Тенесин (Ts, елемент 117) — изкуствен свръхтежък халоген

Преди откриването

През 2004 г. екипът на Обединения институт за ядрени изследвания (ОИЯИ) в Дубна, Московска област, Русия, планира експеримент за създаване на елемент 117. За целта е необходимо да се слеят елементите беркелий (елемент 97) и калций (елемент 20). Американският екип от Националната лаборатория Оук Ридж, единственият производител на беркелий в света, обаче е спрял производството на беркелий за известно време. Затова те създават елемента 118 първо с помощта на калифорний (елемент 98) и калций.

Руският екип иска да използва беркелий, тъй като използваният в експеримента изотоп на калция - калций-48 - има 20 протона и 28 неутрона. Това е най-лекото стабилно или почти стабилно ядро (центърът на атома) с много повече неутрони, отколкото протони. Цинк-68 е второто по лекота ядро от този вид, но е по-тежко от калций-48. Тъй като тенесина има 117 протона, те се нуждаят от още един атом с 97 протона, който да се комбинира с калциевия атом, а беркелият има 97 протона.

При експеримента беркелият се превръща в мишена, а калцият се изстрелва под формата на лъч към беркелиевата мишена. Калциевият лъч е създаден в Русия чрез отстраняване на малкото количество калций-48 от естествения калций с помощта на химически средства. Ядрото, което ще се получи след експеримента, ще бъде по-тежко и ще е по-близо до острова на стабилността. Това е идеята, че някои много тежки атоми могат да бъдат доста стабилни.

Откриване на Тенесина

През 2008 г. американският екип започва отново да създава беркелий и разказва за това на руския екип. В рамките на програмата са произведени 22 милиграма беркелий и това е достатъчно за експеримента. Скоро след това беркелият е охладен за 90 дни и е направен по-чист по химичен път за още 90 дни. Мишената с беркелий трябваше бързо да бъде изнесена в Русия, тъй като периодът на полуразпад на използвания изотоп на беркелия, беркелий-249, е само 330 дни. С други думи, след 330 дни половината от целия беркелий вече няма да е беркелий. Всъщност, ако експериментът не беше започнал шест месеца след изработването на мишената, той щеше да бъде отменен, тъй като не са имали достатъчно беркелий за експеримента. През лятото на 2009 г. мишената е опакована в пет оловни контейнера и е изпратена с търговски полет от Ню Йорк до Москва.

И двата екипа трябваше да се справят с бюрократичната пречка между Америка и Русия, преди да изпратят мишената с беркелий, за да може тя да пристигне в Русия навреме. Въпреки това все още имаше проблеми: Руските митници два пъти не позволиха на мишената с беркелий да влезе в страната поради липсващи или непълни документи. Въпреки че мишената преминава пет пъти през Атлантическия океан, цялото пътуване отнема само няколко дни. Когато мишената най-накрая пристигнала в Москва, тя била изпратена в Димитровград, Уляновска област. Тук мишената беше поставена върху тънък титанов филм (слой). След това този филм беше изпратен в Дубна, където беше поставен в ускорителя на частици на ОИЯИ. Този ускорител на частици е най-мощният ускорител на частици в света за създаване на свръхтежки елементи.

Експериментът започва през юни 2009 г. През януари 2010 г. учените от Лабораторията за ядрени реакции "Флеров" обявиха в рамките на лабораторията, че са открили разпад на нов елемент с атомен номер 117 чрез две вериги на разпад. Изотопът с нечетно число извършва 6 алфаразпада, преди да извърши спонтанно (внезапно) делене. Нечетният-четен изотоп извършва 3 алфа-разпадания, преди да се разпадне. На 9 април 2010 г. в списание Physical Review Letters е публикуван официален доклад. Той показа, че изотопите, които са споменати във веригите на разпад, са²⁹⁴ Ts и²⁹³ Ts. Изотопите са направени, както следва:

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

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

 

Понастоящем химическият състав на тенесина е неизвестен. Химиците обаче могат да предвидят как би изглеждал елементът, като използват химията на другите халогени. Най-вероятно се предполага, че тенесинът е член на група 17 в периодичната таблица, под петте халогена: флуор, хлор, бром, йод и астатин. Всеки от тях има по седем валентни електрона. За тенесина, който е в седмия период (ред) на периодичната таблица, слизайки надолу по халогенната група, се предвижда валентна електронна конфигурация от 7s 7p²⁵ , поради което се очаква да се държи в много отношения подобно на халогените.

Тенесинът не се използва поради краткотрайния си живот и радиоактивността си.