D’abord conçu lors de la combustion d’une bombe à hydrogène sur l’île d’Elugelab dans le Pacifique Sud en 1952, l’élément lourd einsteinium est l’un des des membres plus timides du tableau périodique; il ne se produit pas naturellement et est si instable qu’il est difficile d’en obtenir suffisamment, pendant assez longtemps, pour l’étudier

Aujourd’hui, une équipe de chimistes du Lawrence Berkeley National Laboratory, du Los Alamos National Laboratory et de l’Université de Georgetown a réussi à faire exactement cela Ils ont inspecté une quantité microscopique d’einsteinium-254 afin de mieux comprendre les propriétés chimiques fondamentales et le comportement de l’élément insaisissable. Leur recherche est publiée aujourd’hui dans la revue Nature

L’einsteinium est fabriqué au réacteur isotopique à haut flux du Oak Ridge National Laboratory en tant que sous-produit de la production semestrielle de californium-252 (un autre élément lourd synthétisé en laboratoire, mais qui a une utilité commerciale) Les progrès technologiques ont permis de fabriquer ces éléments radioactifs en laboratoire, sans la pyrotechnie destructrice du milieu du XXe siècle Le réacteur d’Oak Ridge, Tennessee, est l’un des rares fournisseurs de californium-252

«La raison pour laquelle ils peuvent créer ces éléments est qu’ils ont ce flux de neutrons très élevé, de sorte qu’ils peuvent simplement pousser de plus en plus loin [de leurs coquilles de nucléons]», a déclaré Katherine Shield, chimiste. au Lawrence Berkeley National Laboratory et co-auteur de l’article, lors d’un appel vidéo Le produit initial du réacteur est «juste un désordre absolu, une combinaison de toutes sortes de choses», a déclaré Shield, expliquant que «il ne s’agit pas seulement de fabriquer l’élément ou de fabriquer l’isotope, mais aussi de le purifier afin que nous puissions faire de la chimie. avec ça”

Des éléments radioactifs lourds tels que l’einsteinium et le californium, ainsi que des noms familiers comme l’uranium et le plutonium, font partie du groupe des actinides: éléments 89 à 103 du tableau périodique Seuls certains d’entre eux, comme l’einsteinium et le californium, sont synthétisés Une fois qu’une équipe de recherche a dépassé le travail logistique des protocoles de sécurité (pour s’assurer que les éléments radioactifs, comme tout autre matériel de laboratoire, sont manipulés en toute sécurité), les problèmes sont principalement de s’assurer qu’ils ont suffisamment de matériau pour travailler et que le matériau est pur. assez pour offrir des résultats utiles Extrait du processus de production du californium, l’einsteinium peut souvent être contaminé par l’ancien

L’équipe de recherche travaillait avec seulement 200 nanogrammes d’einsteinium, une quantité environ 300 fois plus légère qu’un grain de sel Selon Korey Carter, chimiste actuellement à l’Université de l’Iowa et auteur principal de l’étude, un microgramme (1000 nanogrammes) était auparavant considéré comme la limite inférieure pour une taille d’échantillon.

Le soi-disant réacteur isotopique à haut flux (HFIR) au Oak Ridge National Laboratory (ORNL) dans le Tennessee

“Il y avait des questions sur la question de savoir” L’échantillon va-t-il survivre? “que nous pourrions préparer du mieux que nous pouvions”, a déclaré Carter lors d’un appel vidéo. «Étonnamment, étonnamment, cela a fonctionné”

L’équipe a réussi à mesurer la distance de liaison de l’einsteinium-254 à l’aide de la spectroscopie d’absorption des rayons X, dans laquelle vous bombardez l’échantillon avec des rayons X (cette ligne d’enquête nécessitait également la construction d’un support spécialisé pour l’échantillon, qui ne ‘t crumble sous les bombardements aux rayons X pendant environ trois jours) Les chercheurs ont examiné ce qui était arrivé à la lumière absorbée par l’échantillon et ont constaté que la lumière émise par la suite était décalée vers le bleu, ce qui signifie que les longueurs d’onde étaient légèrement raccourcies. C’était une surprise, car ils s’attendaient à un décalage vers le rouge – des longueurs d’onde plus longues – et cela suggère que les électrons de l’einsteinium peuvent se coupler différemment des autres éléments proches de lui sur le tableau périodique. Malheureusement, l’équipe n’a pas pu obtenir les données de diffraction des rayons X en raison d’une contamination au californium dans leur échantillon, ce qui brouillerait les résultats de la méthode.

Auparavant, les chercheurs supposaient qu’ils pouvaient extrapoler certaines tendances observées dans les éléments plus légers aux éléments actinides plus lourds, comme la façon dont ils absorbent la lumière et comment la taille des atomes et des ions d’autres éléments, appelés lanthanides, diminue au fur et à mesure que leur nombre atomique évolue haut Mais les nouveaux résultats suggèrent que l’extrapolation pourrait ne pas être vraie

“Il y a eu beaucoup de travail formidable au cours des 20 dernières années pour aller progressivement plus loin dans la série d’actinides, montrant quela chimie des actinides a plus à faire », a déclaré Carter «Les règles que nous avons en quelque sorte développées pour les petites choses ne fonctionnent peut-être pas aussi bien”

Des travaux radioanalytiques avaient été effectués sur l’einsteinium peu de temps après sa découverte dans les années 1950, mais à l’époque, peu d’études avaient été menées sur les actinides en général au-delà de leurs propriétés radioactives) Les recherches récentes ont montré que les distances de liaison de l’éinsteinium – la longueur moyenne de la connexion entre les noyaux de deux atomes d’une molécule – étaient un peu plus courtes que prévu. Le résultat, a déclaré Carter, est un «premier point de données significatif”

Comme tant d’autres scientifiques au cours de cette pandémie, l’équipe n’a pas été en mesure de mener les expériences de suivi qu’elle avait planifiées Quand ils sont finalement revenus dans le laboratoire, la plupart de leur échantillon était pourri Mais comme pour toute première étape, celle-ci sera sûrement suivie de progrès C’est juste une question de quand

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Actualités – FR – Après 69 ans, les chimistes ont enfin un bon aperçu de l’Einsteinium

Source: https://gizmodo.com/after-69-years-chemists-finally-get-a-good-look-at-ein-1846188962

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