KALENDÁŘ VĚDECKÝCH OBJEVŮ A OSOBNOSTÍ
Před 25 lety byl v urychlovači darmstadtské univerzity připraven chemický prvek číslo 109
Historie dláždění plochy periodické tabulky začíná u „skeptického chemika“ Roberta Boyla, který počátkem 60. let 17. století vymezil pojem chemického prvku. V té době bylo známo jedenáct takových elementů.
Za další dvě stovky let Mendělejev všech třiašedesát tehdy známých prvků srovnal a udělal z nich ve své periodické tabulce symbolické dlaždice očíslované podle atomové hmotnosti.
Poté, co do ní uran zařadil do nejzazšího kouta, napsal: „Jsem přesvědčen, že výzkum uranu ... povede ještě k mnoha novým objevům; směle doporučuji těm, kdo hledají předmět k novým výzkumům, zabývat se zvlášť pečlivě uranovými sloučeninami.“ Mendělejevovi pokračovatelé Připomeňme, že uran má v periodickém systému číslo 92 (neboť tolik protonů obsahuje jeho jádro) a je nejtěžším chemickým elementem, který se nachází v přírodě. Napřed na něm byla objevena radioaktivita, potom se stal východiskem k prvkům ještě těžším, transuranům.
První z nich získali v podstatě ozařováním jednoho izotopu uranu neutrony získanými štěpením druhého izotopu uranu. Další pak tak, že stále těžší (již získané a zkoncentrované) transurany ozařovali buď neutrony, nebo urychlenými lehkými ionty deuteria (těžší izotop vodíku) či helia (částice alfa). Tímto postupem se badatelé z kalifornského Berkeley dostali až k prvku číslo 101.
Prvek načínající druhou stovku dostal příhodný název mendelevium). Dál už to ale nešlo, protože lehké částice byly příliš „slabé“ a těžší částice zase tehdejší urychlovače nestačily urychlit na potřebnou energii. Střela i terčové jádro mají totiž kladný náboj (obsahují protony) a náboje stejného znaménka se, jak známo, odpuzují silou úměrnou velikosti obou nábojů. Úspěch přinesl teprve nový, řádově silnější akcelerátor schopný náležitě urychlit jádra větších hmotností. V tomto případě zase jako první triumfovali Rusové v Dubně. Pro ilustraci popišme, jak v roce 1964 získali prvek číslo 104. Postup byl následující: z plutonia 242 (rovněž uměle připraveného), vytvořili tenoulinký terčík, který vložili do cesty svazku silně ionizovaných a pak urychlených atomů neonu 22. Ty vznikly z neutrálních atomů v elektrickém oblouku objemu tužky, na jehož udržování padl příkon 50 kW.
Vzniknuvší ionty potom urychlili na speciálním kruhovém urychlovači umístěném v hale rozměrů zimního stadionu. Tento cyklotron opatřil ionty pohybovou energií potřebnou k překonání potenciální bariéry plutoniového jádra.
Za předpokladu, že ho střela trefí (průřez jádra je asi 108krát menší než průřez atomu), nabízí se řada jaderných reakcí, které ke kýženému transuranu nevedou. Pokud ale přesto vznikne (na 1010 zásahů připadá vznik jediného atomu prvku číslo 104), museli jej izolovat z babylonu ostatních produktů a dokázat jeho existenci.
To všechno hezky zčerstva, neboť polovina vytvořených jader se spontánně rozštěpí za desetinu sekundy. O separaci se postaral impuls udělený nárazem střely, která nové jádro odrazí na niklový dopravní pásek.
Ten je přenese ke dvěma detektorům ze skla. Když trosky ze štěpení pronikly do skla, vytvořily se kanálky, které naleptány kyselinou fluorovodíkovou narostou v jamky pozorovatelné obyčejným mikroskopem. Ostatní radioaktivní záření, protože je mnohem méně energické, takto viditelné stopy nezanechá.
V současnosti asi nejúspěšnější pracoviště v syntéze supertěžkých prvků se nachází v německém Darmstadtu. Tam také 29. srpna 1982 připravili prvek číslo 109. Izotop s nukleonovým číslem 266 a s poločasem rozpadu 3,4 milisekundy vznikl bombardováním bizmutu ionty železa a dostal název meitnerium (na počest rakouské jaderné fyzičky Lisy Meitnerové). V říjnu 2006 vědci dosáhli na prvek číslo 118.
Otázky, které vzrušovaly už Mendělejeva, však zůstávají otevřené dál: Kolik políček obsahuje periodická tabulka? Kde leží její horní hranice?
