Vondst in uithoek van het Periodiek Systeem

Natuurkundigen van de Gesellschaft Für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt hebben een nieuw, zogeheten superzwaar element ontdekt. De vondst, gisteren door teamleider Peter Armbruster wereldkundig gemaakt, betreft nummer 112 van het Periodiek Systeem der Elementen en is 227 keer zwaarder dan nummer 1, waterstof. Eerder ontdekte dezelfde onderzoeksgroep de nummers 107 tot en met 111, de laatste op 8 december 1994.

Element 112 is instabiel en valt na een duizendste seconde uit elkaar. Het is verwant aan zink, cadmium en kwik en behoort tot de zogeheten transuranen: de groep elementen 'voorbij' uranium (met nummer 92 in het Periodiek Systeem het zwaarste stabiele element op aarde).

De eerste - en tot nu toe enige - gedetecteerde atoomkern van het nieuwe superzware element werd op 9 februari, 22.37 uur plaatselijke tijd, vervaardigd. In de 120 meter lange UNILAC-deeltjesversneller van het GSI werden atoomkernen van zink (nummer 30) met hoge snelheid op plaatjes lood (nummer 82) geschoten, waarna versmelting plaatsvond tot element 112. Eenvoudig was dit niet: pas na wekenlang vele miljarden zinkkernen te hebben afgeschoten, was het op 9 februari raak. Direct na de synthese viel de kunstmatige kern spontaan uit elkaar en detectie vond plaats via de vervalproducten.

Atoomkernen zijn opgebouwd uit protonen en neutronen. Het aantal protonen - positief geladen deeltjes - geeft een element zijn plaats in het Periodiek Systeem. Die tabel is in 1869 opgesteld door de Russische geleerde Dimitri Mendelejev en heeft sindsdien flinke uitbreiding ondergaan. Sinds de komst van deeltjesversnellers in de jaren dertig zijn tal van nieuwe, kunstmatig geproduceerde elementen toegevoegd. Sommige daarvan zijn enigszins stabiel, zoals plutonium (nummer 94) met een halveringstijd van 24.000 jaar, maar de meeste hebben een levensduur van niet meer dan enkele milliseconden.

De levensduur van een element hangt samen met de aantallen protonen en neutronen in de kern. Volgens een natuurkundige theorie, het Schillenmodel, leiden bepaalde aantallen van deze deeltjes, de 'magische getallen', tot een stabiele configuratie. Voorbeelden zijn kernen met 28 protonen en 50 neutronen (nikkel), of 82 protonen en 126 neutronen (lood). De verwachting is dat ook de combinatie 114 protonen, 184 neutronen een stabiele kern oplevert. Het nu gevonden element 112 is een belangrijke stap op weg naar dit 'stabiele eiland' in het Periodiek Systeem.

Het nieuwe element heeft nog geen naam. De onderzoeksgroep van het GSI, die naast Duitse ook Russische, Slowaakse en Finse fysici omvat, is ook niet van plan een voorstel in te dienen. Suggesties om de elementen 107 tot en met 109 respectievelijk nielsbohrium, hassium en meitnerium te noemen, zijn door een internationale naamgevingscommissie niet overgenomen. Eerder besloot dezelfde commissie dat element 106 geen seaborgium mocht heten, met als argument dat de ontdekker, Glen T. Seaborg, nog leeft.