Uute elementide süntees (0)

• Mis on element?
  

Klassikalise definitsiooni järgi on keemiliseks elemendiks nimetatud ainet, mida ei saa keemiliste (varasemas sõnastuses: ja ka füüsikaliste) meetodite abil lihtsamateks aineteks lahutada. Kõik teadaolevad elemendid on olemas ka perioodilisustabelis e. Mendelejevi tabelis. 2011. aasta seisuga on teadaolevaid keemilisi elemente 118. Kõigi elementide nimetused otsustab IUPAC ehk Rahvusvaheline Puhta ja Rakenduskeemia Liit.

• Kuidas tekivad?
  

Elemendid tekivad enamaasti termotuumareaktsioonide tulemusel. Kerged elemendid tekkisid juba Suure Paugu ajal. Nendeks oli vesinik , heelium ning väikeses koguses ka liitiumi ja berülliumi. Raskemad elemendid tekivad Universumi tähtedes toimuvate tuumareaktsioonide tulemusel. Kõigepealt tekib vesinik ning seejärel heelium. Sarnane tuumasüntees jõuab enamikus tähtedes välja süsinikutuumade moodustumiseni, suurema massiga tähtedes ka rauatuumadeni. Rauast raskemad elemendid tekivad tähtede eluaja lõpul.

• Uued elemendid
  

Tekivad tuumasünteesi tulemusena. Tuumasünteestoimub looduslikult tähtedes ning on tähtede energiaallikaks. Maa peal on tuumasünteesiks vajalikke tingimusi raske luua, sest selle toimumiseks peab liituvatele tuumadele eelnevalt andma energia, mis ületaks energiabarjääri. Mida raskem materjal, seda suurem energiabarjäär.
Sünteesi teostamiseks ongi vaja ületada energiabarjäär ja viia tuumad üksteise lähedale.
Tuumasünteesi potentsiaal on teada juba 1920. aastast, kui avastati, et 4 vesiniku aatomit kaaluvad 0,7% rohkem kui üks Heeliumi aatom .
Sünteesitud elemendid on väga ebastabiilsed ja elavad kõigest murdosa sekundist.
Hobifusioneerideks nimetavad end inimesed, kes on loonud tuumasünteesi tootvaid masinaid. Selliseid inimesi oli 2010 aasta seisuga 38, nende hulgas nt üks koristaja ning üks 14-aastane kooliõpilane.

• Energiabarjääri ületamine ja tuumasünteesi reaktsioonitüübid
  

Esimeseks tuumasünteesi reaktsioonitüübiks on tuumade kiirendamine. Eristatakse osake-märklaud reaktsiooni, kus kiirendatud tuumad põrkuvad vastu seisvat märklauda ja osake-osake reaktsiooni, kus põrgatatakse kokku kaks kiirendatud tuumade kimpu. Esimene on lihtsam, kuid teine on suurema ernergiaga kokkupõrked.
Teiseks tüübiks on termotuumareaktsioonid mis on kõige levinumad ning toimuvad ka tähtedes. St. et kergete aatomituumade puhul kasutatakse tuumadest koosneva plasma kuumutamist temperatuurini, mille puhul tuumad põrkuvad tänu soojusliikumistele. Termotuumareaktsioone jagatakse kolmeks: 1) tokamak- reaktsioon , mille puhul toimub plasma magnetiline kokkusurumine
2) plasma kokkusurumine gravitatsiooni poolt
3) plahvatuslik kokkusurumine
Kolmandaks tüübiks on külm tuumasüntees katalüsaatorite abil. Selle puhul toimub süntees plasma tekkimise temperatuurist madalamal, äärmuslikel juhtudel isegi toatemperatuuril.

• Uute elementide nimed
  

Tavaliselt annab elemendile nime selle avastaja või sünteesija. Uute elementide puhul loobuti sellest süsteemist ning uue süsteemi aluseks on elemendi järjekorranumber ja liited . Viimasteks elementideks, mis endale nime on saanud on Meitneerium - ühe kuulsa naise järgi ning Darmstadtium.

• Seos igapäevaeluga
  

Tuumasünteesi on pakutud üheks võimalikuks lahenduseks inimkonna energiavajadusele. Hetke suurim tokamak-tüüpi tuumasünteesi eksperiment ITER hakkab tööle 2026. aastal, kuid jätkuprojekt sellele tuleb alles kümne aasta pärast.