transuranik elementler

Transuranik elemanları olan elemanlar daha yüksek olan atom numarası daha uranyum (92 daha büyük).

özellikleri

Tüm transuranik elementler radyoaktiftir ve yarı ömürleri birkaç on milyonlarca yıl (nadir, örneğin plütonyum-244 ) arasında dakikalar ile saniyenin kesirleri (genellikle) arasındadır. Neptunium'dan Curium'a kadar daha hafif transuranik elementlerin bazı izotoplarının yarılanma ömrü birkaç milyon, bin yıl veya yüzyıldır. Onlar oluşturulan nükleer reaktörlerde ve uzun ömürlü radyoaktif atıkların bir kısmını oluşturmaktadır.

Atom numarası 92 olan uranyumdan sonra, transuranik elementler dizisi neptünyum ile başlar (element 93). Nükleer fisyon için önemli olan plütonyum (94), americium (95), curium (96), berkelium (97), californium (98), einsteinium (99), fermium (100), mendelevium (101 ) elementine ek olarak ), nobelium (102) ve Lawrencium (103) ve diğer tüm ağır elementler ( transactinoids ) transuranik elementlere.

Burada adı geçen transuranik elementler, Glenn T. Seaborg başkanlığındaki çalışma grubunda üretilmiş ve karakterize edilmiştir ; Seaborg alınan Nobel Ödülü de Kimya 1951 yılında bunun için .

Element 103'e kadar ve dahil olmak üzere, lavrensiyum , toryum (90), protaktinyum (91) ve uranyum (92) ile birlikte aktinitler grubuna aittirler .

Oluşum ve çıkarma

Ne zaman bir kötü zenginleştirilmiş yakıt elemanı yakar , oranı (sol) ²³⁸ U lavabolar , transuranik elemanlar da sonuç

Jeolojik bir bakış açısıyla görülen kısa yarı ömürleri nedeniyle, transuranik elementler doğada oluşmaz veya sadece nötron yakalama ve ardından uranyumun beta bozunmasından kaynaklanan izlerde oluşur , örn. B.:

{\ displaystyle \ matematik {^ {238} _ {\ 92} U \ + \ _ {0} ^ {1} n \ \ longrightarrow \ _ {\ 92} ^ {239} U \ {\ xrightarrow [{23, 5 \ min}] {\ beta ^ {-}}} \ _ {\ 93} ^ {239} Np \ {\ xrightarrow [{2,3565 \ d}] {\ beta ^ {-}}} \ _ { \ 94} ^ {239} Pu}}

Verilen süreler yarı ömürlerdir .

Tek istisna, güneş sisteminin oluşturulduğu zamana kadar uzanan plütonyum ²⁴⁴ Pu'dur.

Transuranik elementler teknik olarak uranyumdan veya yüksek atom numarasına sahip diğer elementlerden üretilebilir. Bu amaçla, bu tür atom çekirdekleri, nötronlar veya diğer atom çekirdekleri ile bombardımana tutulur; İşlemde meydana gelen nötron yakalama ve ardından beta bozunması, transuranik elementlerle sonuçlanır.

Araştırma geçmişi

Mendeleev'in 1871 tarihli periyodik tablosu , altta uranyumun arkasında Neptünyum için bir boşluk var ( U = 240 )

Zaten Mendeleev elementlerin periyodik tablodaki 1871 uranyum arkasında bir boşluk, bir zamanda ağır bilinen unsur yoktu.

Altmış yıldan fazla bir süre sonra, Ida Noddack Mayıs 1934'te Mendeleev'in periyodik tablosundaki o sırada var olan boşluklar hakkında yorum yaptı ve çalışmasının sonunda uranyumötesi elementlerin olasılığını değerlendirdi. Birkaç hafta sonra Enrico Fermi bu konuda üç makale yayınladı . Eylül 1934'te Noddack, Fermi tarafından element 93'ün varsayılan keşfine eleştirel bir bakış attı. Yaptığı açıklamalarda, diğerlerinin yanı sıra, nötron kaynaklı nükleer fisyonun önceden keşfi : "Ağır çekirdekler nötronlarla bombardıman edildiğinde, bu çekirdeklerin bilinen elementlerin izotopları olan, ancak ışınlanmış elementlerin komşuları olmayan birkaç daha büyük parçaya parçalanması düşünülebilir." hipotezi uranyumun nötronlarla ışınlanması her zaman uranyumdan daha ağır elementler üretir.

At Kimya Kaiser Wilhelm Enstitüsünde de Berlin , Otto Hahn , Fritz Strassmann'ın ve Lise Meitner de bu süre içinde uranyum ötesi elementlerin aramaya başladı. Yıllarca süren çalışmalarda Fermi'nin deneylerinde gözlemlenen süreçleri açıklamaya çalıştılar. Daha ağır elementleri ararken, uranyumötesi elementlerin kanıtı olarak tanımladıkları bazı maddeler buldular.

Irène Joliot-Curie ve Paul Savitch de 1937'den itibaren kendilerini Paris'te transuran arayışına adadılar . 1937/1938'de çalışma grubu , kimyasal tanımlamanın son derece zor olduğu ortaya çıkan ve o sırada kimyasal ilişkiler hakkındaki varsayımlara dayanarak, lantana benzer bir elementin salındığı deneyler gerçekleştirdi. element 93'ün kanıtı. Keşfedilen maddenin "atom numarası 93 olduğunu ve bugüne kadar Hahn, Meitner ve Straßmann tarafından bulunan transuranik elementlerin 94 ila 97 arası elementler olduğunu" düşündüler.

Aslında, Hahn, Straßmann, Meitner, Joliot-Curie ve Savitch tarafından yapılan gözlemler, aradıkları transuranik elementlerin kanıtı değil , o zamanlar hala tanınmayan uranyumun nükleer fisyonunun kanıtıydı . Bu nedenle araştırmaları , daha sonra neptünyum olarak adlandırılan kimyasal element hakkındaki bilgilere nispeten az katkıda bulundu, çünkü uranyumun nükleer fisyonunda oluşan çok sayıda fisyon ürününü, aranan transuranik elementlerin kanıtı olarak kabul ettiler ve bunları yayınlarında bu şekilde tanımladılar.

Transuran başlangıçta yapay bir süper ağır element için daha kısa bir terimdi . Güneş sisteminin oluşumundan bu yana en küçük plütonyum-244 izleri, transuranik teriminin ortaya çıkmasından çok sonra, 1971 yılına kadar keşfedilmedi .

Ayrıca bakınız

Edebiyat

AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : İnorganik Kimya Ders Kitabı . 102. baskı. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 .
Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger: Aktinid ve Transactinid Elementlerin Kimyası , Dordrecht 2006, ISBN 1-4020-3555-1 .
Glenn T. Seaborg: Transuranyum Elementler: Yarım Yüzyıl; Literatür bilgisi ; ( çevrimiçi , PDF, 6.5 MiB)
Christian Schnier, Joachim Feuerborn, Bong-Jun Lee: Karasal minerallerde transuranyum elementlerinin izleri mi? ( çevrimiçi , PDF, 492 KiB)
Christian Schnier, Joachim Feuerborn, Bong-Jun Lee: Yüksek enerjili senkrotron radyasyonlu XRF kullanarak karasal minerallerde süper ağır elementlerin (SHE) aranması. ( Çevrimiçi , PDF dosyası, 446 kB)

Bireysel kanıt

^ ^Bir^b D.C. Hoffman, FO Lawrence, JL Mewherter FM Rourke: "plütonyum 244 Doğada Saptanmasında", in: Nature 1971 , 234 , sayfa 132-134 (. DOI : 10.1038 / 234132a0 ).
↑ Ida Noddack: Elementlerin Periyodik Sistemi ve boşlukları , içinde: Angewandte Chemie , 1934 , 47 (20), s. 301-305 ( doi: 10.1002 / ange.19340472002 ).
^ E. Fermi: Nötron Bombardımanı Tarafından İndüklenen Radyoaktivite , içinde: Nature , 1934 , 133 , s. 757-757 ( doi: 10.1038 / 133757a0 ).
↑ E. Fermi: Eleman No. 93 , içinde: Nature , 1934 , 133 , s. 863-864 ( doi: 10.1038 / 133863e0 ).
^ E. Fermi: Atom Numarası 92'den Büyük Elementlerin Olası Üretimi , içinde: Doğa , 1934 , 133 , s. 898-899 ( doi: 10.1038 / 133898a0 ) .
↑ Ida Noddack: 93 elementi hakkında , içinde: Angewandte Chemie , 1934 , 47 (37), s. 653-655 ( doi: 10.1002 / anie.19340473707 ).
^ I. Curie, P. Savitch: Sur les radioéléments formés dans l'uranium irradié par les nötrons II . Le Journal de Physique et le Radium 9 (1938) s. 355-359.

[PU244-1] Bir^b D.C. Hoffman, FO Lawrence, JL Mewherter FM Rourke: "plütonyum 244 Doğada Saptanmasında", in: Nature 1971 , 234 , sayfa 132-134 (. DOI : 10.1038 / 234132a0 ).

[2] Ida Noddack: Elementlerin Periyodik Sistemi ve boşlukları , içinde: Angewandte Chemie , 1934 , 47 (20), s. 301-305 ( doi: 10.1002 / ange.19340472002 ).

[3] E. Fermi: Nötron Bombardımanı Tarafından İndüklenen Radyoaktivite , içinde: Nature , 1934 , 133 , s. 757-757 ( doi: 10.1038 / 133757a0 ).

[4] E. Fermi: Eleman No. 93 , içinde: Nature , 1934 , 133 , s. 863-864 ( doi: 10.1038 / 133863e0 ).

[5] E. Fermi: Atom Numarası 92'den Büyük Elementlerin Olası Üretimi , içinde: Doğa , 1934 , 133 , s. 898-899 ( doi: 10.1038 / 133898a0 ) .

[6] Ida Noddack: 93 elementi hakkında , içinde: Angewandte Chemie , 1934 , 47 (37), s. 653-655 ( doi: 10.1002 / anie.19340473707 ).

[sechs-7] I. Curie, P. Savitch: Sur les radioéléments formés dans l'uranium irradié par les nötrons II . Le Journal de Physique et le Radium 9 (1938) s. 355-359.

Languages