OAK RIDGE, Tenn, 30 Nov. 2016 – Het onlangs ontdekte element 117 heeft officieel de naam “tennessine” gekregen als erkenning voor de bijdragen van Tennessee aan de ontdekking ervan, waaronder de inspanningen van het Oak Ridge National Laboratory van het Department of Energy en zijn Tennessee-medewerkers aan de Vanderbilt University en de University of Tennessee.
“De aanwezigheid van tennessine op het Periodiek Systeem is een bevestiging van de status van onze staat in de internationale wetenschappelijke gemeenschap, inclusief de faciliteiten die ORNL biedt aan die gemeenschap, evenals de kennis en expertise van de wetenschappers en technici van het laboratorium,” zei ORNL-directeur Thom Mason.
“De historische ontdekking van tennessine is emblematisch voor de bijdragen die Tennessee-instellingen zoals Oak Ridge National Laboratory, de Universiteit van Tennessee en Vanderbilt University leveren aan een betere wereld,” zei Tennessee Gov. Bill Haslam. “Namens alle Tennesseans bedanken we dit wereldorgaan voor het eren van onze staat op deze manier.”
De Internationale Unie voor Zuivere en Toegepaste Chemie (IUPAC) – die het bestaan van nieuw ontdekte elementen valideert en hun officiële namen goedkeurt – gaf zijn definitieve goedkeuring aan de naam “tennessine” na een proces van een jaar dat begon op 30 dec. 30 december 2015, toen de IUPAC en de International Union of Pure and Applied Physics de verificatie van het bestaan van het superzware element 117 aankondigden, meer dan vijf jaar nadat wetenschappers voor het eerst de ontdekking ervan in april 2010 hadden gemeld.
ORNL had verschillende rollen in de ontdekking, de meest prominente was de productie van de radio-isotoop berkelium-249 voor het onderzoek. Het berkelium-249 dat werd gebruikt bij de eerste ontdekking en de daaropvolgende bevestigingsexperimenten voor element 117 werd geproduceerd door ORNL en het Isotopenprogramma van het Department of Energy, en werd geleverd als een Amerikaanse bijdrage aan die experimenten.
Superzware elementen, die niet in de natuur voorkomen, worden gesynthetiseerd door een radio-isotopisch doelwit bloot te stellen aan een bundel van een andere specifieke isotoop. In theorie zullen de kernen zich in zeldzame gevallen combineren tot een “superzwaar” en tot dusver onbekend element.
In het geval van tennessine was voor het atoomrecept voor element 117 het berkelium-249-target nodig, dat alleen beschikbaar was bij ORNL’s High Flux Isotope Reactor (HFIR), die radio-isotopen produceert voor de industrie en de geneeskunde naast zijn neutronenverstrooiingsonderzoeksmissie, en het aangrenzende Radiochemical Engineering Development Center (REDC), waar de radio-isotopen worden verwerkt.
Over een campagne van een jaar heeft ORNL de 22 milligram berkeleium-249 geproduceerd en vervolgens naar Rusland verscheept, waar het experiment dat element 117 zou opleveren werd uitgevoerd met een zware-ionen cyclotron in het Russische Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna. Na zes maanden onophoudelijk bombarderen met een calcium-48 straal hadden onderzoekers zes atomen ontdekt waarin de kernen van het calcium en het berkelium waren versmolten om element 117 te creëren. Latere experimenten bevestigden de resultaten.
“De ontdekking van tennessine is een voorbeeld van het potentieel dat kan worden gerealiseerd wanneer naties samenkomen om hun unieke capaciteiten in te zetten voor een wetenschappelijke visie,” zei Jim Roberto van ORNL, die hielp bij de samenstelling van de samenwerking tussen de VS en Rusland op het gebied van element 117.Rusland samen met Yuri Oganessian van het JINR.
Naast de productie van de benodigde radio-isotoop heeft ORNL een lange geschiedenis in kernfysisch onderzoek, waardoor het laboratorium kennis kon inbrengen van onderzoekers met ervaring in kernfysica en internationale samenwerking en instrumenten in de vorm van detectoren, instrumenten en elektronica.
Het lab heeft ook een geschiedenis van samenwerking in natuurkundig onderzoek met de Vanderbilt Universiteit in Nashville, Tenn, die besprekingen initieerde die leidden tot de historische samenwerking, en de Universiteit van Tennessee, Knoxville, die deelnam aan experimenten die de ontdekking bevestigden.
DOE’s Lawrence Livermore National Laboratory in Californië rondde het element 117-team af. Livermore heeft een grote staat van dienst op het gebied van onderzoek naar superzware elementen en is de naamgever van livermorium (element 116).
De specifieke spelling van tennessine werd gekozen omdat het nieuwe element wordt geclassificeerd als een halogeen, een type element dat bij conventie eindigt op het achtervoegsel “-ine.” Tot de halogenen behoren elementen als chloor en fluor. Het symbool van Tennessine in het Periodiek Systeem zal Ts zijn.
De ontdekkingen van nieuwe elementen bij ORNL begonnen met het Manhattan Project. Tijdens de Tweede Wereldoorlog ontdekten onderzoekers in de grafietreactor van ORNL promethium – element 61 in het Periodiek Systeem. Vanwege de geheimhouding rond het project om de eerste kernwapens te ontwikkelen, werd de ontdekking pas na de oorlog, in 1947, gerapporteerd.
Naast element 117 (tennessine) zijn door ORNL geproduceerde materialen en isotopen via het DOE Isotope Program gebruikt bij de ontdekking van de superzware elementen 104 (rutherfordium), 105 (dubnium), 106 (seaborgium), 114 (flerovium), 115 (moscovium), 116 (livermorium) en 118 (oganesson).
De ontdekking van superzware elementen, die gewoonlijk slechts fracties van seconden bestaan, wordt gedreven door een zoektocht naar het lang voorspelde “eiland van stabiliteit”, waarin nieuwe elementen buiten het bestaande Periodiek Systeem uitzonderlijk lang kunnen overleven, waardoor nieuwe en nuttige vergezichten van fysica en chemie worden geopend.
Dit onderzoek werd gesteund door het DOE Office of Science. De Hoge Flux Isotopen Reactor is een DOE Office of Science User Facility.
Voor meer informatie, bezoek https://www.ornl.gov/content/element-117-resource-page.
UT-Battelle beheert ORNL voor het Department of Energy’s Office of Science. Het Office of Science is de grootste financier van fundamenteel onderzoek in de natuurwetenschappen in de Verenigde Staten, en werkt aan de aanpak van enkele van de meest urgente uitdagingen van onze tijd. Voor meer informatie kunt u terecht op http://energy.gov/science/.