- Hiệp hội quốc tế hóa cơ bản và ứng dụng (IUPAC), ngày 30/12/2015 đã chính thức tuyên bố chấp nhận công phát minh 4 nguyên tố mới trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học mang tên Mendeleev.

Vị trí các nguyên tố mới

Trong bảng Mendeleev dưới đây, các nguyên tố mới phát hiện chiếm các ô thứ 113, 115, 117 và 118, lấp đầy chu kỳ thứ 7. Các con số này cũng là số điện tích Z của nguyên tố và cũng được dùng để gọi khi chưa có tên đặt chính thức.

Sự kiện nói trên đánh dấu bước tiến mới của khoa học nói chung hay của các ngành Hóa và Vật Lý nói riêng. Điều này cũng có nghĩa là các sách giáo khoa trên toàn thế giới sớm muộn sẽ có sự thay đổi (theo ý kiến của Guardian).

{keywords}
Bảng tuần hoàn Mendeleev mới nhất với 4 nguyên tố mới (màu vàng). Ảnh: Sciencenews.

Bốn nguyên tố mới 113,115, 117 và 118 còn được gọi là các nguyên tố siêu nặng, có thời gian sống vô cùng ngắn và không thể tìm thấy trong tự nhiên. Chúng được tạo ra chủ yếu bằng phản ứng tổng hợp bằng cách bắn các tấm bia hạt nhân nhẹ hơn bởi chùm hạt ion được tăng tốc trên máy gia tốc.

Các nhà phát minh hay chính xác là các tác giả tập thể của 4 nguyên tố mới trên đây đã được xác nhận. Chủ yếu đó là các nhóm khoa học gia quốc tế làm việc tại các trung tâm nghiên cứu lớn của Nga, Mỹ và Nhật và tiến hành thí nghiệm chế tạo và khám phá nguyên tố mới trên các máy gia tốc hạt nặng thuộc Viện Liên hiệp Nghiên cứu Hạt nhân JINT ở Dubna (Nga) và Viện Nghiên cứu Hóa Lý RIKEN gần thủ đô Tokyo (Nhật).

Nguyên tố mới 113

Để tạo ra nguyên tố mới 113, nhóm khoa học gia ở Viện RIKEN (Nhật) đã tiến hành hàng loạt thí nghiệm mới mẻ trên cỗ máy gia tốc hạt nặng của mình; nơi đây đã từng có sự tham gia nghiên cứu của một số các cộng tác viên khoa học từ các nước trên thế giới, trong đó có các chuyên viên từ Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân của VN (đứng hàng sau trong tấm hình kèm theo).

{keywords}
Lễ ký kết hợp tác giữa Viện RIKEN (nơi tạo ra nguyên tố mới 113) và Viện KHKT Việt Nam diễn ra ở Wako, Tokyo, Nhật Bản.

Nhóm nghiên cứu RIKEN sử dụng máy gia tốc thẳng để tăng tốc các hạt nhân kẽm (Zn với Z=30) lên vận tốc lớn cỡ 10% vận tốc ánh sáng và cho bắn vào các hạt nhân bia Bismuth (Bi với Z=83). Phản ứng tổng hợp xảy ra: hạt “đạn” và hạt nhân “bia” hợp nhất với nhau để tạo thành hạt nhân siêu nặng mới với Z=30+83=113.

Sự xuất hiện hạt nhân mới 113 này đã được phát hiện qua theo dõi 4 chuỗi hạt alpha (với Z=2) liên tiếp để tạo thành hạt nhân đã biết là Dubinium-262 (Db với Z=105). Tiếp theo, hạt nhân Dubinium-262 lại phân rã alpha hai bước nữa để thành hạt nhân con Lawrencium-258 (Lr, Z=103) và cháu Mendelevium-254 (Md, Z=101).

Tóm lại, qua quá trình tạo phản ứng tổng hợp trên máy gia tốc, theo dõi chuỗi phân rã alpha liên tiếp và xác định sự tồn tại của các hạt nhân sản phẩm cuối cùng Mendelevium-254, các nhà khoa học RIKEN đã chứng minh sự tổng hợp thành công nguyên tố mới 113 chưa hề biết đến trước đó.

Kết quả này đã được Hiệp hội quốc tế Hóa Cơ bản và Ứng dụng (IUPAC) công nhận và RIKEN sẽ vinh dự được đặt tên cho nguyên tố 113 trên bảng tuần hoàn các nguyên tố. Trước thành tựu lớn này, Ryoji Noyori, cựu giám đốc Viện RIKEN, chủ nhân giải Nobel Hóa học, vui mừng lên tiếng: “Với các nhà khoa học, đây là một giá trị lớn hơn nhiều so với một huy chương vàng Olympic”.

Các nguyên tố 115, 117 và 118

Quá trình nghiên cứu và phát hiện sự tồn tại đối với 3 nguyên tố còn lại 115, 117 và 118 thuộc về công lao của các nhà nghiên cứu quốc tế thuộc Viện Liên hiệp Nghiên cứu Hạt nhân JINR ở Dubna phía bắc thủ đô Mascơva (Nga), Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore, California (Mỹ) và Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge, Oak Ridge, Tennessee (Mỹ).

Quá trình tổng hợp và phân tích để nhận diện các nguyên tố siêu nặng cuối bản tuần hoàn nguyên tố nói trên thực hiện hầu như chỉ trên máy gia tốc tốc lớn Cyclotron U-400 thuộc Phòng thí nghiệm Phản ứng Hạt nhân mang tên Flerov của Viện JINR ở Dubna.

{keywords}
Máy gia tốc ion nặng ở Viện Liên hiệp Nghiên cứu Hạt nhân Dubna. Ảnh: jinr.ru.

Việc xác định các tập thể tác giả phát minh các nguyên tố 115, 117 và 118 không phải trải qua những tranh cãi căng thẳng cũng như chiếm quá nhiều thời gian.

Nguyên tố 115 và 117 được xác định là sản phẩm hợp tác nghiên cứu của các nhóm khoa học gia từ Viện liên hiệp nghiên cứu hạt nhân JINT ở Dubna (Nga) và từ Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore, California (Mỹ) cùng Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge, Oak Ridge, Tennessee (Mỹ).

Riêng nguyên tố cuối cùng 118 lại là kết quả hợp tác nghiên cứu của các nhóm nghiên cứu từ JINT và Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore, California (Mỹ).

Vinh danh

Với quyết định công nhận chính thức của Hiệp hội quốc tế Hóa Vơ bản và Hóa Ứng dụng ngày 30 Tháng 12 2015, vấn đề chủ quyền của các tập thể tác giả phát minh các nguyên tố mới 113, 115, 117 và 118 xem như đã được xác định.

Vấn đề còn lại tiếp theo sẽ là việc đặt tên cho mỗi nguyên tố mới. Trong quá trình chờ đợi có thể gọi tên nguyên tố qua chữ viết theo tiếng La tinh các con số đặc trưng. Chẳng hạn, tạm gọi nguyên tố 113 là Ununtri (Uut); nghĩa tiếng Việt là "một một ba" v.v…các nguyên tố khác 115, 117 và 118 cũng tạm gọi lần lượt là Ununpentium (Uup), Ununseptium (Uus) và Ununoctium (Uuo).

Và mọi người có thể chờ đợi việc các nguyên tố mới sẽ sớm được mang tên chính thức nhằm nâng cao hay vinh danh tên tuối các vị thần thoại, khoáng sản, địa danh, đất nước hoặc các nhà khoa học có công lao lớn phát hiện ra nguyên tố mới ...

Đến lúc đó, nhân tố mới vừa có chủ và cũng vừa có tên.

Trần Minh

TIN LIÊN QUAN