrového štiepenia, čím otvoril ľudstvu nové možnosti, upozorňuje portál TheConversation.
Einsteinium, vzácny prvok objavený pri výbuchu termonukleárnej bomby
Jadrové štiepenia a fúzia však neviedli len k prospešnému využitiu jadrovej energie, ale taktiež k vynájdeniu prvej americkej termonukleárnej bomby s kódovým označením Ivy Mike. K detonácii tejto 10,4 megatonovej bomby došlo presne 1. novembra 1952 o 07:15, pričom na mieste výbuchu vznikla obrovská ohnivá guľa s priemerom asi 3 kilometre. Vzniknutý hríbovitý oblak sa len za necelých 90 sekúnd zdvihol do výšky 17 kilometrov a o ďalšiu minútu neskôr dorástol až na hrôzostrašných 33 kilometrov.
Približne o hodinu neskôr, za účelom odobratia vzoriek, vzlietli piloti amerických vzdušných síl z atolu Eniwetok a vleteli priamo do atómového mraku. Nasledovná analýza odhalila stopy po izotopoch plutónia-246 a plutónia-244, ale taktiež potvrdila existenciu predpokladaných, ale dovtedy neobjavených prvkov známych ako einsteinium a fermium.
Einsteinium (Es) je 99 prvok v Periodickej tabuľke, pričom pri výbuchu Ivy Mike bolo detegovaných len asi 200 atómov tohto prvku. Ide teda o nesmierne vzácny prvok, ktorý sa po prvýkrát podarilo syntetizovať v laboratórnych podmienkach až v roku 1961, teda o 9 rokov neskôr od výbuchu Ivy Mike.
Keďže einsteinium sa zrodilo v termonukleárnom výbuchu, nie je žiadnym prekvapením, že ide o vysoko rádioaktívny kovový prvok, ktorý do dnešných dní nebol izolovaný v dostatočne veľkom množstve, aby sa dalo určiť všetky jeho fyzikálne konštanty. Vieme o ňom toľko, že vyžaruje žiarenie alfa a gama a je silným zdrojom neutrónov. O jeho zlúčeninách a ich chemickom správaní sa až doposiaľ vedelo len žalostne málo.
Prvá detailná analýza od 70. rokov
Všetko sa však mení vďaka výskumu publikovanom v prestížnom žurnále Nature, v ktorom sa vedcom z Lawrence Berkeley National Laboratory podarilo zmerať vzdialenosť väzby, ktorá určuje, ako sa prvok viaže s inými atómami, informoval portál DailyMail.
Ako píše portál LiveScience, fyzici zatiaľ o einsteiniu takmer nič nevedia. Samotné einstenium, tak ako aj ďalšie prvky patriace do skupiny aktinoidov (prvky s protónovým číslom 89 až 103) sa vyrába bombardovaním cieľového prvku, v tomto prípade curia (curium – Cm), neutrónmi a protónmi, čím sa spustí dlhý reťazec jadrových reakcií. Výsledkom však nie je samotné einsteinium, ale kalifornium (Cf), z ktorého sa einsteinium musí extrahovať.
Vedcom na vytvorenie einsteinia poslúžil špecializovaný jadrový reaktor nachádzajúci sa v Národnom laboratóriu Oak Ridge v Tennessee. Einsteinium sa vyrába v tomto vysoko energetickom izotopovom reaktore, ako vedľajší produkt pri produkcii prvku známeho ako kalifornium-252, upozorňuje web Gizmodo.
Extrahovanie čistej vzorky einsteinia z kalifornia je nesmierne náročná úloha, čo v podstate vysvetľuje, prečo autori vo svojej štúdii pracovali len s veľmi malým množstvom tohto vzácneho prvku.
Presnejšie sa vedcom podarilo extrahovať menej ako 200 nanogramov (to je zhruba 300-krát menej ako je váha zrnka soli) einsteinia-254, jedného z najstabilnejších izotopov tohto nepolapiteľného prvku.
Problematické sa javí nielen extrahovanie einsteinia, ale aj jeho uchovania. Len pre zaujímavosť, najbežnejšie vyskytujúca forma einsteinia je einsteinium-253, ktorá ma polčas rozpadu iba 20 dní. To znamená, že po 20 dňoch sa rozpadne polovica daného prvku a po niekoľkých mesiacoch zmizne úplne.
Einsteinium-254 je však na tom podstatne lepšie, einsteinium-254 je veľmi vzácna forma einsteinia s polčasom rozpadu 276 dní. Znamená to teda, že každý mesiac vedci stratili 7 % hmotnosti už beztak malého množstva tohto unikátneho prvku.
Štúdia priniesla prekvapivé výsledky
Ako sme uviedli už vyššie, hlavným cieľom štúdie bolo meranie vzdialenosti einsteiniovej väzby, základnej chemickej vlastnosti, ktorá pomáha určiť, ako daný prvok interaguje s inými prvkami. Merania boli uskutočnené pomocou röntgenovej absorpčnej spektroskopie, pri ktorej je daná vzorka bombardovaná röntgenovými lúčmi.
Ako píše web ExtremeTech, vzorka vo vyžarovanom svetle vykazovala tzv. modrý posun, čo bolo v rozpore so všetkými očakávaniami (predpokladal sa červený posun – predĺženie vlnovej dĺžky). To znamená, že vzdialenosti einsteiniových väzieb sú o niečo kratšie, ako sa doposiaľ predpokladalo na základe iných blízkych prvkov nachádzajúcich sa v Periodickej tabuľke.
Inými slovami, výsledky výskumu naznačujú, že einsteiniové elektróny sa pravdepodobne párujú iným spôsobom ako prvky v jeho blízkosti.
Predtým sa tiež predpokladalo, že je možné extrapolovať určité javy pozorované pri ľahších prvkoch, na ťažšie aktinoidové prvky, napríklad ako absorbujú svetlo, a ako sa veľkosť atómov a iónov ďalších prvkov nazývaných lantanoidy zmenšuje, keď stúpa ich atómové číslo. Nové výsledky však naznačujú, že táto extrapolácia nemusí vždy platiť.
Ďalším plánovaným experimentom bolo aj získanie údajov z röntgenových difrakčných testov, ktoré by nám povedali viac o elektrónových a molekulárnych väzbových štruktúrach einsteinia. Experiment však vedci kvôli pandémii Covid-19 nestihli uskutočniť a po návrate do laboratória bola väčšia einsteinia už dávno rozpadnutá.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Nikto netušil, čo sa deje: Záhadný objekt k nám vysiela rádiové signály už od roku 1988
Zem je vo vnútri obrovskej prázdnoty. „Zvuk Veľkého tresku“ naznačuje možné riešenie veľkej záhady
Vedci našli riešenie proti večným chemikáliám. Nečakaná zbraň ich zožerie priamo v tvojom tele
Vedci ostali bez slov: Vo vesmíre objavili záhadný druh čiernych dier, aké svet ešte nevidel
Lietadlá súdneho dňa majú len dve krajiny. Rusko ich rozkráda, v USA chátrajú
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Pokuta až 300 eur za jednu hubu: Lov na dubáky ťa môže vyjsť drahšie než luxusná večera
Hromadná nehoda šiestich áut paralyzovala dopravu. Zasahujú všetky záchranné zložky
Headlineri Pohody nevystúpia, organizátori už majú náhradu. Poznáme jej meno
Masívny útok Ruska: Západ Ukrajiny zasiahlo cez 700 dronov. Poľsko nasadilo stíhačky
Bistro z Liptova zaujalo aj prestížneho sprievodcu. „Ľudia si myslia, že našu pizzu robí Talian,“ hovorí Boris Vlha
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- V Európe sa vylodili tisícky čínskych elektromobilov. Doviezla ich obrovská loď so šokujúcim pohonom a výkonom
- Slovensko čaká najväčšia dopravná novela za roky. Nový zákon udrie na cestných pirátov aj e-kolobežky (PREHĽAD)
- Lietadlá súdneho dňa majú len dve krajiny. Rusko ich rozkráda, v USA chátrajú
- Nový Predátor aj vojnový veľkofilm. Toto sú najlepšie akčné filmy súčasnosti na Netflixe a ďalších
- Hyundai a Kia spustili masívne zľavy po celom svete. Autá zlacneli aj o desaťtisíce eur
-
- V Európe sa vylodili tisícky čínskych elektromobilov. Doviezla ich obrovská loď so šokujúcim pohonom a výkonom
- Západ nič také nemá. „Spojenec“ Ruska nasadí laser na stíhačky budúcnosti, rakety po ňom „slepnú“
- Slovensko čaká najväčšia dopravná novela za roky. Nový zákon udrie na cestných pirátov aj e-kolobežky (PREHĽAD)
- Hyundai a Kia spustili masívne zľavy po celom svete. Autá zlacneli aj o desaťtisíce eur
- Rusi zúfalo zháňajú peniaze. Ázijskému štátu ponúkajú svoje najmodernejšie zbrane, má to háčik
-
- Rusi ani netušili, čo im zlikvidovalo najdrahší systém. Ukrajina použila zbraň, akú svet ešte nevidel
- V Európe sa vylodili tisícky čínskych elektromobilov. Doviezla ich obrovská loď so šokujúcim pohonom a výkonom
- Západ nič také nemá. „Spojenec“ Ruska nasadí laser na stíhačky budúcnosti, rakety po ňom „slepnú“
- Rusi zúfalo zháňajú peniaze. Ázijskému štátu ponúkajú svoje najmodernejšie zbrane, má to háčik
- Slovensko čaká najväčšia dopravná novela za roky. Nový zákon udrie na cestných pirátov aj e-kolobežky (PREHĽAD)
Zúfalstvo v ruskej armáde: Do boja posielajú zaprášené tanky, ktoré si pamätajú Brežneva
Európska krajina investovala do ekologických riešení 41 miliárd eur, obeť štátnych dotácií padla
Kritické suroviny pre high-tech odvetia narazili na vážny problém. Môže zaň Čína, bude horšie
Slováci prepadli pri výbere auta novému trendu. Čísla hovoria za všetko, pozor však na riziká
AI pretransformuje spoločnosť, tvrdí odborník. Varuje pred kľúčovou chybou, ktorú robíme
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP