Bảng tuần hoàn nguyên tố – những điều thú vị (phần 2) pps

Bảng tuần hoàn nguyên tố – những
điều thú vị (phần 2)
Những điều thú vị về các nguyên tố hóa học: Nguyên tố
nào tồn tại trong quả đất, trên vũ trụ hay chỉ trong phòng thí
nghiệm? Số phận của nguyên tố mới nhất 108. Vinh quang
và bi kịch của những nhà săn tìm nguyên tố mới… Các
phát kiến mới mẻ về các nguyên tố hoá học ở các trung tâm
nghiên cứu lớn trên thế giới giúp con người mở rộng tầm
nhìn, khám phá nhiều điều thú vị về thế giới tự nhiên.
Nguyên tố 106: Ngoại lệ lịch sử

Chi phí để chế tạo ra các nguyên tố siêu nặng, siêu uran
trong phòng thí nghiệm rất cao, đòi hỏi thiết bị và công
nghệ rất tinh vi, hiện đại và dĩ nhiên là đắt tiền, từ các tấm
bia siêu tinh khiết, máy phân tách hạt nhân theo khối
lượng; điện tích, đặc biệt là các cỗ máy gia tốc hiện đại
nhất cho chùm hạt cường độ lớn, năng lượng cao và chính
xác v.v…Vì vậy, mỗi nguyên tố mới được tìm thấy thường
trải qua những đoạn đường đầy chông gai, có giá thành
không nhỏ. Nhưng ý nghĩa khoa học cũng rất to lớn. Và các
tác giả phát minh cũng nhận được sự tôn vinh xứng đáng.
Có những trường hợp sự tôn vinh vượt ra ngoài thông lệ
bình thường, đó là trường hợp của nguyên tố 106. Nguyên
tố 106 được phát minh từ năm 1974, nhưng cuộc tranh cãi
bản quyền kéo dài đến 20 năm giữa hai trung tâm khoa học
hàng đầu thế giới, giữa Phòng thí nghiệm quốc gia Berkley
(Mỹ) và Viện Liên hiệp Nghiên cứu Hạt nhân
(VLHNCHN, ở Dupna, Nga), giữa nhóm nghiên cứu Gleen
Seaborg và nhóm Flerov – Oganhisian. Đến năm 1993 cuộc
tranh cãi mới ngã ngũ với phần thắng nghiêng về nhóm
Berkley.

Nhưng việc đặt tên không vì thế mà dễ dàng. Tám thành
viên trong nhóm nghiên cứu Berkley không thống nhất
nhau, họ đề xuất một bảng danh sách dài, từ những danh
nhân khoa học và văn hoá – Newton, Edison, Leonardo da
Vinci, Ferdinad Magellan, đến tổng thống đầu tiên của Hoa
kỳ George Washington, tên nước như Finland (tổ quốc của
một thành viên trong nhóm), thậm chí cả tên nhân vật thần
thoại như Ulysses.

Ngôi sao bùng nổ, nơi tạo thành các nguyên tố mới như
Californium.
Cuối cùng tên người lãnh đạo nổi tiếng của họ – nhà khoa
học nổi tiếng, Seaborg, tác giả của 10 nguyên tố mới được
thống nhất lựa chọn. Hội Hoá học Mỹ (ACS) chấp nhận
ngay, nhưng Hiệp hội Hoá Tinh khiết và Ứng dụng Quốc tế
(IUPAC) lại đưa ra một nguyên tắc mới – không được đặt
tên nguyên tố cho một người đang sống. IUPAC đề xuất
tên khác là Rutherforium (Rf). ACS cực lực phản đối và đe
doạ tẩy chay IUPAC. Cuối cùng, năm 1997, tại Geneve,
cuộc họp của hội đồng IUPAC đã nhượng bộ và chấp nhận
tên của nguyên tố 106 là Seaborgium.
Trong lịch sử, chỉ có 10 tên người được mang tên nguyên
tố là: Curies (Cm-96), Einstein (Es-90), Fermi (Fm-100),
Mendeleev (Md-101), Nobelium (No-102), Lawrence (Lw-
103), Rutherford (Rf-104), Seaborg (Sg-106), Bohr (Bh-
107), Meitner (Mt-107). Nhưng, đặc biệt, chỉ mỗi Glenn
Theodore Seaborg là một ngoại lệ lịch sử, người đầu tiên
trên thế giới còn sống được mang tên một nguyên tố hoá
học.
Nguyên tố 118: số phận long đong

Trái với vinh quang của nguyên tố 106, con đường tìm
kiếm nguyên tố 118 cũng quá chông gai và số phận những
người săn tìm 118 cũng là bi kịch.
Từ mùa xuân 1999, nhóm Berkley mà tác giả chính là
Victor Nivov đã đưa ra thông báo tổng hợp được 2 nguyên
tố siêu uran 116 và 118. Tuyên bố này thực sự làm cho dư
luận sửng sốt và nghi ngờ. Đầu tiên, vì kết quả thí nghiệm
khác xa với tính toán lý thuyết.
Trước sự phản bác mạnh mẽ của các nhóm khoa học gia
trên thế giới, nhóm Berkley phải làm lại thí nghiệm và điều
rủi ro là chính họ cũng không thể lặp lại kết quả đã công bố
của mình. Đồng thời, trên các máy gia tốc tiên tiến ở
Darmastadt và RIKEN, trên máy gia tốc GANIL của Pháp,
cũng lần lượt làm thí nghiệm kiểm tra. Tất cả đều cho câu
trả lời phủ định.
Nhiều nhà khoa học trên thế giới lên tiếng yêu cầu Berkley
một thái độ dũng cảm công nhận sai lầm của mình. Trong
tình thế đó, các nhà khoa học Bekley phải tiến hành phân
tích lại, bằng nhiều cách độc lập, toàn bộ số liệu thí nghiệm
thu năm 1999 của mình và kiểm tra các chương trình máy
tính đã dùng để tính toán. Kết quả cuối cùng chứng tỏ rằng
năm 1999 đã không tổng hợp được nguyên tố siêu nặng
118 và cả nguyên tố 116 là sản phẩm phân rã của 118. Các
kết quả công bố trước đây là nguỵ tạo. Nhóm Berkley đã
chính thức xin rút lui bản công bố đó. Và tác giả chính của
phát minh “ảo” nói trên, Victor Nivov, phải nhận kỷ luật
nặng, buộc thôi việc.

Phản ứng tổng hợp hạt nhân tạo thành nguyên tố mới nhất
118

Như vậy, năm 1999 là năm sinh “hụt” của nguyên tố 118.
Nhưng ý tưởng tìm kiếm 118 vẫn không từ bỏ.
5 năm sau, hai tập thể khoa học quốc tế nổi tiếng – Phòng
thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore và Viện
LHNCHN Dupna, cộng tác với nhau nghiên cứu tìm kiếm
nguyên tố mới 118. Thí nghiệm tiến hành ở Dupna, từ
tháng 2 đến tháng 7 năm 2005, trên máy gia tốc U400
cyclotron, bắn chùm ion Calcium gia tốc vào bia
Californium. Kết quả thí nghiệm chứng tỏ: 3 hạt nhân 118
đã được tổng hợp. Thành công đó được công bố trên tạp chí
nổi tiếng Physical Review C vào tháng 10 năm 2006. Như
vậy, cuối cùng nguyên tố siêu nặng, siêu uran mới –
nguyên tố thứ 118 đã được tìm thấy.
Cũng cần bổ sung thêm rằng, hai tập thể khoa học Dupna –
Livermore, trước đó, đã thành công trong việc tổng hợp các
nguyên tố mới 113, 114, 115 và 116.
Quá trình đi đến công nhận phát minh nguyên tố 118, chắc
hẳn cần một thời gian để thẩm định kết quả thí nghiệm bởi
các phòng thí nghiệm khác nhau, đề xuất đặt tên v.v…và
cuối cùng là cuộc bỏ phiếu chấp thuận của tổ chức có thẩm
quyền – Hiệp hội Hóa Tinh khiết và Ứng dụng Quốc tế
IUPAC.
Hy vọng lần này, nguyên tố 118 thực sự đã được khai sinh
và bảng THNT thực sự được kéo dài đến ô thứ 118. Hành
trình săn lùng nguyên tố mới, đi tìm “đảo bền” trong bảng
THNT vẫn tiếp tục đi về phía trước.