science >> Wetenschap >  >> Fysica

Tennessee:Element 117 officieel genoemd

Het nieuwe element tennessine wordt aangeduid met het symbool Ts op het periodiek systeem. Krediet:ORNL

Het recent ontdekte element 117 is officieel "tennessine" genoemd als erkenning voor de bijdragen van Tennessee aan zijn ontdekking, inclusief de inspanningen van het Oak Ridge National Laboratory van het Department of Energy en zijn medewerkers in Tennessee aan de Vanderbilt University en de University of Tennessee.

"De aanwezigheid van tennessine op het periodiek systeem is een bevestiging van de positie van onze staat in de internationale wetenschappelijke gemeenschap, inclusief de faciliteiten die ORNL aan die gemeenschap biedt, evenals de kennis en expertise van de wetenschappers en technici van het laboratorium, ' zei ORNL-directeur Thom Mason.

"De historische ontdekking van Tennessee is kenmerkend voor de bijdragen van Tennessee-instellingen zoals Oak Ridge National Laboratory, de University of Tennessee en de Vanderbilt University streven naar een betere wereld, "Tennessee gouverneur Bill Haslam zei. "Namens alle Tennesseans danken we deze wereldorganisatie voor het eren van onze staat op deze manier."

De International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) - die het bestaan ​​van nieuw ontdekte elementen valideert en hun officiële namen goedkeurt - gaf haar definitieve goedkeuring aan de naam "tennessine" na een proces van een jaar dat op 30 december begon. 2015, toen IUPAC en de International Union of Pure and Applied Physics de verificatie aankondigden van het bestaan ​​van het superzware element 117, meer dan vijf jaar nadat wetenschappers de ontdekking ervan voor het eerst meldden in april 2010.

ORNL had verschillende rollen bij de ontdekking, de meest prominente is de productie van de radio-isotoop berkelium-249 voor het zoeken. Het berkelium-249 dat werd gebruikt bij de eerste ontdekking en daaropvolgende bevestigende experimenten voor element 117, werd geproduceerd door ORNL en het Isotope-programma van het Department of Energy, en werd verstrekt als een Amerikaanse bijdrage aan die experimenten.

Superzware elementen, die van nature niet voorkomen, worden gesynthetiseerd door een radio-isotoopdoelwit bloot te stellen aan een bundel van een andere specifieke isotoop. In theorie, de kernen zullen in zeldzame gevallen samengaan tot een "superzwaar" en tot nu toe onbekend element.

In het geval van Tennessee, het atoomrecept voor element 117 vereiste het berkelium-249-doelwit, die alleen verkrijgbaar was bij ORNL's High Flux Isotope Reactor (HFIR), die naast zijn onderzoeksmissie naar neutronenverstrooiing ook radio-isotopen produceert voor de industrie en de geneeskunde, en het aangrenzende Radiochemical Engineering Development Center (REDC), waar de radio-isotopen worden verwerkt.

Een campagne van een jaar, ORNL produceerde en verscheepte vervolgens de 22 milligram berkeleium-249 naar Rusland, waar het experiment dat element 117 zou opleveren, werd uitgevoerd met een zwaar-ionencyclotron bij het Russische Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna. Na zes maanden van meedogenloos bombardement met een calcium-48-straal, onderzoekers hadden zes atomen ontdekt waarin de kernen van calcium en berkelium waren samengesmolten om element 117 te creëren. Daaropvolgende experimenten bevestigden de resultaten.

"De ontdekking van tennessine is een voorbeeld van het potentieel dat kan worden gerealiseerd wanneer naties samenkomen om hun unieke capaciteiten te gebruiken voor een wetenschappelijke visie, " zei Jim Roberto van ORNL, die hielp bij het opzetten van de samenwerking tussen de VS en Rusland van element 117 met Yuri Oganessian van JINR.

Naast het produceren van de noodzakelijke radio-isotoop, ORNL heeft een lange geschiedenis in kernfysisch onderzoek waardoor het laboratorium kennis kon inbrengen van onderzoekers met ervaring in kernfysica en internationale samenwerking en hulpmiddelen in de vorm van detectoren, instrumenten en elektronica.

Het lab heeft ook een geschiedenis van samenwerking in natuurkundig onderzoek met Vanderbilt University in Nashville, Tenn., die discussies op gang bracht die leidden tot de historische samenwerking, en de Universiteit van Tennessee, Knoxville, die deelnamen aan experimenten die de ontdekking bevestigden.

Het Lawrence Livermore National Laboratory van DOE in Californië rondde het element 117-team af. Livermore heeft een bewezen staat van dienst in onderzoek naar superzware elementen en is de naamgever van livermorium (element 116).

De specifieke spelling van tennessine is gekozen omdat het nieuwe element geclassificeerd is als een halogeen, een type element dat volgens afspraak eindigt op het achtervoegsel "-ine". Halogenen omvatten elementen zoals chloor en fluor. Tennessine's symbool op het periodiek systeem zal Ts zijn.

Ontdekkingen van nieuwe elementen bij ORNL begonnen met het Manhattan Project. Tijdens de Tweede Wereldoorlog, onderzoekers van ORNL's Graphite Reactor ontdekten promethium-element 61 op het periodiek systeem. Vanwege de geheimhouding die het project om de eerste kernwapens te ontwikkelen omhulde, de ontdekking werd pas na de oorlog gemeld, in 1947.

Naast tennessine (element 117), ORNL-geproduceerde isotopen via het DOE Isotope Program zijn gebruikt bij de ontdekkingen van superzware elementen 114, 115 en 118 door internationale samenwerkingen.

De ontdekking van superzware elementen, die doorgaans slechts fracties van seconden bestaan, wordt gedreven door een zoektocht naar het lang voorspelde "eiland van stabiliteit, " waarin nieuwe elementen buiten het bestaande periodiek systeem uitzonderlijk lang kunnen overleven, het openen van nieuwe en bruikbare vergezichten van natuurkunde en scheikunde.