Tennessin (Ts) – Grundämne 117: Upptäckt, egenskaper och fakta

Före upptäckten

År 2004 planerade JINR-teamet (Joint Institute for Nuclear Research) i Dubna, Moskva Oblast, Ryssland, ett experiment för att skapa element 117. För att göra detta behövde de smälta grundämnena berkelium (grundämne 97) och kalcium (grundämne 20). Det amerikanska teamet vid Oak Ridge National Laboratory, den enda producenten av berkelium i världen, hade dock slutat att tillverka berkelium för en tid sedan. Därför skapade de först grundämnet 118 med hjälp av kalifornium (grundämne 98) och kalcium.

Det ryska teamet ville använda berkelium eftersom den kalciumisotop som användes i experimentet, kalcium-48, har 20 protoner och 28 neutroner. Detta är den lättaste stabila eller nästan stabila kärnan (kärnan i en atom) med mycket fler neutroner än protoner. Zink-68 är den näst lättaste kärnan av detta slag, men den är tyngre än kalcium-48. Eftersom tennessin har 117 protoner behöver de en annan atom med 97 protoner för att kombineras med kalciumatomen, och berkelium har 97 protoner.

I experimentet görs berkelium till ett mål och kalciumet skjuts i form av en stråle mot berkeliummålet. Kalciumstrålen skapas i Ryssland genom att den lilla mängden kalcium-48 avlägsnas från naturligt kalcium på kemisk väg. Kärnan som skapas efter experimentet kommer att vara tyngre och ligger närmare stabilitetsön. Detta är idén att vissa mycket tunga atomer kan vara ganska stabila.

Upptäckten av Tennessine

År 2008 började det amerikanska laget återigen skapa berkelium och berättade det för det ryska laget. Programmet gjorde 22 milligram berkelium, och detta är tillräckligt för experimentet. Kort därefter kyldes berkeliumet på 90 dagar och gjordes renare med kemiska metoder på ytterligare 90 dagar. Berkeliummålet måste snabbt föras till Ryssland eftersom halveringstiden för den isotop av berkelium som används, berkelium-249, endast är 330 dagar. Med andra ord, efter 330 dagar kommer hälften av allt berkelium inte längre att vara berkelium. Om experimentet inte hade startat sex månader efter det att målet tillverkades skulle det faktiskt ha avbrutits eftersom de inte hade tillräckligt med berkelium för experimentet. Sommaren 2009 packades målet i fem blybehållare och skickades med ett kommersiellt flyg från New York till Moskva.

Båda lagen var tvungna att ta itu med det byråkratiska hindret mellan USA och Ryssland innan de skickade berkeliummålet för att det skulle komma fram i tid till Ryssland. Det fanns dock fortfarande problem: Den ryska tullen lät inte berkeliummålet komma in i landet två gånger på grund av saknade eller ofullständiga papper. Även om målet gick över Atlanten fem gånger tog hela resan bara några dagar. När målet äntligen kom till Moskva skickades det till Dimitrovgrad, Ulyanovsk Oblask. Här placerades målet på en tunn titanfilm (lager). Denna film skickades sedan till Dubna där den placerades i JINR:s partikelaccelerator. Denna partikelaccelerator är världens mest kraftfulla partikelaccelerator för skapande av supertunga grundämnen.

Försöket inleddes i juni 2009. I januari 2010 meddelade forskarna vid Flerovlaboratoriet för kärnreaktioner att de hade upptäckt att ett nytt grundämne med atomnummer 117 hade sönderfallit genom två sönderfallskedjor. Den udda isotopen gör 6 alfafall innan den gör en spontan (plötslig) klyvning. Den udda-jämna isotopen gör 3 alfafall innan den fissionerar. Den 9 april 2010 publicerades en officiell rapport i tidskriften Physical Review Letters. Den visade att de isotoper som nämndes i sönderfallskedjorna var²⁹⁴ Ts och²⁹³ Ts. Isotoperna tillverkades på följande sätt:

²⁴⁹Bk +⁴⁸ Ca →²⁹⁷ Ts* →²⁹⁴ Ts + 3 n (1 händelse)

²⁴⁹Bk +⁴⁸ Ca →²⁹⁷ Ts* →²⁹³ Ts + 4 n (5 händelser)

 

Tennessins kemi är för närvarande okänd. Kemister kan dock förutsäga hur grundämnet skulle vara med hjälp av kemin från de andra halogenerna. Tennessin antas sannolikt tillhöra grupp 17 i det periodiska systemet, under de fem halogenerna: fluor, klor, brom, jod och astatin. Var och en av dem har sju valenselektroner. Eftersom tennessin befinner sig i den sjunde perioden (raden) i det periodiska systemet och går nedåt i halogengruppen, skulle tennessin ha en valenselektronkonfiguration på 7s² 7p⁵ , och skulle därför förväntas bete sig ungefär som halogenerna på många sätt.

Tennessin kan inte användas på grund av sin korta livslängd och sin radioaktivitet.