Tổng hợp nguyên tố 118 từng nguyên tử một

Dẫn một ion siêu nặng đi qua toàn bộ cơ sở — nguồn, máy gia tốc, bia, bộ tách, detector — và xem vì sao khám phá nguyên tố mới cần hàng tuần bắn phá chỉ cho vài nguyên tử.

Mục tiêu

Tái dựng toàn bộ tuyến sản xuất hợp nhất–bay hơi của một nguyên tố siêu nặng và hiểu vì sao sản lượng đếm bằng nguyên tử chứ không phải gam.

Dụng cụ và hoá chất

Chùm $\ce{^{48}Ca}$, bia $\ce{^{249}Cf}$, bộ tách hạt bật lại và detector silicon nhạy vị trí — đúng tổ hợp đã tạo $\ce{^{294}Og}$ tại Dubna.

Giải thích

Nguyên tố siêu nặng được tạo bằng hợp nhất hoàn toàn: $\ce{^{48}Ca + ^{249}Cf -> ^{297}Og^{*} -> ^{294}Og + 3n}$. Hạt đạn phải xuyên rào Coulomb nhưng đủ “lạnh” để hạt nhân hợp phần mong manh nguội bằng bay hơi neutron thay vì phân hạch — đó là nút thắt “xác suất sống sót” nổi tiếng. Vì xác suất bắt, hợp nhất và sống sót nhân với nhau, tốc độ sản xuất các nguyên tố nặng nhất chỉ vài nguyên tử mỗi tuần. Hoá học của các sản phẩm vùng actini này sau đó được khảo sát từng nguyên tử một, trước khi đồng vị phân rã.

Thí nghiệm ảo: một mô hình đơn giản hoá để xây dựng trực giác. Nó không thay thế thực hành thật và huấn luyện an toàn; không tự làm lại tại nhà khi không có người hướng dẫn.