Elementen 115 en 113 ontdekt

Russische wetenschappers bij het Flerov laboratorium van het Joint Institute for Nuclear Research in Dubna (Rusland) zijn er in geslaagd element 115 te maken. In hun deeltjesversneller beschoten ze americium-243 atomen met een bundel van calcium-48 ionen met precies de juiste energie. Dat leidde tot de ‘geboorte’ van vier atomen van element 115 en bij hun verval van element 113.

3 februari 2004

Naar nu blijkt heeft het Flerov Laboratory for Nuclear Reactions in Dubna al ergens in de herfst van vorig jaar de experimenten uitgevoerd waarbij de atomen van element 115 zijn ontstaan. Bij het verval van deze atomen werd tevens de aanwezigheid van element 113 gedetecteerd en ook dat is als een ontdekking te beschouwen. Eerder deze week werd in het Bulletin of Physics News van het American Institute of Physics ruchtbaarheid gegeven aan de opmerkelijke Russische resultaten. Bron van het nieuws zijn wetenschappers van het Amerikaanse Lawrence Livermore National Laboratory, die nauw met de Russen samenwerken.

Het Russische onderzoeksteam bij de apparatuur van het Flerov-laboratorium waarin de vier atomen van element 115 zijn ontdekt. Beeld: Flerov laboratorium

Versmelten

Het Amerikaanse nieuwsbericht bevat enkele details van het onderzoek. Door americium-243 atomen (atoomnummer 95) te beschieten met een bundel van calcium-48 ionen (atoomnummer 20) slaagden de Russen er in de vier atomen van element 115 te creëren. Door de juiste bundelenergie te nemen (248 MeV) creëerden ze precies de goede omstandigheden om er voor te zorgen dat kernen uit de ionenbundel versmelten met kernen uit het doelwit.
De resulterende element-115 kernen blijken zo’n 90 milliseconden te kunnen bestaan, voor ze uit elkaar vallen. Op de tijdschaal van de kernfysici is dat een relatief lange periode – het in 1994 ontdekte element 110, dat vorig jaar officieel darmstadtium werd gedoopt, was met een halfwaardetijd van slechts 0,17 milliseconde een aanzienlijk korter leven beschoren.
De redacteuren van het Amerikaanse nieuwsbulleting speculeren daarom dat de kernfysici langzaam in de buurt komen van het ‘eiland van stabiliteit’, het gebied in het periodiek systeem waar zich elementen bevinden met een zo stabiele configuratie van neutronen en protonen dat ze een veel langer leven beschoren zijn dan de zware elementen die tot nu toe in deeltjesversnellers werden gemaakt.

Het vervaltraject van de vier atomen van element 115 kenmerkt zich door de emissie van alfadeeltjes (een cluster van twee protonen en twee neutronen): Eerst ontstaat element 113 bij het uitzenden van een alfadeeltje; vervolgens element 111, weer door emissie van een alfadeeltje; en tenslotte door drie opeenvolgende alfa-vervalstappen element 105 (dubnium).
De Russische prestatie mag met recht een huzarenstukje genoemd worden. Niet alleen vanwege het realiseren van de juiste omstandigheden voor het ontstaan van element 115, maar ook door de fabuleuze precisie waarmee ze de vier juiste atomen wisten af te scheiden uit een mengsel van tallloze atomen en atoomkernen. Het was de combinatie van kernfysica en nucleaire chemie die tot het succesvolle resultaat leidde.

Detailopname van de detectie-apparatuur. Beeld: Flerov laboratorium

Element 115 gaat volgens de richtlijnen van de International Union for Pure and Applied Chemistry door het leven als ununpentium, afgekort Uup, dat simpelweg voor ‘één-één-vijf’ staat. Pas als de internationale wetenschappelijke gemeenschap het eens is over het realiteitsgehalte van de Russische meldingen krijgt het element een eigen naam. Het is goed gebruik dat de ontdekkers daar een voorstel voor mogen doen.

Ufonium zou een aardige naam zijn voor element 115, als de nucleaire fysici tenminste waarde hechten aan publicaties van ‘ufoloog’ Robert Lazar. Diens spectaculaire verhaal is dat hij meewerkte aan een Amerikaans ‘top secret’ UFO-project in Area S-4, een afgesloten gebied in de buurt van de al even geheimzinnige luchtmachtbasis Area 51, ten noorden van Las Vegas. Hier werden onder andere de eerste proefvluchten met Stealth-vliegtuigen uitgevoerd.Lazar claimt dat er in gebied S-4 echte buitenaardse vliegende schotels werden onderzocht. Volgens hem zou element 115 een belangrijke rol spelen in het aandrijfsysteem van de schotels en als stuwmiddel de opwekking van anti-zwaartekracht mogelijk maken. De bevindingen van de Russen uit Dubna vormen vooralsnog geen bevestiging van de natuurkundige realiteitswaarde van dat verhaal… Beeld UFO: www.cavet.de