ขนิษฐา

ผู้เขียน : ขนิษฐา

อัพเดท: 26 ต.ค. 2006 15.33 น. บทความนี้มีผู้ชม: 12820 ครั้ง

ธาตุตัวที่ 118 ในตารางธาตุ


"ยูนันนอกเทียม" ธาตุตัวที่ 118 ของตารางธาตุ


บีบีซีนิวส์/มหาวิทยาลัยวอชิงตัน - นักวิทย์มะกัน-รัสเซียสังเคราะห์ธาตุที่ 118 อะตอมหนักสุดในตารางธาตุให้ปรากฏในเสี้ยววินาที และวางแผนที่จะสังเคราะห์ธาตุที่ 120 ต่อไป หลังจาก 7 ปีที่ผ่านมามีคนอ้างว่าสังเคราะห์ได้แต่กลายเป็นการใส่ข้อมูลเท็จ ท่ามกลางการแข่งขันหาธาตุหนักใน “หมู่เกาะแห่งความเสถียร”

นักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอเรนซ์ ลิเวอร์มอร์ (Lawrence Livermore National Laboratory: LLNL) ในแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ได้ร่วมกับนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันร่วมวิจัยนิวเคลียร์ (Joint Institute for Nuclear Research: JINR) ในเมืองดุบนา รัสเซีย สังเคราะห์ธาตุที่ 118 ในตารางธาตุ ซึ่งเป็นธาตุหนักที่สุดที่มีการค้นพบ ธาตุนี้มีชื่อเรียกทั่วไปว่า “ยูนันนอกเทียม” (Ununoctiam) และไม่สามารถพบได้ในธรรมชาติ อีกทั้งยังไม่เคยพบได้ในห้องปฏิบัติการมาก่อน

ธาตุที่มีโปรตอน 118 อนุภาคในนิวเคลียสนี้สังเคราะห์ขึ้นในเครื่องเร่งอนุภาคที่ JINR ระหว่างเดือนกุมภาพันธ์ และเดือนมิถุนายนของปี 2548 โดยนักวิจัยใช้ประจุของแคลเซียม (Ca) นับล้านล้านล้านประจุระดมยิงธาตุแคลิฟอร์เนียม (Cf) ซึ่งเป็นธาตุสังเคราะห์ แล้วได้ธาตุยูนันนอกเทียม ที่มีชื่อเรียกชั่วคราวว่า “ซูเปอร์เฮฟวี่” (Superheavy) และพวกเขาคาดว่าธาตุที่สังเคราะห์ได้ใหม่นี้จะมีคุณสมบัติเป็นก๊าซเฉื่อยเหมือน ซีนอน (Xe) คริปตอน (Kr) และเรดอน (Ra) โดยยูนันนอกเทียมจะถูกจัดให้อยู่ด้านล่างของก๊าซเรดอนในตารางธาตุ

“เรายิงไอออนของแคลเซียม 1019 ไอออน ซึ่งหมายถึงจำนวนที่มี 1 ตามด้วย 0 อีก 19 ตัว (10,000,000,000,000,000,000) ใส่อะตอมเป้าหมายที่มีอายุ 3 เดือน และมันก็สร้างอะตอมของธาตุ 118 ออกมา 3 ตัว” เคน มูดี้ (Ken Moody) หัวหน้าทีมห้องแล็บลิเวอร์มอร์กล่าว โดยอะตอมของพวกเขามีความเสถียรอยู่ 0.9 ไมโครวินาที (microsecond)* ก่อนที่จะสลายกลายเป็นธาตุที่มีเลขอะตอม 116 (Ununhexium) และ 114 (ununquadium)

ก่อนหน้านี้เมื่อปี 2542 นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอเรนซ์ เบิร์กเลย์ (Lawrence Berkeley National Laboratory) ในสหรัฐได้รายงานว่าค้นพบธาตุที่ 118 นี้ โดยการเร่งอนุภาคของตะกั่ว (Pb) และคริปตอน (Kr) ให้ชนกัน แต่หลังจากมีการทดลองเพื่อรับรองผลการค้นพบ ปรากฏว่าการทดลองล้มเหลวหลายครั้ง และพบหลักฐานว่ามีการใส่ข้อมูลเท็จ รายงานของนักวิจัยจากเบิร์กเลย์จึงถูกถอนออกจากคนเป็นผู้ค้นพบธาตุที่หนักที่สุด

ทั้งนี้นักวิทยาศาสตร์แข่งขันที่จะสังเคราะห์ธาตุหนักหรือซูเปอร์เฮฟวี่ในกลุ่มที่อยู่ใน “หมู่เกาะแห่งความเสถียร” (island of stability) เนื่องจากในช่วงปี 70 (ประมาณ พ.ศ.2513) มีการคำนวณถึงความเป็นไปได้ที่จะพบธาตุหนักที่มีความเสถียรในช่วงเลขอะตอม 118-126 ซึ่งภายในนิวเคลียสของธาตุนั้นโปรตอนและนิวตรอนจะถูกจัดให้อยู่ใน “ชั้น” (Shells) ที่มีการเคลื่อนที่คล้ายกัน และการคำนวณยังบ่งว่าเลขอะตอมดังกล่าวจะเพิ่มความเสถียรให้กับนิวเคลียสธาตุหนักเหล่านั้นด้วย ดังนั้นอาจมีธาตุหมู่ใหม่ในตารางธาตุที่ยังไม่มีการค้นพบ

แม้จากการคำนวณแล้วธาตุซูเปอร์เฮฟวี่จะมีความเสถียร แต่ธาตุเหล่านี้ก็จะยังคงแตกตัวทางนิวเคลียร์ได้ อีกทั้งยังมีความแตกต่างจาก “ยูเรเนียม”(U) และ “พลูโตเนียม” (Pu) ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันหรือทำระเบิดได้ก็ต่อมี “มวลวิกฤต” (critical mass) ในปริมาณหลายกิโลกรัม แต่คาดการณ์ว่าธาตุซูเปอร์เฮฟวี่จะมีมวลวิกฤตในปริมาณไม่กี่มิลลิกรัม ซึ่งอาจกลายเป็นแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ขนาดพกพาได้

ธาตุหนักสุดที่พบได้ในธรรมชาติคือยูเรเนียม ซึ่งประกอบไปด้วยโปรตอน 92 อนุภาคและนิวตรอน 146 อนุภาค แต่ธาตุซูเปอร์เฮฟวี่อย่างธาตุที่ 118 ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า “ธาตุทรานส์ยูแรนนิก” (transuranic) นั้น หนักกว่ายูเรเนียมและไม่พบในธรรมชาติ จะพบได้ก็จากการสังเคราะห์ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรือเครื่องเร่งอนุภาคเท่านั้น

ในปี 2541 ทีมวิจัยลิเวอร์มอร์ได้สร้างนิวไคลที่มีโปรตอน 114 อนุภาค แต่มีนิวตรอนไม่ถึง 184 อนุภาคตามที่ควรจะเป็น ซึ่งพวกเขาคาดว่าธาตุ 114 ที่สังเคราะห์ได้นั้นจะมีครึ่งชีวิตเป็นไมโครวินาที (microsecond)** หรืออาจจะเป็นนาโนวินาที (nanosecond)*** แต่เอาเข้าจริงๆ ธาตุ 114 กลับคงตัวอยู่ได้หลายวินาที

“เรื่องพวกนี้อาจไม่มีความหมายกับคนทั่วไปมากนัก แต่สำหรับพวกเราแล้วเป็นเรื่องที่น่าอัศจรรย์ใจอย่างที่สุด” มูดี้จากทีมวิจัยลิเวอร์มอร์กล่าว จากนั้นพวกเขาก็สามารถสังเคราะห์ธาตุ 114 ที่มีนิวตรอน 184 และตามมาด้วยการสังเคราะห์ธาตุ 115, 116 และล่าสุดคือธาตุ 118 นอกจากนี้ในปี 2550 พวกเขายังวางแผนที่จะสังเคราะห์ธาตุ 120 ขึ้นมาอีกด้วย โดยเป็นการยิงอะตอมของพลูโตเนียมด้วยไอโซโทปของเหล็ก

“พวกเรากำลังสำรวจหาชายหาดของเกาะที่มีความเสถียรพิเศษนี้ และเป็นเกาะที่มีจุดยอดแหลมสูง แต่เราไม่สามารถไปถึงจุดนั้นได้ ผมไม่ทราบจริงๆ ว่าเท้าของพวกเราเปียกหรือแห้ง แต่พวกเรากำลังอยู่บนผืนทรายของชายหาดแน่ๆ และเรามองเห็นบางอย่างที่น่าสนใจกำลังเกิดขึ้นจริงๆ อย่างไรก็ดีพวกเรายังไปไม่ถึงจุดตรงกลางของสิ่งนั้น” มูดี้กล่าวถึงสิ่งที่ค้นพบโดยเปรียบเทียบเหมือนกับการยืนบนชายหาด

************************

หมายเหตุ
*มิลลิวินาที(millisecond) หมายถึง 10-3 หรือ 0.001 วินาที
**ไมโครวินาที (microsecond) หมายถึง 10-6 หรือ 0.000001 วินาที
***นาโนวินาที (nanosecond) หมายถึง 10-9 หรือ 0.000000001 วินาที


อ้างอิงจาก  ผู้จัดการออนไลน์

บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที