Múzsák - Múzeumi Magazin 1982 (Budapest, 1982)
1982 / 4. szám
lezési idő átmeneti növekedése kezdődik, egészen a 112-es rendszámú elemig, majd újra csökken a felezési idő. A 114 protonszámú és 184 neutront tartalmazó atommag környezetében elhelyezkedőket nevezik szupernehéz magoknak. Tőlünk igen messze eső más galaxisokban szüntelenül játszódnak le olyan folyamatok, amelyek a mi Naprendszerünk elemeinek szintéziséhez is vezettek. Feltételezhető, hogy a csillagközi térbe kidobódott, erős elektromos és mágneses terektől közel fénysebességre felgyorsult nehéz és szupernehéz elemek ionjai eljuthatnak hozzánk is, például a Földünkre záporozó kozmikus sugárzással. Óvatos becslések arra engednek következtetni, hogy a neutroncsillagokban 445-ös rendszámú és 7840-es tömegszámú magok is keletkezhetnek. Ha ezek a magok kilökődnek a csillagközi térbe, már nincsenek azon körülmények között, amelyek létrejöttükhöz vezettek. Ezért elkezdődik leépülésük. Bomlástermékeik között valószínűleg ott vannak a transzurán és a szupernehéz elemek. A világmindenség úgynevezett forró zónái, ahol az extra magok termelése is folyik, mintegy százezer fényévnyi távolságra vannak tőlünk. Ha tehát közel fénysebességgel jönnek felénk a bomlástermékek, s bennük a szupernehéz magok, csak azok érhetnek el hozzánk, melyek felezési ideje százezer évnél hosszabb. E meggondolások alapján, angol kutatócsoportok hozzáfogtak az atommagok érzékelésére alkalmas fotoemulziók kozmikus besugárzásához. Később rájöttek, hogy a szupernehéz atommagok nem jutnak át a légkörön, ezért öt-hatszázezer köbméter térfogatú, héliummal töltött léggömbökkel tíz négyzetméteres, speciális fotoemulzióval borított lemezeket küldtek fel mintegy negyven kilométer magasba. Az 1967-től hét évig tartó kísérletsorozat eredménye mindössze két olyan nyom volt, amely szupernehéz elemtől származhatott, továbbá valamivel több olyan nyom, melyek 108-as rendszám körüli elemektől származhattak. Egy érdekes megfigyelés hozott új fordulatot a kozmikus eredetű szupernehéz magok felkutatásában. A meteoritok néha olyan ásványi zárványokat tartalmaznak, melyek a szupernehéz magok természetes jelzői, detektorai lehetnek. A meteoritba nagy sebességgel becsapódó és abban lefékeződő szupernehéz mag ,,fékútján" elroncsolja az ásványi zárványkristály szerkezetét, s ez a „fékút” a zárvány megfelelő kémiai preparálása után, mikroszkópban láthatóvá válik. Ám a Föld felszínét kevés meteorit éri el, a többi elég a légkörben. A Földre érkezőknek pedig csak kis hányada tartalmaz olyan ásványi zárványokat, melyek a szupernehéz magok jelzői. Ha a zárványok öt-hat cm-nél mélyebben vannak a meteorit felszíne alatt, a becsapódó nehéz mag már nem éri el azokat, nyom nélkül elnyelődik a felszíni rétegben. Ha viszont a zárványok csak két-három centiméternyi mélyen vannak a meteoriban, akkor a légkörön áthaladáskor felmelegedve a kristályrácsban rögződött „féknyom” eltűnik. Hatalmas mennyiségű földi meteorit és számos, a Hold felszínéről hozott meteorit átvizsgálásával jó néhány szupernehéz magnyomot már azonosított a kutatás. Ugyanakkora légkör felsőbb rétegeiben lefékeződött magok lassan ereszkednek a felszín felé, miközben a légkör állandó és alkalmi áramlatai sodorják őket, majd a csapadékkal kerülhetnek a felszínre. A becslések szerint minden négyzetméterre évente legfeljebb egy jövevény kerülhet. A felszín élete a természeti és emberi erők szüntelen beavatkozása miatt meglehetősen zaklatott, így alig van remény arra, hogy nyomukra bukkanjunk. A kevésbé háborgatott felszínű vidékeken sem több az esély. A Dubnái Atomkutató 1971-ben expedíciót szervezett az Északi Pólushoz közel eső Ferenc József-föld egyik szigetére. Egy tó fenekéről vett több tonna iszapot szállítottak átvizsgálásra az atomkutatóba. De a „nyugalmasabb” tengerfenékről származó üledékek ugyancsak vizsgálati anyagok a szupernehéz elemek nyomait fürkésző kutatók számára. Az eredmények még nagyon szerények. A kémiai elemek „őslényeinek" kutatása más úton is folyik. Ezekre az elemekre a kibővítendő periódusos rendszer egy-egy üres négyzete vár. Elméleti úton lehetséges volt előre jelezni néhá- nyuk tulajdonságait, vagyis a periódusos rendszerbeli lehetséges helyüket, így ismerjük „rokonságukat” is. Várható például, hogy a 108-as rendszámú elem az ozmiummal, a 110-es a platinával, a 114-es pedig az ólommal rokon. Miután egyikmásik szupernehéz elem felezési ideje százmillió évnél nagyobb, remélhető, hogy nyomaikra bukkannak a rokon elemek kísérőjeként. Nem könnyebb a mesterséges előállítás sem. Különböző nehézelemek magjába, a céltárgyba nagy sebességre gyorsított könnyű vagy középnehéz atom Ionját lövik. Ha a felgyorsított ionnak sikerül a két mag között működő és a köztük levő távolság csökkenésével rohamosan növekedő elektromos taszítóerőt legyőzni, a két mag összeolvadhat. A keletkezett új mag rendszáma az összeolvadt magok rendszámának összege. Ám az újszülött nehézmagra sok veszedelem leselkedik. Nem biztos, hogy az egyesülés során keletkezett új mag proton- és neutronszáma stabil magra jellemző. Ilyen esetben az új mag rövid időn belül széthasad, s csak a szétrobbanása nyomán keletkezett magok árulkodnak arról, milyen rendszámú és tömegszámú lehetett. De tegyük fel, hogy a bombázó ion és a bombázott mag együttes proton- és együttes neutronszáma nem A dubnai Magfizikai Kutatóintézet részecskegyorsítója eleve halálra ítélt izotópnak felel meg. A becsapódás pillanatában a lövedékion sebessége, így mozgási energiája is óriási. A hatalmas energiát az egyesülés után a termékmag birtokolja, „forró” a keletkezett mag. A fölösleges energia leadása történhet úgy, hogy a mag nagy sebességű neutronokat lök ki, vagy pedig úgy, hogy a mag erős rezgésbe kezd, ennek során egyre jobban deformálódik, majd széthasad. Ha a termékmag nem hasad azonnal részeire, akkor megjelenhet egy- egy szupernehéz atom. A fizikusok erőfeszítései mellett a kémikusok sem maradnak tétlenül. A régi korok kémikusai nagy anyagmennyiségekkel dolgozhattak, és ismerhették meg egy-egy új elem, vegyület fizikai és kémiai tulajdonságait. A mai gyorsítóberendezéseknél készenlétben álló kémikusoknak be kell érniük néhány atommal, melyek élettartama igen rövid. Ezekből közvetlenül nem állapíthatók meg a fizikai és kémiai tulajdonságok. Olyan módszereket kellett kidolgozni, melyekkel néhány tulajdonság észlelése nyomán a sok atomból álló rendszerek tulajdonságaira lehet következtetni. A természetben előforduló legnagyobb rendszámú elemet, az uránt már 1789-ben felfedezték. Radioaktív tulajdonságára csak jó száz évvel később derült fény. Majd új formában kelt életre az alkimisták régi álma: a XX. század emberének sikerült elemből új elemet előállítani. Eléri-e az ember az elvileg számolt határt, a 180-as rendszámot? Fény derül-e arra, hogy világegyetemünk történetének mely korszakában, milyen uránon túli elemek éltek? Milyen fizikai folyamatok vezetnek spontán keletkezésükhöz? (Hidrogénbomba robbantása után a radioaktív hamuból azonosítottak számos uránon túli és köztük néhány szupernehéz elemet is.) A kérdések sora szinte le- zárhatatlan. Fölmerülhet az a kérdés is: érdemes-e hatalmas szellemi és anyagi erőfeszítéseket tenni egy-egy rövid élettartamú atomért? A kétkedők fiqyelmébe Benjamin Franklin szavait ajánljuk. Amikor a megdörzsölt borostyánkő keltette szikrák és a légköri elektromos kisülések rokon voltának bizonyításán törte a fejét, társaságban egy hölgy megkérdezte tőle: „Mester, és mi értelme lesz, ha rájön, hogy rokon a két jelenség?” Franklin elgondolkodva válaszolt: „Asszonyom, mi értelme van egy újszülöttnek?” KARÁCSONYI REZSŐ
