Wikipedia

Pengantar unsur terberat

pengantar untuk unsur berat
Ini adalah pengantar singkat untuk artikel mengenai suatu unsur. Untuk pengantar yang lebih panjang dan lebih rinci, lihat Unsur transaktinida § Pengantar.
Lihat pula: Unsur transaktinida § Pengantar

Inti atom terberat[a] dibuat dalam reaksi nuklir yang menggabungkan dua inti lain yang ukurannya tidak sama[b] menjadi satu; secara kasar, semakin tidak sama kedua inti dalam hal massa, semakin besar kemungkinan keduanya bereaksi.[7] Bahan yang terbuat dari inti yang lebih berat dijadikan target, yang kemudian dibombardir oleh berkas dari inti yang lebih ringan. Dua inti dapat berfusi menjadi satu hanya jika mereka cukup dekat satu sama lain; biasanya, inti (semua bermuatan positif) menolak satu sama lain karena adanya tolakan elektrostatis. Interaksi yang kuat dapat mengatasi tolakan ini, tetapi hanya dalam jarak yang sangat dekat dari inti; inti berkas demikian sangat dipercepat untuk membuat tolakan tersebut tidak signifikan dibandingkan dengan kecepatan inti berkas.[8] Mendekat saja tidak cukup untuk dua inti berfusi: ketika dua inti saling mendekat, mereka biasanya tetap bersama selama kira-kira 10−20 detik dan kemudian berpisah (tidak harus dalam komposisi yang sama seperti sebelum reaksi) dan bukan membentuk satu inti.[8][9] Jika fusi benar-benar terjadi, penggabungan sementara—disebut inti majemuk—adalah keadaan tereksitasi. Untuk kehilangan energi eksitasi dan mencapai keadaan yang lebih stabil, inti majemuk melakukan fisi atau mengeluarkan satu atau beberapa neutron,[c] yang membawa pergi energi. Ini terjadi sekitar 10−16 detik setelah tabrakan awal.[10][d]

Gambaran grafis dari reaksi fusi nuklir
Penggambaran grafis dari reaksi fusi nuklir. Dua inti berfusi menjadi satu, memancarkan sebuah neutron. Sejauh ini, reaksi yang menciptakan unsur-unsur baru dinilai serupa, dengan satu-satunya perbedaan yang mungkin terjadi adalah kadang-kadang beberapa neutron tunggal dilepaskan, atau tidak sama sekali.
Video luar
Visualisasi fusi nuklir yang gagal, berdasarkan perhitungan oleh Universitas Nasional Australia[1]

Berkas tersebut melewati target dan mencapai ruang berikutnya, pemisah; jika inti baru dihasilkan, ia akan dibawa dengan berkas ini.[13] Di dalam pemisah, inti yang baru dihasilkan dipisahkan dari nuklida lain (yang berasal dari berkas asli dan produk reaksi lainnya)[e] dan dipindahkan ke pendeteksi penghalang permukaan, yang menghentikan inti. Lokasi pasti dari tumbukan yang akan datang pada detektor ditandai; energi dan waktu kedatangannya juga ditandai.[13] Pemindahan ini memakan waktu sekitar 10−6 detik; agar dapat dideteksi, inti harus bertahan selama ini.[16] Inti dicatat lagi setelah peluruhannya dicatat, dan lokasi, energi, dan waktu peluruhannya diukur.[13]

Stabilitas sebuah inti disediakan oleh interaksi yang kuat. Namun, jangkauannya sangat pendek; ketika inti menjadi lebih besar, pengaruhnya terhadap nukleon (proton dan neutron) terluar melemah. Pada saat yang sama, inti terkoyak oleh tolakan elektrostatis antar proton, karena jangkauannya tidak terbatas.[17] Dengan demikian, inti dari unsur-unsur terberat diprediksi secara teoritis[18] dan sejauh ini telah diamati[19] meluruh terutama melalui mode peluruhan yang disebabkan oleh tolakan seperti: peluruhan alfa dan fisi spontan;[f] mode tersebut dominan untuk inti unsur superberat. Peluruhan alfa dicatat oleh partikel alfa yang dipancarkan, dan produk peluruhannya mudah ditentukan sebelum peluruhan yang sebenarnya; jika peluruhan seperti itu atau serangkaian peluruhan berurutan menghasilkan inti yang diketahui, produk asli dari suatu reaksi dapat ditentukan secara aritmetika.[g] Namun, fisi spontan menghasilkan berbagai inti sebagai produk, sehingga nuklida asli tidak dapat ditentukan dari turunannya.[h]

Informasi yang tersedia bagi fisikawan yang ingin mensintesis salah satu unsur terberat adalah informasi yang dikumpulkan pada pendeteksi: lokasi, energi, waktu kedatangan partikel ke pendeteksi, dan peluruhannya. Fisikawan menganalisis data ini dan berusaha menyimpulkan bahwa itu memang disebabkan oleh unsur baru dan tidak mungkin disebabkan oleh nuklida yang berbeda dari yang diklaim. Seringkali, data yang diberikan tidak cukup untuk kesimpulan bahwa unsur baru pasti dibuat dan tidak ada penjelasan lain untuk efek yang teramati; terjadi kesalahan penginterpretasian data.[i]

Catatan sunting

  1. ^ Dalam fisika nuklir, suatu unsur disebut berat jika nomor atomnya tinggi; timbal (unsur 82) adalah salah satu contoh unsur yang berat. Istilah "unsur superberat" biasanya mengacu pada unsur dengan nomor atom lebih besar dari 103 (walaupun ada definisi lain, seperti nomor atom lebih besar dari 100[2] atau 112;[3] kadang-kadang, istilah ini disajikan setara dengan istilah "transaktinida", yang menempatkan batas atas sebelum dimulainya deret superaktinida hipotetis).[4] Istilah "isotop berat" (dari unsur tertentu) dan "inti berat" berarti apa yang dapat dipahami dalam bahasa umum—masing-masing isotop bermassa tinggi (untuk unsur tertentu) dan inti bermassa tinggi.
  2. ^ Pada tahun 2009, sebuah tim di JINR yang dipimpin oleh Oganessian menerbitkan hasil usaha mereka untuk membuat hasium dalam reaksi simetris 136Xe + 136Xe. Mereka gagal mengamati atom tunggal dalam reaksi semacam itu, menempatkan batas atas pada penampang lintang, ukuran kemungkinan reaksi nuklir, sebesar 2,5 pb.[5] Sebagai perbandingan, reaksi yang menghasilkan penemuan hasium, 208Pb + 58Fe, memiliki penampang lintang ~20 pb (lebih spesifik, 19+19−11 pb), seperti yang diperkirakan oleh para penemunya.[6]
  3. ^ Semakin besar energi eksitasi, semakin banyak neutron yang dikeluarkan. Jika energi eksitasi lebih rendah dari energi yang mengikat setiap neutron ke seluruh inti, neutron tidak dipancarkan; sebaliknya, inti majemuk mengalami de-eksitasi dengan memancarkan sinar gama.[10]
  4. ^ Definisi dari Pihak Kerja Bersama IUPAC/IUPAP menyatakan bahwa suatu unsur kimia hanya dapat dikenali sebagai "ditemukan" jika intinya tidak meluruh dalam waktu 10−14 detik. Nilai ini dipilih sebagai perkiraan berapa lama waktu yang dibutuhkan inti untuk memperoleh elektron terluarnya dan dengan demikian menunjukkan sifat kimianya.[11] Angka ini juga menandai batas atas yang diterima secara umum untuk waktu hidup inti majemuk.[12]
  5. ^ Pemisahan ini didasarkan pada inti yang dihasilkan bergerak melewati target lebih lambat daripada inti berkas yang tidak bereaksi. Pemisah berisi medan listrik dan magnet yang efeknya pada partikel bergerak dibatalkan untuk kecepatan partikel tertentu.[14] Pemisahan tersebut juga dapat dibantu dengan pengukuran waktu terbang dan pengukuran energi putaran; kombinasi keduanya memungkinkan untuk memperkirakan massa inti.[15]
  6. ^ Tidak semua mode peluruhan disebabkan oleh tolakan elektrostatis. Misalnya, peluruhan beta disebabkan oleh interaksi yang lemah.[20]
  7. ^ Karena massa inti tidak diukur secara langsung tetapi dihitung dari inti lain, pengukuran semacam itu disebut tidak langsung. Pengukuran langsung juga dimungkinkan, tetapi sebagian besar tetap tidak tersedia untuk inti terberat.[21] Pengukuran langsung pertama massa inti superberat dilaporkan pada tahun 2018 di LBNL.[22] Massa ditentukan dari lokasi inti setelah pemindahan (lokasi membantu menentukan lintasannya, yang terkait dengan rasio massa terhadap muatan inti, karena pemindahan dilakukan di hadapan magnet).[23]
  8. ^ Fisi spontan ditemukan oleh fisikawan Soviet Georgy Flerov,[24] seorang ilmuwan terkemuka di JINR.[25] Sebaliknya, para ilmuwan LBL percaya bahwa informasi fisi tidaklah cukup untuk klaim sintesis suatu unsur. Mereka percaya fisi spontan belum cukup dipelajari untuk menggunakannya untuk identifikasi unsur baru, karena ada kesulitan untuk menetapkan bahwa inti majemuk hanya mengeluarkan neutron dan bukan partikel bermuatan seperti proton atau partikel alfa.[12] Karena itu mereka lebih suka menghubungkan isotop baru dengan isotop yang sudah diketahui melalui peluruhan alfa berturut-turut.[24]
  9. ^ Misalnya, pada tahun 1957, unsur 102 salah diidentifikasi di Institut Fisika Nobel di Stockholm, Daerah Stockholm, Swedia.[26] Tidak ada klaim definitif sebelumnya tentang penciptaan unsur ini, dan unsur tersebut diberi nama oleh penemu Swedia, Amerika, dan Inggris, nobelium. Belakangan diketahui bahwa identifikasi itu salah.[27] Tahun berikutnya, LBNL tidak dapat mereproduksi hasil Swedia dan malah mengumumkan sintesis unsur mereka; klaim itu juga dibantah kemudian.[27] JINR bersikeras bahwa mereka adalah pihak pertama yang membuat unsur tersebut dan menyarankan nama mereka sendiri untuk unsur baru tersebut, joliotium;[28] nama Soviet juga tidak diterima (JINR kemudian menyebut penamaan unsur 102 sebagai "terburu-buru").[29] Nama "nobelium" tetap tidak berubah karena penggunaannya yang meluas.[30]

Referensi sunting

  1. ^ Wakhle, A.; Simenel, C.; Hinde, D. J.; et al. (2015). Simenel, C.; Gomes, P. R. S.; Hinde, D. J.; et al., ed. "Comparing Experimental and Theoretical Quasifission Mass Angle Distributions". European Physical Journal Web of Conferences. 86: 00061. Bibcode:2015EPJWC..8600061W. doi:10.1051/epjconf/20158600061  . ISSN 2100-014X. 
  2. ^ Krämer, K. (2016). "Explainer: superheavy elements". Chemistry World. Diakses tanggal 7 Juni 2023. 
  3. ^ "Discovery of Elements 113 and 115". Laboratorium Nasional Lawrence Livermore. Diarsipkan dari versi asli tanggal 11 September 2015. Diakses tanggal 7 Juni 2023. 
  4. ^ Eliav, E.; Kaldor, U.; Borschevsky, A. (2018). "Electronic Structure of the Transactinide Atoms". Dalam Scott, R. A. Encyclopedia of Inorganic and Bioinorganic Chemistry. John Wiley & Sons. hlm. 1–16. doi:10.1002/9781119951438.eibc2632. ISBN 978-1-119-95143-8. 
  5. ^ Oganessian, Yu. Ts.; Dmitriev, S. N.; Yeremin, A. V.; et al. (2009). "Attempt to produce the isotopes of element 108 in the fusion reaction 136Xe + 136Xe". Physical Review C. 79 (2): 024608. doi:10.1103/PhysRevC.79.024608. ISSN 0556-2813. 
  6. ^ Münzenberg, G.; Armbruster, P.; Folger, H.; et al. (1984). "The identification of element 108" (PDF). Zeitschrift für Physik A. 317 (2): 235–236. Bibcode:1984ZPhyA.317..235M. doi:10.1007/BF01421260. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 7 Juni 2015. Diakses tanggal 7 Juni 2023. 
  7. ^ Subramanian, S. (2019). "Making New Elements Doesn't Pay. Just Ask This Berkeley Scientist". Bloomberg Businessweek. Diarsipkan dari versi asli tanggal 14 November 2020. Diakses tanggal 7 Juni 2023. 
  8. ^ a b Ivanov, D. (2019). "Сверхтяжелые шаги в неизвестное" [Superheavy steps into the unknown]. N+1 (dalam bahasa Rusia). Diakses tanggal 7 Juni 2023. 
  9. ^ Hinde, D. (2014). "Something new and superheavy at the periodic table". The Conversation. Diakses tanggal 7 Juni 2023. 
  10. ^ a b Krása, A. (2010). "Neutron Sources for ADS" (PDF). Czech Technical University in Prague. hlm. 4–8. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 3 Maret 2019. Diakses tanggal 7 Juni 2023. 
  11. ^ Wapstra, A. H. (1991). "Criteria that must be satisfied for the discovery of a new chemical element to be recognized" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 63 (6): 883. doi:10.1351/pac199163060879. ISSN 1365-3075. Diakses tanggal 7 Juni 2023. 
  12. ^ a b Hyde, E. K.; Hoffman, D. C.; Keller, O. L. (1987). "A History and Analysis of the Discovery of Elements 104 and 105". Radiochimica Acta. 42 (2): 67–68. doi:10.1524/ract.1987.42.2.57. ISSN 2193-3405. 
  13. ^ a b c Chemistry World (2016). "How to Make Superheavy Elements and Finish the Periodic Table [Video]". Scientific American. Diakses tanggal 7 Juni 2023. 
  14. ^ Hoffman, Ghiorso & Seaborg 2000, hlm. 334.
  15. ^ Hoffman, Ghiorso & Seaborg 2000, hlm. 335.
  16. ^ Zagrebaev, Karpov & Greiner 2013, hlm. 3.
  17. ^ Beiser 2003, hlm. 432.
  18. ^ Staszczak, A.; Baran, A.; Nazarewicz, W. (2013). "Spontaneous fission modes and lifetimes of superheavy elements in the nuclear density functional theory". Physical Review C. 87 (2): 024320–1. arXiv:1208.1215  . Bibcode:2013PhRvC..87b4320S. doi:10.1103/physrevc.87.024320. ISSN 0556-2813. 
  19. ^ Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; et al. (2017). "The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties". Chinese Physics C. 41 (3): 030001–128–030001–138. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. 
  20. ^ Beiser 2003, hlm. 439.
  21. ^ Oganessian, Yu. Ts.; Rykaczewski, K. P. (2015). "A beachhead on the island of stability". Physics Today. 68 (8): 32–38. Bibcode:2015PhT....68h..32O. doi:10.1063/PT.3.2880. ISSN 0031-9228. OSTI 1337838. 
  22. ^ Grant, A. (2018). "Weighing the heaviest elements". Physics Today. doi:10.1063/PT.6.1.20181113a. 
  23. ^ Howes, L. (2019). "Exploring the superheavy elements at the end of the periodic table". Chemical & Engineering News. Diakses tanggal 7 Juni 2023. 
  24. ^ a b Robinson, A. E. (2019). "The Transfermium Wars: Scientific Brawling and Name-Calling during the Cold War". Distillations. Diakses tanggal 7 Juni 2023. 
  25. ^ "Популярная библиотека химических элементов. Сиборгий (экавольфрам)" [Perpustakaan populer unsur kimia. Seaborgium (eka-wolfram)]. n-t.ru (dalam bahasa Rusia). Diakses tanggal 7 Juni 2023.  Dicetak ulang dari "Экавольфрам" [Eka-tungsten]. Популярная библиотека химических элементов. Серебро — Нильсборий и далее [Perpustakaan populer unsur kimia. Perak hingga nielsbohrium dan seterusnya] (dalam bahasa Rusia). Nauka. 1977. 
  26. ^ "Nobelium – Element information, properties and uses | Periodic Table". Royal Society of Chemistry. Diakses tanggal 7 Juni 2023. 
  27. ^ a b Kragh 2018, hlm. 38–39.
  28. ^ Kragh 2018, hlm. 40.
  29. ^ Ghiorso, A.; Seaborg, G. T.; Oganessian, Yu. Ts.; et al. (1993). "Responses on the report 'Discovery of the Transfermium elements' followed by reply to the responses by Transfermium Working Group" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 65 (8): 1815–1824. doi:10.1351/pac199365081815. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 25 November 2013. Diakses tanggal 7 Juli 2023. 
  30. ^ Commission on Nomenclature of Inorganic Chemistry (1997). "Names and symbols of transfermium elements (IUPAC Recommendations 1997)" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 69 (12): 2471–2474. doi:10.1351/pac199769122471. 

Bibliografi sunting

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pengantar_unsur_terberat&oldid=24991504"