Visul alchimiştilor de a transforma un metal în altul a devenit o realitate, datorită cuceririlor făcute de ştiinţă în domeniul cunoaşterii structurii intime a atomului. Potrivit noilor descoperiri din acest domeniu, atomii oricărui metal sunt formaţi dintr-un nucleu în jurul căruia se rotesc cu viteze enorme, pe diverse orbite, particule elementare, încărcate cu energie electrică negativă, numite electroni. Nucleul atomului se compune din două categorii de particule elementare cu masa 1 : protoni (încărcaţi cu energie electrică pozitivă) şi neutroni (neutri din punct de vedere electric). Cu ajutorul tabloului periodic al elementelor, numărul acestor particule se poate determina destul de uşor. Astfel, în cazu l atomului de aluminiu, , numărul atomic 13 indică existenţa a 13 electroni şi prezenţa în nucleu a 13 protoni. Avand numărul de masă 27 rezultă că, în afară de cei 13 protoni, nucleul mai conţine şi 14 neutroni.

Ultimul element prevăzut de Mendeleev în tabloul său a fost uraniul, cu numărul atomic 92 şi masa atomică 238. Acest atom are nucleul format din 92 protoni şi 146 neutroni.

O. Hahn şi F. Strassmann, în anul 1939, au contatat că izotopul uraniului, U-235, sub acţiunea unui neutron se scindează, rezultand un atom de bariu şi un atom de kripton, eliberand în acelaşi timp o energie de 160000000 electroni volţi, precum şi 3 neutroni. La randul lor, aceşti trei neutroni vor lovi alţi trei atomi de uraniu, obţinandu-se nouă neutroni, într-un timp infinit de scurt, numărul neutronilor produşi creşte în proporţie geometrică, obţinandu-se concomitent o mare cantitate de energie termică. Tot ansamblul acestui proces constituie o reacţie de fisiune în lanţ.
Nucleul de uraniu, în anumite condiţii, poate să capteze neutronul care acţionează asupra sa, transformandu-se astfel într-un element mai greu. Şi într-adevăr, acest lucru a putut fi realizat pentru prima dată în anul 1940 prin iradierea uraniului natural cu neutroni, obţinandu-se primul element mai greu decat uraniul, numit neptuniu, cu numărul atomic 93. în continuare, prin bombardarea nucleului de uraniu cu neutroni sau protoni s-au obţinut şi alte elemente mai grele, avand numerele atomice pană la 105. Toate aceste elemente metalice, elemente transuraniene, se prezintă în tabelu nu se află în stare nativă în scoarţa planetei şi s-au obţinut artificial utilizandu-se în acei acceleratoarele de particule, capabile de a proiecta protoni sau neutroni asupra nucleelor unor atomi de a produce astfel fisionarea acestora in elei noi.

Cantităţile produse din aceste elemente se tn rează cu creşterea numărului atomic al metalului respectiv. Ele se pot măsura în : tone pentru pltoniu, kilograme pentru curiu, grame pentru californiu, miligrame pentru einsteiniu etc.
Pana in prezent, obţinerea şi studiul metalelor transuraniene cu numere atomice mai mari de 100 prezintă mari dificultăţi, generate în primul rand de viaţa medie deosebit de scurtă a izotopilor acestor elemente.

O altă dificultate se datoreşte toxicităţii extrem de mari. De exemplu, vom menţiona că plutoniul este tolerat în organism într-o doză mai mică decat 1/500 părţi dintr-un miligram, fiind, cu mult, cea mai puternică otravă din toate cele existente. Odată absorbit în corp el nu mai poate fi eliminat, iar avalanşa de raze alfa pe care le emite distruge rapid ţesuturile, neexistand nici o posibilitate de salvare. Americiul şi curiul sunt de circa 50 000 de ori mai active decat plutoniul. Ca urmare, cu astfel de metale se operează de la distanţă, sub protecţia unor pereţi groşi din beton şi plăci de plumb. De asemenea, aerul din laboratoare trebuie trecut prin filtre, căci plutoniul se fixează uşor pe firişoarele de praf din aer, putand fi astfel dus departe.
Faţă de ceea ce s-a obţinut pană în prezent în domeniul metalelor aşa-zise „sintetice" ne întrebăm pană unde este posibil să se ajungă cu fabricarea de elemente din ce în ce mai grele. Cu caţiva ani în urmă se părea că ar fi imposibil de a se realiza, deoarece exista părerea că odată cu creşterea numărului atomic se micşorează mult gradul de stabilitate al elementelor.

Cu toate acestea, o serie de calcule efectuate pe baza teoriei existenţei metalelor supragrele au arătat că, în domeniul elementelor cu numere atomice cuprinse între 110 şi 114, metalele s-ar caracteriza printr-o stabilitate mare, formand aşa-numita „insulă de stabilitate a elementelor transuraniene. S-a calculat că aceste metale sunt uşor radioactive, avand o perioadă de existenţă care depăşeşte cateva milioane de ani.

Cel mai căutat metal este cel cu numărul atomic 110, al cărui nucleu este format din 110 protoni şi 184 neutroni. Potrivit calculelor, acest metal ar avea proprietăţi asemănătoare platinei şi o durată de viaţă de circa 100 milioane ani. S-a crezut că ar putea exista în minereurile de platină din Africa de Sud, dar cercetările întreprinse în acest scop au rămas fără nici un rezultat.

Se presupune totuşi că formarea metalelor grele ar putea avea loc în stele, prin captură neutronică multiplă însoţită de dezintegrări succesive. După unii specialişti, metalul cu numărul atomic 110 ar fi posibil să ia naştere în supernovele bogate în neutroni prin interacţiunea dintre plumb cu masa atomică 208 şi nichel cu masa atomică 58.

Pe cale sintetică s-a ajuns la părerea că metalele supragrele sus-menţionate s-ar putea obţine cu ajutorul unor acceleratoare folosind pentru bombardament ioni grei. In momentul cand se va pune la punct un accelerator foarte puternic, pentru a imprima ionilor grei energii suficient de mari, problema metalelor supragrele va putea fi elucidată

---

Tag-uri: metal, aliaj, fier, otel

---

Categorie: Stiinta si Tehnica  - ( Stiinta si Tehnica - Archiva)

Data Adaugarii: 09 October '10

---

Adaugati un link spre aceasta pagina pe blog-ul, site-ul sau forum-ul Dvs. :

---