Transuraan

Die transurane is die chemiese elemente met atoomgetalle groter as 92 (die atoomgetal van uraan). Al dié elemente is onstabiel en verval radioaktief in ander elemente.

Oorsig

Van die elemente met atoomgetalle 1 tot 92 word die meeste in die natuur aangetref. Hul isotope het ’n stabiele (soos waterstof) of baie lang halfleeftyd (soos uraan), of word geskep as algemene vervalprodukte van uraan en torium (soos radon). Die uitsonderings is 43, 61, 85 en 87; al vier kom in die natuur voor, maar net in baie klein takke van die uraan- en torium-vervalkettings; dus is hulle almal buiten element 87 eers in die laboratorium ontdek en daarna in die natuur.

Alle elemente met ’n groter atoomgetal is eers in die laboratorium ontdek met neptunium en plutonium wat later ook in die natuur ontdek is. Hulle is almal radioaktief, met ’n halfleeftyd wat baie korter is as die ouderdom van die Aarde. As enige atome van hierdie elemente dus enigsins bestaan het met die vorming van die Aarde, het hulle lank gelede reeds verval. Spoorhoeveelhede neptunium en plutonium vorm in sommige uraanryke rotse, en klein hoeveelhede word vervaardig tydens atmosfeertoetse van kernwapens. Hierdie twee elemente ontstaan uit die neutronvangs in uraanerts met ’n gevolglike betaverval (byvoorbeeld ²³⁸U + n → ²³⁹U → ²³⁹Np → ²³⁹Pu).

Transurane kan kunsmatig vervaardig word as sintetiese elemente in kernreaktors of deeltjieversnellers. Die halfleeftye van hierdie elemente neig om korter te word namate die atoomgetal toeneem. Daar is egter uitsonderings, soos verskeie isotope van curium en dubnium. Verdere afwykende elemente in hierdie reeks is deur Glenn T. Seaborg voorspel en word gekategoriseer as die “eiland van stabiliteit”.^[1]

Dit is moeilik en duur om swaar transurane te vervaardig en hul prys neem vinnig toe saam met die atoomgetal. In 2008 was die koste van wapengehalte-plutonium byvoorbeeld sowat $4 000/gram,^[2] en dié van kalifornium meer as $60 000 000/gram.^[3]

Einsteinium is die swaarste transuraan wat nog in makroskopiese hoeveelhede vervaardig is.^[4]

Lys van transurane volgens periodieketabelgroepe

Aktiniede
- 93 neptunium Np
- 94 plutonium Pu
- 95 amerikium Am
- 96 curium Cm
- 97 berkelium Bk
- 98 kalifornium Cf
- 99 einsteinium Es
- 100 fermium Fm
- 101 mendelevium Md
- 102 nobelium No
- 103 lawrensium Lr

Transaktiniede
- 104 rutherfordium Rf
- 105 dubnium Db
- 106 seaborgium Sg
- 107 bohrium Bh
- 108 hassium Hs
- 109 meitnerium Mt
- 110 darmstadtium Ds
- 111 röntgenium Rg
- 112 Kopernikium Cn
- 113 nihonium Nh
- 114 flerovium Fl
- 115 moskovium Mc
- 116 livermorium Lv
- 117 tennessien Ts
- 118 oganesson Og

Periode 8-elemente (nog nie ontdek nie)
- 119 Ununennium Uue*
- 120 Unbinilium Ubn*

Superswaar elemente

Superswaar elemente, ook bekend as transaktiniede, begin by rutherfordium (atoomgetal 104). Hulle word net kunsmatig vervaardig en dien tans geen praktiese doel nie, omdat hul kort halfleeftyd meebring dat hulle ná ’n baie kort tydjie verval – van ’n paar minute tot ’n paar millisekondes (buiten dubnium, wat ’n halfleeftyd van meer as ’n dag het). Dit is dus baie moeilik om hulle te bestudeer.^[5]^[6]

Superswaar atome is almal sedert die laaste helfte van die 20ste eeu vervaardig, en word steeds vervaardig. Hulle word geskep deur die beskieting van elemente in deeltjieversnellers. Die kernfusie van ²⁴⁹Cf en ¹²C skep ²⁶¹Rf.

Toepassing

Transurane kan gebruik word om ander superswaar elemente te vervaardig.^[7] Elemente van die eiland van stabiliteit het potensieel belangrike militêre toepassings, onder meer die ontwikkeling van kompakte kernwapens.^[8] Die potensiele alledaagse toepassings is veelryk; die element amerikium word byvoorbeeld gebruik in toestelle soos rookverklikkers en spektrometers.^[9]^[10]

Verwysings

↑ Considine, Glenn, red. (2002). Van Nostrand's Scientific Encyclopedia (9th uitg.). New York: Wiley Interscience. p. 738. ISBN 0-471-33230-5.
↑ "Price of Plutonium" (in Engels). The Physics Factbook. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 28 Februarie 2020.
↑ Rodger C. Martin en Steven E. Kos. "Applications and Availability of Californium-252 Neutron Sources for Waste Characterization" (PDF). Geargiveer vanaf die oorspronklike (pdf) op 6 Oktober 2012. Besoek op 9 Februarie 2017.
↑ Silva, Robert J. (2006). "Fermium, Mendelevium, Nobelium and Lawrencium". In Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (reds.). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (3de uitg.). Dordrecht, Nederland: Springer Science+Business Media. ISBN 1-4020-3555-1.
↑ Heenen, P. H.; Nazarewicz, W. (2002). "Quest for superheavy nuclei". Europhysics News. 33: 5. Bibcode:2002ENews..33....5H. doi:10.1051/epn:2002102.
↑ Greenwood, N. N. (1997). "Recent developments concerning the discovery of elements 100–111". Pure and Applied Chemistry. 69: 179. doi:10.1351/pac199769010179.
↑ Lougheed, R. W.; Landrum, J. H.; Hulet, E. K.; Wild, J. F.; Dougan, R. J.; Dougan, A. D.; Gäggeler, H.; Schädel, M.; Moody, K. J.; Gregorich, K. E.; Seaborg, G. T. (1985). "Search for superheavy elements using ⁴⁸Ca + ²⁵⁴Es^g reaction". Physical Review C. 32 (5): 1760–1763. Bibcode:1985PhRvC..32.1760L. doi:10.1103/PhysRevC.32.1760. {{cite journal}}: Onbekende parameter |last-author-amp= geïgnoreer (hulp)
↑ pp. 129–133, The physical principles of thermonuclear explosives, inertial confinement fusion, and the quest for fourth generation nuclear weapons (Andre Gsponer and Jean-Pierre Hurni 2009)
↑ "Smoke Detectors and Americium", Nuclear Issues Briefing Paper 35, May 2002, archived from the original on 11 September 2002, http://webarchive.loc.gov/all/20020911070229/http%3A//www%2Euic%2Ecom%2Eau/nip35%2Ehtm, besoek op 2015-08-26
↑ Nuclear Data Viewer 2.4 Geargiveer 1 Junie 2017 op Wayback Machine, NNDC