Rutherfordium (Rf) — transaktinidi, radioaktiivinen alkuaine (Z=104)
Rutherfordium (Rf, Z=104) on keinotekoinen, voimakkaasti radioaktiivinen transaktinidi — harvinainen, lyhytikäinen alkuaine, jonka kemia ja mahdolliset sovellukset kiinnostavat tutkimusta.
Rutherfordium on kemiallinen alkuaine, jota on kutsuttu myös nimillä eka-hafnium ja unnilquadium. Sen symboli on Rf ja järjestysluku 104. Rutherfordium on hyvin radioaktiivinen ja sitä ei esiinny luonnossa — sitä valmistetaan synteettisesti pieninä määrinä ydinreaktioissa. Rutherfordium luokitellaan ensimmäiseksi transaktinidiseksi alkuaineeksi.
Tunnettuja rutherfordiumin isotooppeja on luotu hiukkaskiihdyttimissä; niiden puoliintumisajat vaihtelevat huomattavasti (sekunneista tuntiin). Tunnetuista isotoopeista pisimpien puoliintumisaikojen järjestys on yleensä tuntien luokkaa. Esimerkiksi joissain lähteissä mainittu 265Rf on yksi havaituista isotoopeista, mutta isotooppien tiedot ja puoliintumisajat riippuvat käytetystä tuotantotavasta ja mittauksista.
Rutherfordiumin määrät ovat erittäin pieniä, joten tästä alkuaineesta on saatavilla vain rajallisesti kokeellista tietoa. Sitä ei tällä hetkellä käytetä kaupallisesti tai teollisesti. Kemiaa tutkitaan pääasiassa yksiatomikokein ja nopeasti suoritettavilla erotteluilla. Näiden kokeiden perusteella rutherfordiumin kemian uskotaan muistuttavan hafniumin kemiaa: yleisin hapetusluku on +4 ja se muodostaa odotetusti esimerkiksi halogenidiyhdisteitä (esim. tetraakloriidi) ja oksideja.
Rutherfordiumin syntetisointi tapahtuu raskaiden ionien fuusioreaktioissa, joissa kevyempiä ydintä ammutaan raskaampiin kohdeytimiin. Synteesissä syntyväsaanto on hyvin pieni — usein saadaan vain muutamia atomeja tai jopa yksittäisiä atomiryppäitä — joten kokeet vaativat erittäin herkkiä ja nopeita mittausmenetelmiä.
Kemiallisesti rutherfordium kuuluu ryhmään 4 ja sen odotetaan käyttäytyvän samankaltaisesti kuin muut ryhmän alkuaineet (titanium, zirkonium, hafnium). Kuitenkin elektronikonfiguraatioon ja kemialliseen käyttäytymiseen vaikuttavat merkittävästi relativistiset ilmiöt, jotka voivat aiheuttaa pieniä poikkeamia kevempien homologien käyttäytymisestä.
Turvallisuus: koska rutherfordiumin isotoopit ovat radioaktiivisia ja niitä tuotetaan vain pieniä määriä, käsittely tapahtuu erityisissä säteilyturvallisuusoloissa nukleaarikemian laboratorioissa ja tutkimuslaitoksissa. Alkuaineen kanssa työskentelevät tutkijat käyttävät etä- ja automaattisia menetelmiä sekä suojavarusteita säteilyaltistuksen minimoimiseksi.
Lyhyesti sanottuna: rutherfordium on synteettinen, voimakkaasti radioaktiivinen transaktinidi, jonka fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet tunnetaan vain rajoitetusti. Tutkimus jatkuu, ja uudet kokeet voivat täsmentää erityisesti isotooppien elinikää, elektronikonfiguraatiota ja kemiallista käyttäytymistä verrattuna hafniumiin ja muihin ryhmän alkuaineisiin.
Historia
Rutherfordium on nimetty Ernest Rutherfordin mukaan. Sen kerrottiin valmistetun ensimmäisen kerran vuonna 1964 Dubnassa Venäjällä sijaitsevassa yhteisessä ydintutkimuslaitoksessa. Tutkijat kertoivat pommittaneensa eri kemiallista alkuaineita 242Pu alkuaineella 22Ne. Neon-22-hiukkaset kiihdytettiin 113-115 MeV:n energiaan. He väittävät havainneensa mikroskoopilla erityyppisessä lasissa ydinfissiojälkiä, jotka osoittivat, että siinä oli uusi alkuaine.
Vuonna 1969 Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä tiedemiehet valmistivat rutherfordiumia paukuttamalla249 Cf:tä ja 12C:tä yhteen erittäin korkeilla energioilla. Nämä tutkijat totesivat, että kun he yrittivät valmistaa rutherfordiumia samalla tavalla kuin Joint Institute for Nuclear Researchin tutkijat, mitään alkuaineesta ei syntynyt.
Yhteisen ydintutkimuslaitoksen tutkijat väittivät, että se havaittiin ensimmäisen kerran Dubnassa. He katsoivat, että se pitäisi nimetä dubniumiksi (Db) tai kurtshatoviumiksi (Ku) Igor Vasilevich Kurtshatovin (1903-1960) mukaan.
Berkeleyn Kalifornian yliopiston tutkijat katsoivat, että sen pitäisi olla nimeltään rutherfordium (Rf).
Kansainvälinen puhtaan ja soveltavan kemian liitto (IUPAC) päättää alkuaineiden nimistä, joita kaikkien tulisi käyttää. He käyttivät unnilquadiumia (Unq) väliaikaisena nimenä. Unnilquadium on alkuaineen systemaattinen nimi. Vuonna 1997 he ratkaisivat kiistan ja käyttivät nykyistä nimeä rutherfordium. Kemiallinen alkuaine, jonka järjestysluku on 105, nimettiin dubniumiksi.
Aiheeseen liittyvät sivut
- Jaksollinen järjestelmä
- Luettelo yhteisistä elementeistä
Etsiä