transuraner

Fremstilling og anvendelse

Der er i hovedsagen to forskellige metoder til fremstilling af transuraner. Den mest almindelige benytter et acceleratoranlæg, hvor to lettere atomkerner, som tilsammen indeholder det ønskede antal protoner, bringes til at fusionere. Oftest vil uran-, bly- eller bismuthkerner udgøre den ene af fusionspartnerne. En anden metode bygger på en trinvis indfangning af neutroner, fx i uran, kombineret med betahenfald, som øger protontallet. Selv fermium med i alt 100 protoner er fremstillet på denne måde.

De første industrielle kernereaktorer blev bygget med det formål at generere neutroner i tilstrækkelige mængder til produktion af plutonium (grundstof nr. 94) ud fra uran til militært brug. Plutonium er et vigtigt grundstof blandt transuranerne mht. anvendelser. Isotoperne ²³⁹Pu og ²⁴¹Pu bruges bl.a. i mængder på flere ton som brændsel i kernekraftværker. Desuden har den mere kortlevende isotop ²³⁸Pu, som udsender alfapartikler, fundet anvendelse som energikilde i rumfartøjer. Andre transuraner benyttes som kilder til gammastråling (fx ²⁴¹Am, nr. 95). ²⁵²Cf (nr. 98) er i kraft af dets henfald ved spontan fission en meget benyttet neutronkilde, fordi den er kompakt og bekvem at transportere. De tungere transuraner er alle for kortlivede og for kostbare at fremstille til praktiske anvendelser.

E. Fermi var den første, der i midten af 1930'erne forsøgte at fremstille transuraner ved at bestråle uran med neutroner. Hans resultater har dog ikke kunnet stå for en nærmere prøve, fordi den dengang ukendte fissionsproces optrådte som fejlkilde. I 1940 gentog E.M. McMillan og P.H. Abelson, som arbejdede i Berkeley i Californien, Fermis forsøg i ændret form. De fandt et nyt radioaktivt stof og viste, at det var grundstof nr. 93, som de gav navnet neptunium. Få måneder senere fremstillede McMillan og G.T. Seaborg grundstof nr. 94 (²³⁹Pu), plutonium.

Fremstilling af de tungere transuraner kræver store og dyre acceleratoranlæg, og detektion kræver højt specialiseret måleudstyr. Derfor er udforskningen blevet koncentreret til enkelte laboratorier; de vigtigste er Berkeley i Californien, Dubna i Rusland og selskabet for tungionforskning (GSI) i Darmstadt i Tyskland.

Ved et forsøg i 2000 blev bly (²⁰⁸Pb) bombarderet med ioner af krypton (⁸⁶Kr). Det skal have ført til dannelse af ganske få, men konstaterbare atomer af grundstof nr. 118 med halveringstid under ¹/₁₀₀₀ sekund.

Navngivning

Der har især mellem sovjetiske og amerikanske forskere været en del tvist om, hvem der skal have æren af at have opdaget de enkelte transuraner og derved retten til at foreslå et navn. Forskere, der med større eller mindre ret hævdede, at de var opdagere, har derfor tildelt transuranerne navne, som senere er blevet ændret. Den internationale kemikersammenslutning, IUPAC, har pr. 2012 fastlagt navnene for grundstofferne frem til nr. 112 samt nr. 114 og 116.

Opdagelsen af grundstof nr. 118, som blev rapporteret i 1999, har vist sig at være fejlagtig. Lawrence Berkeley National Laboratory i Californien, hvor "opdagelsen" var gjort, meddelte i 2002, at der var tale om fabrikerede resultater, og at den involverede forsker var bortvist.

IUPAC's meddelelse om den endelige navngivning af grundstof 114 og 116