Elément 117

Ce qu'il faut savoir .


Les médias dont la vocation première est la manipulation des masses ont excellé avec la "découverte" de l'élément 117 . Pour être plus précis il faut dire que ce qui a été observé , c'est un processus de désintégration qui a été attribué à 2 noyaux d'isotopes de l'élément 117. De tous les éléments chimiques transuraniens, les seuls qui ont une existence réelle sont les quelques isotopes du Plutonium (Pu-239 pour les bombes , Pu-240 comme source de calibration alpha ) Américium (Am-241 détecteur de fumées jusqu'en 2005), Californium ; les autres transuranides ne présentent d'intérêt que si leur période de vie est assez longue. A titre de comparaison, le Polonium-210 , produit de désintégration de l'U-238 a une période vie de 138 jours, ce qui signifie qu'une source de Po-210 utilisée pour calibrer un spectromètre alpha devient très vite inutilisable, au bout de trois l'activité a diminué de moitié, mais Pb-206 formé dégrade fortement la qualité du pic.
Les commentaires d'un physicien spécialiste de cette recherche sont plus précis que les discours des médias :

Over the last thirty years, experimentalists have, so to speak, launched an expedition to explore the predicted "island of superheavy elements"—a region of increasingly stable nuclei around atomic number 114 (Fig. 1). So far they have reported, on average, the discovery of one new element every two and a half years. Now, a Russian-American collaboration headed by Yuri Oganessian at the Joint Institute for Nuclear Research in Dubna, Russia, announces in Physical Review Letters its latest discovery—a new element with atomic number 117 [1]. Two isotopes of the new, still unnamed, element were produced from nuclear fusion reactions from a beam of 48Ca ions that impinged on target nuclei of 249Bk. This discovery fills the gap between elements 116 and 118, so that now elements are continuously known from hydrogen up to element 118, and offers the possibility to study the heaviest known nuclear island of stability with greater detail.
The preferred arrangement of protons (Z) and neutrons (N) in shells provides a second effect on nuclear stability, which is analogous to the way electrons fill atomic orbitals. Closed shells are energetically favorable, and this modulates the smooth trend of the binding energy predicted by the liquid drop model. There is an especially high binding energy for nuclei with double shell closures, that is, where the neutron and proton shells are both closed. The "shell model" does a good job of explaining the stability of nuclei with neutron and proton shell closures at 2,8,20,28,50, and 82, and when the neutron shell closes at 126. (Helium-4, which has a double shell closure with 2 neutrons and 2 protons, is an example of a highly stable element.) But where the closed shells are located in the heavy element region is less certain. Various models predict they should occur at Z=114,120, or 126 for the protons and N=172 and 184 for the neutrons.
The nuclear shell model explains why nuclei are spherical at closed shells and deformed in between these cases. The model also predicts the energetic barrier for a particular nucleus to undergo fission [2]. The higher the fission barrier is, the longer the fission lifetime. The highest fission barriers are expected for nuclei just above the closed shell that occurs at Z=114 and just below the closed shell that occurs at N=184 (The darker purple regions in Fig. 1 denote higher fission barriers, outlining the island of stability for the superheavy elements). What is difficult to calculate, and not included in the calculated barrier shown in Fig. 1, is how the presence of an odd number of protons or neutrons affects fission lifetimes: in lighter nuclei the presence of an odd number of nucleons can hinder fission by a factor of 10 to 104, depending on angular momentum. In the case of odd-odd nuclei, that is, nuclei with an odd number of protons and an odd number of neutrons, the total hindrance factor is the product of the ones of the odd proton and neutron, so that the lifetime could be up to 108 times longer than that of the neighboring even-even nuclei.
During the last ten years, the Flerov Laboratory of Nuclear Reactions in Dubna, Russia, has made considerable progress in laying out new terrain in the superheavy elements—progress that is providing nuclear physicists with the information they need to understand what factors govern stability for these elements. An essential part of their experiments was developing an intensive beam of doubly magic and neutron-rich 48Ca for acceleration at the laboratory’s U400 cyclotron. With this beam, they irradiated several neutron-rich isotopes of actinide targets (238U, 242Pu, 244Pu, 243Am, 245Cm, 248Cm, and 249Cf) to form a "compound nucleus." (The compound nuclei are marked in Fig. 1.) The compound nuclei are hot, having excitation energies of 35–45 MeV and evaporate three to four neutrons. In most of the experiments, the produced evaporation residues—the superheavy nuclei which are eventually measured—were separated from the beam and other reaction products by a gas-filled recoil separator, and position-sensitive silicon detectors identified the isotopes. The team applied a well-established position-and-time correlation analysis—a technique that was developed to identify elements 107 to 112 using 208Pb and 209Bi targets at the GSI SHIP [3]. (Note that the isotopes produced at GSI and the isotope 278113 synthesized recently at RIKEN [4] are not shown in Fig. 1.) By following the decay chains of these superheavy elements, and identifying where they end, researchers can map out the boundaries of the island of stability. A closer examination of the decay chains reveals that all chains from odd-odd nuclei, including the new isotope 294117, are extremely long and end at dubnium (Z=105) by spontaneous fission or electron capture and subsequent fission of the even-even rutherfordium daughter nucleus. The region of low fission barriers is crossed due to combined fission hindrance of the odd proton and the odd neutron. Chains from even-even nuclei end at isotopes of copernicium (112) at the south-west border of the island, where the fission barriers decreased to 6–7 MeV and hindrance factors do not exist. Chains from odd isotopes of even elements end at darmstadtium (110), where fission barriers are 1 MeV lower, at 5–6 MeV, but hindrance from the odd neutron hampers fast decay. The new chain from the odd element isotope 293117, having an even neutron number, ends already at 281Rg due to less hindrance than in the case of the neighboring chain from the odd-odd 294-117.

La publication parue dans Physical Review Letter décrit le travail effectué par les Russes et Américains. Un autre point à noter est la remarque suivante :

Theories show that the Period Table needs to contain what is referred to as an "island of stability," which is essentially a range in the mass of combined nuclei that could keep them stable for up to 30 seconds. While this means the elements will be much too short-lived to be used for practical applications, they will give particle physicists the tools they need to analyze precisely how the neutrons and protons that make up all atoms bind together. Details of the work will appear in an upcoming issue of the respected scientific journal Physical Review Letters.

Des questions terre à terre qui remettent les choses en place.

Le physicien joue à l'apprenti sorcier et cela doit bien faire rigoler le Créateur de voir son acharnement à persister dans sa conception de la matière. Il est un peu comme celui qui tire avec un fusil sur une bille de verre et des éclats de verre projetés selon des angles de l'impact établit sa conception de cette bille de verre. L'image n'a rien d'absurde puisque dans un autre domaine, on constate que des ondes radio envoyées sur un empilement de sphères métalliques, comme dans un réseau cristallin, se comportent à peu près de la même façon que les rayons X diffractés par un réseau cristallin (Un copain Canadien, étudiant en Physique à l'Université d'Arizona, Tucson, avait été chargé de cette expérience).
Il est absurde de croire que la nature a créé les éléments chimiques un à un. Pour s'en convaincre, il suffit de calculer combien de temps il faudrait, avec ce mécanisme de physicien nucléaire, pour fabriquer un kilogramme de Bismuth (par exemple):
Masse atomique de Bi = 208,98 g
On déduit que 1000 g de Bi équivaut à : 1000/208,98 atomes gramme de Bi , soit : 4,78 atomes gramme
En atomes rééls , il suffit de multiplier par le Nombre d'Avogadro : 6,02 x 10^23 :   soit 28,80 x 10^23 atomes de Bismuth.
Cas 1 : La nature est comme le physicien nucléaire
Donnons lui le bonheur de produire 1000 atomes de bismuth par seconde avec son procédé    A + B ----> C + D    et le produit formé est stable.
Il lui faudra : 28,80 x 10^23 / 1000 , puis 28,80 x 10^20 /86400 = 3,33 10^19 jours , soit 9,13 x 10^16 années soit 9,13 x 10^7 milliards d'années !!! Et c'est seulement pour un Kg de Bismuth !
Cas 2 : La nature opère selon le concept de synergie de réactions nucléaires que j'ai proposé il y a une vingtaine d'années.
La formation de ce kilogramme de Bismuth est de type exponentiel, et ne dépend que du milieu réactionnel.
On est rassuré, la preuve en est le milieu dans lequel nous vivons.

Les Astrophysiens ont des modèles pour justifier la formation des noyaux légers , ceux-ci sont évidement obtenus à partir de l'étude du spectre des étoiles. Pour les noyaux lourds, à ma connaissance il n'existe pas de théories, mais il est certain à mon avis que par refroidissement de la matière stellaire il se produit ces réactions de synergie qui conduisent aux éléments lourds, dont le bismuth. De plus comme ces éléments lourds existent dans les couches superficielles, ce mécanisme de synergie se produit aussi dans des conditions bien éloignées des conditions stellaires.
Evidemment il me faut arriver au cas du Trinitium , dernier élément de la Table Périodique, sans doute 126, condensat de neutrons, stabilisé par l'environnement chimique ce qui lui permet d'avoir une existence bien supérieure à celle des éléments superlourds fabriqués à grand frais, l'espace d'une fraction de seconde et aussitôt détruits car les règles de la nature ne sont pas celles des physiciens nucléaires.


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