Ununseptium : Confirmation de la physique de l’élément super lourd 117

Des physiciens du GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research de Darmstadt, en Allemagne, ont utilisé des faisceaux d’ions calcium et du berkélium-249 radioactif pour produire deux atomes de l’élément de numéro atomique 117, qui porte le nom provisoire d’Ununseptium (un-un-sept en latin).

Chaînes de désintégration attribuées à l'élément 117 : les énergies expérimentales de tous les événements ainsi que leurs traces numérisées sont indiquées ; les cases avec des triangles correspondent aux événements observés pendant les périodes d'arrêt du faisceau. Crédit image : J. Khuyagbaatar et al / Phys. Rev. Lett.

Chaînes de désintégration attribuées à l’élément 117 : les énergies expérimentales de tous les événements ainsi que leurs traces numérisées sont indiquées ; les cases avec des triangles correspondent aux événements observés pendant les périodes d’arrêt du faisceau. Crédit image : J. Khuyagbaatar et al / Phys. Rev. Lett.

Les éléments au-delà du numéro atomique 104 sont appelés éléments superlourds. On s’attend à ce que les éléments ayant la plus longue durée de vie soient situés sur une “île de stabilité”.

Bien que ces éléments n’aient pas été découverts dans la nature, on peut les produire en accélérant des faisceaux de noyaux et en les projetant sur les noyaux cibles les plus lourds possibles. La fusion de deux noyaux produit occasionnellement un élément superlourd. Ils n’existent généralement que pour une courte durée.

L’élément 117 a été détecté pour la première fois en 2010 par une équipe russo-américaine de l’Institut commun de recherche nucléaire de Dubna, en Russie.

La même année, des physiciens du GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research de Darmstadt se sont associés à des scientifiques du Japon, des États-Unis, du Royaume-Uni, d’Australie, de Suède, d’Inde, de Norvège, de Finlande, de Suisse et de Pologne, pour confirmer son existence.

Une cible spéciale de berkélium, essentielle pour la synthèse de l’élément 117, a été produite au Laboratoire national d’Oak Ridge, dans le Tennessee. Environ 13 milligrammes de l’isotope berkelium-249 hautement purifié, qui a une demi-vie de seulement 330 jours, ont ensuite été transportés en Allemagne.

Dans leurs expériences en Allemagne, les physiciens ont bombardé une cible de berkélium avec des ions calcium jusqu’à ce qu’ils entrent en collision et forment l’élément 117. L’élément 117 s’est ensuite désintégré en éléments 115 et 113.

Les expériences réussies sur l’élément 117 constituent une étape importante sur la voie de la production et de la détection d’éléments situés sur “l’île de stabilité” des éléments superlourds”, a déclaré le professeur Horst Stöcker du Centre Helmholtz de recherche sur les ions lourds du GSI.

Les scientifiques ont également identifié une voie de désintégration alpha inconnue auparavant dans le dubnium-270 et un nouvel isotope du lawrencium, le Lr-266. Avec des demi-vies respectives d’environ une heure et 11 heures, ils font partie des isotopes superlourds les plus longs connus à ce jour.

“Ces résultats sont d’une importance capitale, car on prévoit que les isotopes à durée de vie encore plus longue existent dans une région de stabilité nucléaire accrue “, a déclaré le Dr Christoph Düllmann, également du Centre Helmholtz de recherche sur les ions lourds du GSI, qui est un co-auteur de l’article publié dans le Physical Review Letters.

La prochaine étape consiste à faire accepter la confirmation par l’Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA).

L’UICPA examinera les nouvelles découvertes et la recherche originale et décidera si d’autres expériences sont nécessaires avant de reconnaître la découverte de l’élément.

Après acceptation, l’UICPA déterminera quelle institution pourra proposer des noms officiels.

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