In de NRC van 14 oktober 2022 staat een artikel over een speciaal element. Het is een van de zwaarste elementen die de afgelopen jaren gemaakt zijn. In 2016 kreeg element 115 de officiële naam moscovium, als eerbetoon aan het Flerov Laboratory of Nuclear Reaction uit Moscow.
Het artikel citeert Jacklyn Gates, chemicus aan het Amerikaanse Lawrence Berkeley National Laboratory:
‘Om een superzwaar element te maken laat je twee lichtere elementen met een enorme snelheid op elkaar botsen, in de hoop dat de kernen fuseren. Voor het experiment werd gekozen om calcium-ionen (atoomnummer 20, en isotoop 48) onder enorme snelheid op americium (atoomnummer 95 en in dit geval isotoop 243) te laten botsen. Fusie trad inderdaad op en element moscovium-288 werd gevormd.’
Hierbij ontstonden ook andere deeltjes.
a) Laat zien welke deeltjes dat zijn.
Het aantal protonen is gelijk aan 20 + 95 = 115 en dat verandert bij de reactie niet.
Het aantal kerndeeltjes vóór de reactie is gelijk aan 48 + 243 = 291. Moscovium heeft 288 kerndeeltjes. Dus bij de reactie ontstaan 3 kerndeeltjes zonder lading en met massa 1. Dus er ontstaan 3 neutronen.
Het moscovium-288 bestond slechts 1 microseconde en verviel toen onder uitzending van alfastraling naar een element met atoomnummer 113.
b) Geef de reactievergelijking van dit verval. Zoek indien nodig de naam van de ontstane isotopen op in Wikipedia als ze niet in Binas staan.
$_{115}^{288}\textrm{Mc} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{He} + _{113}^{284}\textrm{Nh}$
(Nh is het symbool voor nihonium. Deze naam is niet te vinden in Binas, maar gevonden in Wikipedia. De naam is in 2016 toegekend.)
Het element met atoomnummer 113 verviel vervolgens naar 111, naar 109, enz. Uiteindelijk ontstond het isotoop Rf-268.
c) Hoeveel alfadeeltjes zijn er uitgezonden bij het verval van Mc-288 naar Rf-268?
Er vervallen isotopen van massagetal 288 naar 268. Dit zijn 20 kerndeeltjes dus 5 alfa’s. De 20 kerndeeltjes betreffen 10 protonen en 10 neutronen.
Bij het ontstaan van Rf-268 is naast alfaverval ook een andere reactie opgetreden.
d) Welke twee mogelijke reacties zijn dat?
De isotoop waarmee de laatste stap ontstaan heeft dus 268 kerndeeltjes en 115 – 10 = 105 protonen.
Dus de laatste stap is:
$_{105}^{268}\textrm{Db} \rightarrow _{104}^{268}\textrm{Rf} + \ldots$
Er is dus een proton minder maar evenveel kerndeeltjes. Dus netto is een elektron ingevangen (K-vangst) óf een positron ontstaan (beta+ verval) en de reactie was p + e > n
Element 115 is zeer intrigerend. Er gaat volgens de NRC namelijk een complottheorie rond dat het gebruikt is als brandstof voor de vliegende schotel die in 1947 zou zijn neergestort bij Roswell, New Mexico.
e) Geef de reden dat element 155 nooit de brandstof kan zijn.
Moscovium bestaat slechts 1 microseconde.
