ملتقى الفيزيائيين العرب - عناصر جديدة في الجدول الدوري

قد يظن البعض أن الجدول الدوري للعناصر ثابت , و لكن العلماء مازالوا مستمرين في توسيعه من خلال اكتشافهم لعناصر جديدة , وإن الحصول على هذه العناصر الجديدة – مثل العنصر 115 – يمثل تحديا ًًكبيراً لدى الباحثين و السبب في ذلك يرجع إلى أن هذه العناصر سريعة الاضمحلال .

عندما يضمحل عنصر ثقيل فإنه يصدر إشعاعاً مميزاً ، و يمكن استخدام هذا الاشعاع لاثبات وجود ذلك العنصر

إن للإشعاع أنواعاً ثلاثة رئيسية هي :

جسيمات ألفا (و هي نوى ذرات الهيليوم ) ، جسيمات بيتا ( بما يشمل الالكترونات و جسيماتها المضادة البوزترونات ) ، و أشعة غاما ( و هي فوتونات ذات طاقة عالية ) .

إن الإشعاع المنبعث من اضمحلال عنصر ما هو إشعاع مميز لذلك العنصر ، كما أن هناك بعض الانحلالات تولد جسيمات ألفا ذات طاقات مميزة .

و يمكننا أن نقول دائماً أنه كلما كان العنصر أثقل و كان عدده الذري أكبر فإن طاقة جسيمات ألفا الناتجة عن اضمحلال هذا العنصر ستكون أكبر .

فمثلاً يشع النظيرRa226 جسيمة ألفا ذات طاقة 4.78 Mev ، بينما يشع العنصر110 جسيمة ألفا ذات طاقة 11Mev .

يقوم العلماء بإنتاج عناصر جديدة عن طريق صدم عنصرين خفيفين معاً و هذين الاثنين يشكلان العنصر الجديد المطلوب .حيث يكون أحد هذين العنصرين ثابتاً و يدعى الهدف ، أما الآخر- و الذي يدعى القذيفة - فيتم تسريعه في السيكلوترون أو أيّ مسرع آخر ليصطدم بالعنصر الأول , و لجزء صغير من الثانية يلتصق العنصران معاً ليشكلا العنصر الجديد الذي لا يلبث أن يضمحل بسرعة .

في بعض الأحيان تتطلب هذه العملية ملايين تجارب الصدم و أسابيع عديدة لتشكيل ذرة واحدة من العنصر الجديد , وتقوم كواشف خاصة بالجسيمات مرتبطة مع أنظمة حاسب معقدة بتسجيل هذا الاضمحلال ليتم فيما بعد فحصه و تحليله من قبل العلماء .

إضافة إلى استخدام الطاقات المميزة لجسيمات ألفا المنبعثة لتحديد هوية العناصر يستخدم العلماء تتابع جسيمات ألفا لاثبات وجود هذه العناصر , حيث يخفّض كل انبعاث لجسيمة ألفا العدد الذري للعنصر بمقدار 2 , فمثلاً إن الدليل على وجود العنصر 114 يتمثل في سلسلة من جسيمات ألفا تم كشفها في الموقع ذاته في الكاشف خلال مجال زمني محدود . حيث سجلوا اضمحلال العنصر 114 إلى العنصر 112 ثم إلى 110 ثم إلى 108 .

إن تجميع كل هذه المعلومات معاً أمر صعب بلا شك ، و لكنه من ناحية أخرى دليل دامغ على أن عنصراً جديداً – على الرغم من عدم وجوده الآن – كان موجودأ في لحظة ما .