Kết luận cuối cùng cho nguyên tố 113

Các nhà khoa học tại Trung tâm Khoa học Máy gia tốc RIKEN Nishina (RNC) đã thu được dữ liệu rõ ràng nhất từ trước đến nay cho nguyên tố 113 vốn hay lảng tránh các nhà khoa học. Một chuỗi gồm sáu phân rã alpha liên tiếp, tạo ra trong các thí nghiệm tại Xưởng Chùm Đồng vị Phóng xạ RIKEN (RIBF), đã nhận dạng thuyết phục nguyên tố 113 qua các liên hệ với những hạt nhân con cháu đã biết. Kết quả công bố trên tạp chí Journal of Physical Society of Japan cho thấy đã đến lúc để nước Nhật đặt tên cho nguyên tố mới.

Chuỗi phân rã của nguyên tố mới 113

Cuộc tìm kiếm các nguyên tố siêu nặng là một quá trình khó khăn và đầy gian khổ. Những nguyên tố đó không xuất hiện trong tự nhiên và phải được tạo ra trong những thí nghiệm sử dụng lò phản ứng hạt nhân hay máy gia tốc hạt, qua các quá trình nhiệt hạch hoặc hấp thụ neutron. Kể từ khi nguyên tố đầu tiên như thế được phát hiện vào năm 1940, các nước Mĩ, Nga và Đức đã cạnh tranh nhau tạo ra thêm nhiều nguyên tố khác. Các nguyên tố từ 93 đến 103 đã được người Mĩ phát hiện ra, nguyên tố 104 đến 106 là thành tựu của người Nga và người Mĩ, các nguyên tố 107 đến 112 thuộc về người Đức, và hai nguyên tố mới được đặt tên gần đây nhất, 114 và 116, là sản phẩm hợp tác của người Nga và người Mĩ.

Với những kết quả mới nhất của họ, nhà khoa học Kosuke Morita và đội của ông tại RNC đã biến nước Nhật thành nước châu Á đầu tiên đặt tên cho một nguyên tố mới. Trong nhiều năm qua, đội của Morita đã tiến hành các thí nghiệm tại Cơ sở Máy gia tốc Thẳng RIKEN ở Wako, gần Tokyo, tìm kiếm nguyên tố 113. Vào ngày 12 tháng 8 vừa qua, những nỗ lực của họ đã đơm hoa kết trái: các ion kẽm chuyển động với tốc độ bằng 10% tốc độ ánh sáng va chạm với một lớp bismuth mỏng tạo ra một ion rất nặng, theo sau đó là một chuỗi gồm sáu phân rã alpha liên tiếp được nhận dạng là sản phẩm của một đồng vị của nguyên tố 113.

Đội của Morita cũng đã phát hiện ra nguyên tố 113 trong các thí nghiệm hồi năm 2004 và 2005, nhưng những kết quả trước đây chỉ nhận ra bốn sự kiện phân rã theo sau là sự phân hạch tự phát của dubnium-262 (nguyên tố 105). Ngoài sự phân hạch tự phát, đồng vị dubnium-262 được biết còn phân hủy qua sự phân rã alpha, nhưng phân rã này đã không được quan sát, cho nên kết quả của họ chưa đủ sức thuyết phục vì những sản phẩm cuối cùng là những hạt nhân lúc ấy chưa biết. Tuy nhiên, chuỗi phân rã phát hiện ra trong các thí nghiệm mới nhất, tuân theo lộ trình phân rã alpha xen kẽ, với số liệu cho thấy dubnium phân hủy thành lawrencium-258 (nguyên tố 103) và cuối cùng là thành mendelevium-254 (nguyên tố 101). Sự phân rã của dubnium-262 thành lawrencium-258 là đã biết và nó mang lại bằng chứng rõ ràng rằng nguyên tố 113 là cội nguồn của chuỗi phân rã đó.

“Trong hơn 9 năm qua, chúng tôi đã tìm kiếm dữ liệu nhận dạng một cách thuyết phục nguyên tố 113, và nay cuối cùng chúng tôi đã có nó, cảm giác cứ như là một gánh nặng lớn vừa trút khỏi vai vậy,” Morita nói. “Tôi muốn cảm ơn tất cả các nhà nghiên cứu và nhân viên đã tham gia vào kết quả trọng yếu này, những người đã luôn vững niềm tin rằng một ngày nào đó nguyên tố 113 sẽ là của chúng tôi. Thách thức tiếp theo của chúng tôi sẽ làm khai phá vùng đất còn hoang sơ của nguyên tố 119 và xa hơn nữa.”

Tham khảo: DOI: 10.1143/JPSJ.81.103201

Trần Nghiêm (thuvienvatly.com)
Nguồn: RIKEN