Officiële ontdekkers en nieuwe namen voor superzware elementen

Het ziet er naar uit dat het periodiek systeem der elementen eindelijk binnen afzienbare tijd zal kunnen worden uitgebreid met de officiële namen voor de zwaarste, kunstmatig gemaakte elementen.

Het gaat om de zogeheten transfermium elementen met atoomnummers 101 en hoger (Fermium heeft atoomnummer 100). Een in 1988 ingestelde Transfermium Werkgroep van de International Union for Pure and Aplied Chemistry (IUPAC) en haar zusterorganisatie de International Union for Pure and Applied Physics (IUPAP) heeft de afgelopen week de resultaten gepubliceerd van een uitvoerig prioriteitsonderzoek. Daarmee komt voor sommige elementen een eind aan een decennia lang voortslepende prioriteitsstrijd tussen laboratoria uit diverse landen.

Er zijn in de wereld drie gespecialiseerde laboratoria met claims voor de ontdekking van de transfermium elementen: in het Amerikaanse Berkeley, het Russische Dubna en het Duitse Darmstadt.

De transfermium elementen zijn zo instabiel dat ze niet natuurlijk voorkomen. Ze moeten in complexe experimenten worden gesynthetiseerd. Ontdekken betekent dus in dit geval ook maken. Wie een nieuw element heeft gemaakt, heeft het recht een naam voor te stellen. Zo'n voorstel wordt vervolgens vrijwel zeker door de IUPAC overgenomen. Probleem is echter, dat sommige elementen vrijwel tegelijkertijd door twee concurrerende laboratoria worden gemaakt. Dat laatste houdt bovendien nog niet noodzakelijkerwijs ontdekking in, want om zich ontdekker te noemen moet men het element niet alleen als eerste hebben waargenomen, maar ook onomstotelijk hebben aangetoond dat het het vermeende element is.

Over element 101, Mendelevium (afgekort Md) bestaat geen twijfel: dat is in 1958 door onderzoekers in Berkeley aangetoond en ruimhartig naar de Russische schepper van het periodiek systeem Dmitri Mendelejev vernoemd. Maar over de elementen 102 tot en met 105 hebben decennialang conflicterende claims bestaan van Berkeley en Dubna.

Het in 1966 ontdekte element 102 heeft al een officiële naam: Nobelium (No, naar Alfred Nobel), voorgesteld door de Amerikanen, die daarmee een eerdere ongerechtvaardigde Zweedse claim overnamen. Maar de Transfermium Werkgroep, waarvan de Nederlandse fysicus A.H. Wapstra overigens secretaris was, concludeert dat die naamgeving overhaast was omdat in werkelijkheid de Russen eerder waren. Eigenlijk had het element dus de naam moeten hebben die zij hadden voorgesteld: Ioliotium. De Amerikanen hebben op deze conclusie van de werkgroep verontwaardigd gereageerd. Zij hebben dan ook wel pech, want ze blijken element 102 destijds weliswaar te hebben gezien maar naar nu blijkt door een onverwachte complicatie niet ondubbbelzinnig te hebben aangetoond.

Over element 103 is geen onenigheid. Dit in 1971 zowel in Dubna als Berkeley ontdekte element heeft ook al een officiële naam, Lawrencium (Lr, genoemd naar de Amerikaanse uitvinder van het cyclotron Ernest Lawrence), destijds voorgesteld door de Amerikanen. Het Russische tegenvoorstel, Rutherfordium (naar de Britse "vader' van de atoomfysica Ernest Rutherford), heeft het dus niet gehaald.

Voor de elementen vanaf atoomnummer 104 en verder bestaan nog geen officiële namen. Ze worden zo lang aangeduid met een overbruggingssysteem: unnilquadium (Unq) voor 104, unnilpentium (Unp) voor 105, unnilhexium voor 106, enz.

De prioriteit voor de ontdekking van de elementen 104 en 105 moet volgens de commissie tussen Dubna en Berkeley worden gedeeld. Het zal er dus om spannen welke namen deze uiteindelijk zullen krijgen. Wordt het in 1969 ontdekte element 104 Rutherfordium (Ru) zoals de Amerikanen voorstellen, of Kurchatovium (Kv, genoemd naar de "vader' van het atoomwapen van de Sovjets, Igor Kurchatov) zoals de Russen het willen? De Amerikanen zijn het zeer oneens met de gedeelde eer en overeenstemming over een naam is, evenals bij element 102, nog ver te zoeken. Wel lijkt het denkbaar dat het in 1970 ontdekte element 105 de "Amerikaanse' naam Hahnium (Ha, naar de Duitse ontdekker van de kernsplijting Otto Hahn) zal krijgen, omdat de Russen inmiddels hun voorstel Nielsbohrium (Ns, genoemd naar de Deense quantumfysicus Niels Bohr) hebben ingetrokken.

Niet bekend

Voor de elementen 107 tot en met 109 waren de Amerikanen niet in de race, maar ging het dispuut tussen Dubna en Darmstadt. De Transfermium Werkgroep concludeert echter dat de prioriteit van ontdekking geheel toekomt aan Darmstadt, in weerwil van het feit dat in Dubna voor de elementen 107 en 108 al aanwijzingen waren gevonden en sommige van de technieken werden ontwikkeld die uiteindelijk in Darmstadt werden gebruikt. Vorige week werden in Darmstadt op een plechtige ceremonie door de ontdekkers de namen voor de drie tot nu toe zwaarste elementen voorgesteld. Voor het in 1981 ontdekte element met atoomnummer 107 is dat Nielsbohrium (Ns), voor element 108 Hassium (Hs, genoemd naar het Duitse Bundesland Hessen) en voor element 109 Meitnerium (Mt, genoemd naar de Duitse fysica Lise Meitner die samen met Otto Hahn de kersplijting ontdekte, maar daar nooit een Nobelprijs voor kreeg). Het is vrijwel zeker dat deze namen zullen worden overgenomen en voortaan op het periodiek systeem zullen prijken.

Voor nóg zwaardere elementen honoreert de werkgroep geen claims. Voor element 110 heet het dat er in Dubna "interessant voorbereidend werk' is gedaan, maar dat de productie ervan niet is aangetoond. Voor de vorming van element 111 zijn "geen gegevens' bekend en voor element 112 zijn de tot dusverre gerapporteerde gegevens "onvoldoende om aan te geven dat een nieuw element is gevormd'. (Chemistry in Britain, 14 sept; Ned. Tijdschrift voor Natuurkunde, in prep.; Transfermium Werkgroep; Gesellschaft für Schwerionenforschung MBH Darmstadt).