โดย แฮร์รี่เบเกอร์ เผยแพร่เมื่อ 04 กุมภาพันธ์ 2021
นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบคุณสมบัติทางเคมีพื้นฐานบางอย่างเว็บสล็อตเป็นครั้งแรกตั้งชื่อตามอัลเบิร์ตไอน์สไตน์องค์ประกอบทางเคมีไอน์สไตเนียมมีอิเล็กตรอน 99 ตัวหมุนรอบนิวเคลียส (เครดิตภาพ: Shutterstock)
นักวิทยาศาสตร์ประสบความสําเร็จในการศึกษาไอน์สไตเนียมซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่เข้าใจยากและหนักที่สุดในตารางธาตุ – เป็นครั้งแรกในรอบหลายทศวรรษ ความสําเร็จนี้ทําให้นักเคมีใกล้ชิดกับการ
ค้นพบสิ่งที่เรียกว่า “เกาะแห่งความมั่นคง” ซึ่งองค์ประกอบที่หนักหน่วงและสั้นที่สุดบางส่วน
ถูกคิดว่าจะอาศัยอยู่กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาได้ค้นพบไอน์สไตเนียมครั้งแรกในปี 1952 ในการทดสอบระเบิดไฮโดรเจนครั้งแรก องค์ประกอบไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติบนโลกและสามารถผลิตได้ในปริมาณกล้องจุลทรรศน์โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เฉพาะ นอกจากนี้ยังยากที่จะแยกออกจากองค์ประกอบอื่น ๆ เป็นกัมมันตภาพรังสีสูงและการสลายตัวอย่างรวดเร็วทําให้ยากต่อการศึกษานักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์เบิร์กลีย์ (Berkeley Lab) ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเพิ่งสร้างตัวอย่างไอน์สไตเนียมบริสุทธิ์ขนาด 233 นาโนกรัมและทําการทดลองครั้งแรกเกี่ยวกับองค์ประกอบตั้งแต่ทศวรรษที่ 1970 ในการทําเช่นนั้นพวกเขาสามารถค้นพบคุณสมบัติทางเคมีพื้นฐานขององค์ประกอบเป็นครั้งแรกเดินทางจากจุดเริ่มต้นของเราในฐานะสายพันธุ์สํารวจว่าเราเป็นอย่างไรและระบบภูมิคุ้มกันอารมณ์และความกลัวของเราพัฒนาอย่างไร พบกับจิตใจที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของวิทยาศาสตร์และค้นพบวิธีการสร้างวัคซีนการส่องสว่างของสเปกตรัมแสงและวิธีที่เราอธิบายปรากฏการณ์จาก “แวมไพร์” ไปจนถึงประสบการณ์นอกร่างกาย สํารวจพลังที่อยู่เบื้องหลังฟิวชั่นนิวเคลียร์และความเป็นไปได้ที่ไม่มีที่สิ้นสุดที่นําเสนอโดยกลศาสตร์ควอนตัมและอื่น ๆ ใน “หนังสือวิทยาศาสตร์ที่น่าทึ่ง”นักวิทยาศาสตร์ของเบิร์กลีย์ แล็บ เจนนิเฟอร์ แวคเกอร์ (จากซ้าย), เลติเซีย อาร์เนโด-ซานเชซ, โคเรย์ คาร์เตอร์, แคทเธอรีน ชิลด์ ทํางานในห้องแล็บเคมีของรีเบคก้า อเบอร์เคิล (เครดิตภาพ: มาริลีน ซาร์เจนท์/เบิร์กลีย์ แล็บ)
ยากมากที่จะศึกษา
นักฟิสิกส์แทบจะไม่รู้อะไรเกี่ยวกับไอน์สไตเนียมเลย”มันยากที่จะทําเพียงเพราะมันอยู่ที่ไหนในตารางธาตุ” Korey Carter ผู้เขียนร่วมผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยไอโอวาและอดีตนักวิทยาศาสตร์ที่ Berkeley Lab กล่าวกับ Live Scienceเช่นเดียวกับองค์ประกอบอื่น ๆ ในซีรีส์ actinide – กลุ่มขององค์ประกอบโลหะ 15 ชิ้นที่พบที่ด้านล่างของตารางธาตุ – einsteinium ทําโดยการทิ้งระเบิดองค์ประกอบเป้าหมายในกรณีนี้ curium กับนิวตรอนและโปรตอนเพื่อสร้างองค์ประกอบที่หนักกว่า ทีมใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เฉพาะที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge ในรัฐเทนเนสซีซึ่งเป็นหนึ่งในไม่กี่แห่งในโลกที่สามารถทําไอน์สไตเนียมได้
อย่างไรก็ตามปฏิกิริยานี้ถูกออกแบบมาเพื่อให้ californium ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่สําคัญในเชิงพาณิชย์
ที่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และดังนั้นจึงทําให้ไอน์สไตเนียมจํานวนน้อยมากเป็นผลพลอยได้ การสกัดตัวอย่างไอน์สไตเนียมบริสุทธิ์จาก californium เป็นสิ่งที่ท้าทายเนื่องจากความคล้ายคลึงกันระหว่างองค์ประกอบทั้งสองซึ่งหมายความว่านักวิจัยจบลงด้วยตัวอย่างเล็ก ๆ ของ einsteinium-254 ซึ่งเป็นหนึ่งในไอโซโทปที่เสถียรที่สุดหรือรุ่นขององค์ประกอบที่เข้าใจยาก”มันเป็นวัสดุจํานวนน้อยมาก” คาร์เตอร์กล่าว “คุณไม่สามารถมองเห็นได้และวิธีเดียวที่คุณสามารถบอกได้คือมีจากสัญญาณกัมมันตภาพรังสี”อย่างไรก็ตามการได้รับไอน์สไตเนียมเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของการต่อสู้ ปัญหาต่อไปคือการหาสถานที่ที่จะเก็บไว้ไอน์สไตเนียม-254 มีครึ่งชีวิต 276 วัน — เวลาครึ่งหนึ่งของวัสดุที่จะสลายตัว — และแตกออกเป็น berkelium-250, ซึ่งปล่อยรังสีแกมมาทําลายสูง. นักวิจัยที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamos ใน
นิวเม็กซิโกออกแบบตัวเก็บตัวอย่างแบบพิมพ์ 3 มิติพิเศษเพื่อบรรจุไอน์สไตเนียมและปกป้องนักวิทยาศาสตร์ของ Berkeley Lab จากรังสีนี้อย่างไรก็ตามการสลายตัวขององค์ประกอบยังสร้างปัญหาอื่น ๆ สําหรับนักวิจัย”มันสลายตัวอย่างสม่ําเสมอดังนั้นคุณจึงสูญเสีย 7.2% ของมวลของคุณทุกเดือนเมื่อศึกษามัน” คาร์เตอร์กล่าว “คุณต้องคํานึงถึงเรื่องนี้เมื่อคุณวางแผนการทดลองของคุณ”ทีมที่ Berkeley Lab ใช้ในการจัดการกับองค์ประกอบอื่น ๆ ที่มีครึ่งชีวิตสั้น ๆ ถึงกระนั้นทีมก็เริ่มทํางานของพวกเขาก่อนการระบาดของโรค COVID-19 ซึ่งหมายความว่าพวกเขาเสียเวลาอันมีค่าและไม่สามารถทําการทดลองตามแผนทั้งหมดได้
ผลลัพธ์ที่น่าประหลาดใจ การค้นพบหลักจากการศึกษาคือการวัดความยาวพันธะไอน์สไตเนียม – ระยะทางเฉลี่ยระหว่างอะตอมที่ถูกผูกมัดสองอะตอมซึ่งเป็นคุณสมบัติทางเคมีพื้นฐานที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าจะมีปฏิสัมพันธ์กับองค์ประกอบอื่น ๆ อย่างไร พวกเขาพบว่าความยาวพันธะของไอน์สไตเนียมขัดกับแนวโน้มทั่วไปของแอคติไนด์ นี่คือสิ่งที่ได้รับการทํานายในทางทฤษฎีในอดีต แต่ไม่เคยได้รับการพิสูจน์การทดลองมาก่อน เมื่อเทียบกับส่วนที่เหลือของซีรีส์ actinide ไอน์สไตเนียมยังส่องสว่างแตกต่างกันมากเมื่อสัมผัสกับแสงซึ่งคาร์เตอร์อธิบายว่าเป็น “ปรากฏการณ์ทางกายภาพที่ไม่เคยมีมาก่อน” จําเป็นต้องมีการทดลองเพิ่มเติมเพื่อกําหนดสาเหตุเว็บสล็อต
