Flerovio
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Flerovio. (anteriormente llamado Ununcuadio, Uuq) es el nombre de un elemento químico radiactivo con el símbolo Fl y número atómico 114. Nombrado en honor a Gueorgui Fliórov. Hasta la fecha se han observado alrededor de 80 desintegraciones de átomos de flerovio, 50 de ellas directamente y 30 de la desintegración de los elementos más pesados Livermorio y Ununoctio. Todas los desintegraciones han sido asignados a los cuatro isótopos vecinos con números de masa 286-289. El isótopo de más larga vida conocido actualmente es el Fl con una vida media de aproximadamente 2,6 s, aunque hay evidencias de un isómero, Fl, con una vida media de aproximadamente 66 s, que sería uno de los núcleos más longevos en la región de los elementos superpesados. Experimentos químicos muy recientes han indicado fuertemente que el elemento 114 no posee propiedades 'eka'-plomo y parece comportarse como el primer elemento superpesado, que presenta propiedades similares a los gases nobles debido a efectos relativistas
Sumario
Descubrimiento
En diciembre de 1998, científicos del Instituto Conjunto para la Investigación Nuclear de Dubná en Rusia, bombardearon un blanco de Pu-244 con iones de Ca-48. Se produjo un solo átomo del elemento 114, asignado al isótopo 289Uuq114, que se desintegró mediante emisión alfa de 9,67 MeV, con un tiempo de vida medio de 30 s. Esta observación fue posteriormente publicada en enero de 1999. Sin embargo, la cadena de desintegración observado no se ha repetido y la identidad exacta de esta actividad es desconocida, aunque es posible que sea debida a un isómero meta-estable, llamado, 289mFl114. En marzo de 1999, el mismo equipo reemplazó el blanco de Pu-244 con uno de Pu-242 a fin de producir otros isótopos. En esta ocasión se produjeron dos átomos del elemento 114, que se desintegraron por emisión alfa de 10.29 MeV con una vida media de 5.5 s. Fueron asignados como 287Uuq114. Una vez más, esta actividad no se ha observado de nuevo y no está claro qué núcleo se produjo. Es posible que se tratara de un isómero meta-estable, llamado287mUuq114. El descubrimiento ahora confirmado del elemento 114 se realizó en junio de 1999, cuando el equipo de Dubna repitió la reacción del Pu-244. Esta vez se produjeron dos átomos del elemento 114 que se desintegraron por emisión de partículas alfa de 9,82 MeV, con una vida media de 2,6 s. Esta actividad fue inicialmente asignada erróneamente al 288Uuq114, debido a la confusión en cuanto a las anteriores observaciones anteriores. Nuevos trabajos en diciembre de 2002, permitieron una reasignación positiva al 289Fl114, 244Pu94 + 48Ca20 → 292Fl114* → 289Fl114 + 3 1n0 En mayo de 2009, el Joint Working Party (JWP) de la IUPAC publicó un informe sobre el descubrimiento del elemento 112 copernicio en el que se reconoció el descubrimiento del isótopo 283Cn112. Esto implica el descubrimiento de facto del elemento 114, del reconocimiento de los datos para la síntesis de 287Uuq114 y 291Uuh116 (ver abajo), relacionada con 283Cn112, aunque esto no puede determinarse como la primera síntesis del elemento. Un informe inminente de la JWP discutirá estos temas. El descubrimiento del elemento 114, como 287Uuq114 y 286Uuq114, fue confirmado en enero de 2009 en Berkeley. Esto fue seguidode la confirmación del 288Uuq114 y 289Uuq114 en julio de 2009 en el GSI.
Experimentos actuales
En abril de 2009, el Instituto de Paul Scherrer (PSI) en colaboración con el Laboratorio Fliórov de Reacciones Nucleares (FLNR) del Instituto Conjunto para la Investigación Nuclear realizaron otro estudio de la química del elemento 114. Los resultados no están aún disponibles.
Experimentos futuros
El equipo de RIKEN ha señalado planes para estudiar la reacción de fusión fría: 208Pb82 + 76Ge32 → 284Fl114* → ? El Separador Transactinido y Aparato de Química (TASCA) colaboración basada en el Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) realizarán sus primeros experimentos de química sobre el E114 que comienzan en agosto de 2009, después de su acertada producción acertada del elemento en abril de 2009. El FLNR tiene futuros planes para estudiar isótopos ligeros del elemento 114, formados en la reacción entre el 239Pu y el 48Ca.
Curiosidades sobre el elemento
Se había predicho en 1966 que el elemento con 114 protones y 184 neutrones sería bastante estable (según el modelo de Goepert-Mayer y Jensen de capas de los núcleos atómicos hay ciertos números de protones y neutrones que completan las capas que hacen que éstos sean muy estables: son los números mágicos: Z = 2, Z = 8, Z = 20, Z= 28, Z = 50, Z = 82, Z = 114, Z = 126; y dentro de estos los que contengan un número mágico de neutrones son doblemente mágicos: Z =2 y N = 2, Z = 8 y N = 8, Z=20 y N = 28, Z = 82 y N =126, Z = 114 y N = 184). En Enero de 1999 se informó de experimentos realizados en Diciembre de 1998 por científicos de Dubna (Instituto Conjunto de Investigaciones Nucleares) (Rusia) en colaboración con el Lawrence Livermore National Laboratory (USA). Sólo se ha logrado obtener un átomo del elemento (289-Uuq) mediante la reacción de fusión de un átomo de calcio y un átomo de plutonio: 244-Pu + 48-Ca ----> 289-Uuq + 3 1-n El procedimiento seguido es el siguiente: Se aceleran iones 48-Ca (un isótopo rico en neutrones del calcio) hasta casi un décimo de la velocidad de la luz y se enfoca el haz en un blanco constituido por varios miligramos de 244-Pu (isótopo más pesado del plutonio) y electrochapado sobre pan de titanio. Para la detección de los núcleos fusionados es necesario separarlos de los productos no deseados (se generan directamente y por desintegraciones de los mismos, millones de núcleos no deseados por segundo). La tasa esperada de producción de elemento 114 era menor de un núcleo por día. Para reducir todo ese fondo se preparó un separador relleno de gas hidrógeno. Los productos de fusión saltan del blanco y entran en la cámara de gas, confinado a baja presión entre las caras polares de un imán dipolar. Los iones pesados que vienen del blanco interaccionan con los átomos de hidrógeno y aquellos cuyos electrones están enlzados a sus núcleos con meos energía de la aportada por la colisión tenderán a perderse. Se ajusta el campo magnético de forma que sólo los núcleos que interesan alcancen los detectores. Así se eliminan los iones Ca y en gran medida otros productos indeseados. Los productos que salen del imán dipolar en concentran con una serie de cuadrupolos magnéticos, pasan por un contador de tiempo de vuelo (CTV) y se entierran en un detector sensible a posición. Mediante el CTV se puede distinguir entre el impacto de los productos que pasan por el separador y la desintegración radiactiva de los productos que ya están implantados en el detector. El tiempo de vuelo puede utilizarse para discriminar entre los números atómicos altos y bajos. El detector sensible a posición disminuye el ritmo de las interferencias del fondo ya que permite identificar reacciones indeseadas. El experimento se llevó a cabo durante 40 días entre noviembre y diciembre de 1998. Se detectó un átomo del elemento 114: un implante en el detector, seguido por tres desintegraciones alfa. Las relaciones entre las energías y los tiempos de desintegración eran coherente con los previsto para la desintegración del elemento 114 y de los elementos que engendra. El tiempo de vuelo de los núcleos procedentes del blanco y la energía con que se implantaron en el detector también concordaba con las predicciones. La probabilidad de que el suceso se debiese a correlaciones aleatorias de sucesos de fondo era menor del 1%. El elemento tiene una vida media de 30 segundos y se desintegra por emisión de una partícula a en el elemento 285-Uub; éste tiene una vida media de 15,4 minutos, se desintegra (a) en un isótopo del elemento 110, el cual, con una vida media de 1,6 minutos, se desintegra (a) en el elemento 108 (277-Hs) que se desintegra por fisión espontánea. El mismo equipo de Dubna ha obtenido otros isótopos: 287-Unq (vida media de unos 5 segundos) y sufre una desintegración alfa en el elemento 112 que se desintegra por fisión espontánea en 3 minutos. Del isótopo 288-Uuq se han obtenido 2 átomos, y parece confirmar que el elemento 114 es más estable que todos los que le rodean. No se han obtenido (ni se obtendrán) cantidades observables del elemento. Debe confirmarse la identificación del mismo. Se ha observado un isótopo diferente (285-Uuq) como producto de la desintegración del elemento 118 (Uuo). Se identificaron tres átomos del elemento 118 al hacer incidir un haz de iones 86-Kr con una energía de 449 millones de electronvoltios sobre blancos de 208-Pb durante 11 días, lo que indicaba que el rendimiento es, aproximadamente, de una de cada 1012 interacciones: 208-Pb + 86-Kr ----> 293-Uuo + 1-n Este núcleo se desintegra, menos de un milisegundo después, emitiendo una partícula a, lo que conduce a la formación de un isótopo del elemento 116 (289-Uuh: 116 protones y 173 neutrones). Este isótopo mediante un proceso de desintegración a produce un isótopo del elemento 114 y el proceso de desintegraciones sigue hasta, al menos, el elemento 106: 293-Uuo ----> 289-Uuh + 4-He (0,12 milisegundos) 289-Uuh ----> 285-Uuq + 4-He (0,60 milisegundos) 285-Uuq ----> 281-Uub + 4-He (0,58 milisegundos) 281-Uub ----> 277-Uun + 4-He (0,89 milisegundos) 277-Uun ----> 273-Hs + 4-He (3 milisegundos) 273-Hs ----> 269-Sg + 4-He (1200 milisegundos) No se conoce nada de las propiedades del Uuq, pero probablemente sea metálico, gris o blanco plateado y sólido a 25ºC. Los cálculos realizados indican que no formará el tetrafluoruro (UuqF4), pero si el diflururo soluble en agua (UuqF2).
