Transfermium wars ( eng. transfermium wars ) är ett ironiskt namn för tvister mellan sovjetiska [b 1] och amerikanska vetenskapsmän på 1960-1990 - talet om företräde i upptäckten av kemiska grundämnen 104 , 105 och 106 . Varje sida insisterade på sin egen prioritet; dessutom gjorde upptäckarens status det möjligt att föreslå ett framtida namn för elementet.
Termen " transfermium wars " användes först i oktober 1994 av den amerikanske fysikern Paul Carroll i ett brev till Chemical & Engineering News [1] [a 1] . Adjektivet som används "transfermium" beror på platsen för de nybildade grundämnena i det periodiska systemet : efter grundämnet 100 - fermium .
Punkten i tvisten ställdes i augusti 1997, när IUPAC- rådet vid sitt möte godkände namnen på elementen, samtidigt som de stödde två förslag från amerikansk sida (rutherfordium och seaborgium), och gav det tredje elementet det symboliska namnet dubnium som erkännande av prestationerna från den sovjetiska gruppen av vetenskapsmän.
Det första experimentet för att erhålla element 104 utfördes 1964 vid Joint Institute for Nuclear Research ( JINR ) i Dubna ( USSR ). En grupp ledd av Georgy Flerov i sin cyklotron bombarderade ett plutoniummål (en blandning av isotoper - 97 % 242 Pu, 1,5 % 240 Pu, 1,5 % 238 Pu) med 22 Ne- kärnor med en energi på 100-130 MeV . Som ett resultat av kollisioner förväntade de sig bildandet av isotopen 260 104 genom reaktionen 242 Pu ( 22 Ne, 4n) 260 104, men kunde inte få tillförlitliga data [2] .
Nästa arbete på JINR-basen utfördes våren 1966 av en grupp av den tjeckiske kemisten Ivo Zvar . Kollisionsprodukterna som erhölls på liknande sätt som den tidigare metoden (114–128 MeV) klorerades före detektion i en stråle av gasformig NbCl 5 eller ZrCl 4 och tillfördes i form av deras klorider till ett fyra meter stort kvartsrör fyllt med kalium klorid , där vid en temperatur av 250–300 °C ett icke-flyktigt komplex av den troliga sammansättningen K 2 [104]Cl 6 . Eftersom inga produkter med Z >104 kunde bildas som ett resultat av reaktionen, och element som kan spontanklyvning med Z<104 inte bildar flyktiga klorider, skulle signalen på detektorn bekräfta närvaron av element 104 [3] . Eftersom de betraktade sig själva som upptäckarna föreslog de namnet kurchatovium (Ku) för det nya elementet - för att hedra fysikern Igor Kurchatov , chef för det sovjetiska kärnkraftsprogrammet . Men på grund av komplexiteten i den tillämpade metoden och dess långsamhet, hade de fortfarande inte en tydlig bekräftelse på bildandet av ett nytt element [4] . På hösten samma år lyckades man karakterisera den erhållna partikeln som isotopen 259 104 [3] .
Våren 1969 gick Lawrence Berkeley National Laboratory ( eng. LBL , USA ) med i ansträngningen att syntetisera detta element. Forskare från gruppen Albert Ghiorso genomförde reaktioner som ledde till framgångsrik produktion av isotoper [2] :
249 Jfr ( 12 C, 4n) 257 104 249 Cf ( 13 C, 3n) 259 104Eftersom det vid den tiden inte fanns någon professionell bekräftelse av syntesen av elementet av andra grupper, föreslog forskare från Berkeley sitt eget namn för det, rutherfordium (Rf) - för att hedra den nyzeeländska fysikern Ernest Rutherford .
I november 1969, vid en konferens i Texas, uttryckte Giorso tvivel om riktigheten av uppgifterna som erhållits av Dubna-gruppen om isotopen 260 104, men noterade att om de bekräftades i framtiden, skulle han hålla med om de sovjetiska forskarnas företräde. och acceptera deras namn Kurchatovium [4] . Samma 1969 ifrågasatte de sovjetiska forskarna Akapiev och Druin riktigheten och tillförlitligheten av resultaten från den amerikanska gruppen. De noterade särskilt att det i de presenterade uppgifterna finns linjer som är liknande i experimentet med blybestrålning med 12 C -kärnor och som inte nämns i Berkeley-gruppens arbete. Som svar på detta bekräftade Ghiorso 1971 att ett sådant fenomen hade ägt rum och förklarade förekomsten av dessa linjer som ett resultat av bestrålning av blyföroreningar i målet. Dessa data nämndes inte av honom i arbetet på grund av begränsningen av volymen av de artiklar som presenteras när de publiceras i tidskriften Physical Review Letters . Han noterade att påverkan av bakgrundseffekter i hans arbete togs i beaktande, han upprepade också experimentet med varierande förhållanden och visade att bakgrundsdata inte påverkar resultaten av experimentet [5] [4] .
I ytterligare forskning utvecklade den sovjetiska gruppen en ny metod som gjorde det möjligt att återskapa syntesen av isotopen 260 104, utförd 1964, på en ny nivå. I synnerhet fann de att perioden för spontan fission är mycket kortare än de preliminära data (100 ± 50 ms mot 300). De erhållna uppgifterna överensstämde med de som tidigare erhållits av forskare från Berkeley [4] .
Frågan om halveringstiden för isotopen 260 104 förblev öppen . 1975 genomförde Dubna-gruppen sitt experiment, bestrålade ett mål med 246 Cm med en stråle på 18 O och fixerade bildningen av målisotopen med en halveringstid på 80 ± 20 ms, som rapporterats av Ghiorso. Liknande resultat planerades att erhållas av en vetenskaplig grupp av fyra amerikanska laboratorier och en observatör från Dubna för reaktionen 249 Bk( 15 N, 4n) 260 104, men ingen aktivitet observerades under 80 ms-intervallet. Dessa data, såväl som en kronologisk genomgång av experimenten, offentliggjordes den 26 maj 1976 vid den 3:e Nuclei Far From Stability-konferensen ( Cargèse , Frankrike ) i en rapport av Ghiorso [6] , som kritiserade Drouin [4] .
I april och september 1976 genomförde vetenskapsmän från Dubna (i närvaro av en delegat från Berkeley) interaktionen 249 Bk( 15 N, 4 n) 260 104 och erhöll ett halveringstidvärde på 76 ± 8 ms. 1985 dök mycket mer exakta resultat upp från amerikansk sida, i synnerhet 21 ± 1,1 ms för reaktionen 248 Cm och 16 O. Samma år, under ledning av Gurgen Ter-Akopyan, kom laboratoriet i Dubna ganska nära resultat - 28 ± 6 ms [4] .
De första försöken att syntetisera element 105 utfördes 1968 av Dubna-gruppen - de bombarderade ett 243 Am -mål med en stråle av 22 Ne-partiklar med en energi på 123 MeV, men fick inget positivt resultat. Bara två år senare, efter att ha genomfört en serie experiment i februari-juli 1970, lyckades de få målelementet efter reaktionerna:
243 Am ( 22 Ne, 4n) 261 105 243 Am ( 22 Ne, 5n) 260 105På samma sätt som deras metod för att erhålla element 105, bombarderade amerikanska forskare i slutet av april 1970 ett mål från 292 Cf med 15 N (85 MeV) kärnor :
249 Jfr ( 15 N, 4n) 260 105Samma resultat erhölls av den vetenskapliga gruppen Victor Druin, som genomförde sitt experiment två månader senare [2] .
Forskare från Berkeley gav det syntetiserade grundämnet namnet ganium (Ha) - för att hedra den tyske fysikern Otto Hahn , och Dubna-gruppen - nilsborium (Ns) - för att hedra dansken Niels Bohr . Båda forskarna är Nobelpristagare i kemi respektive fysik ).
I juli 1974 genomförde en Dubna-grupp ledd av Yuri Oganesyan syntesen av element 106 med den experimentella metoden för kall fusion . I deras experiment bombarderades olika isotoper av bly och vismut med 51 V och 52 Cr kärnor - från dessa reaktioner förväntade sig forskare att producera isotopen 259 106, men kunde inte tillhandahålla tillräckligt med bevis angående dess bildande (dess existens bekräftades 1984) . Syntesen av isotopen 260 106 ansågs också vara möjlig , men nödvändiga data hittades inte heller för den [2] .
Inom två månader i USA, som ett resultat av det gemensamma arbetet av Berkeley och Livermore Laboratories , erhölls element 106 framgångsrikt enligt schemat [2]
249 Jfr ( 18O , 4n) 263 106Som upptäckare föreslog amerikanerna namnet seaborgium (Sg) för det nya grundämnet - för att hedra Nobelpristagaren i kemi Glenn Seaborg , som är medförfattare till upptäckten av många transuranelement .
| atomnummer _ |
JINR-förslag | LBL erbjuder | Temporär systematiska namn [7] | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| namn | Eponym | namn | Eponym | |||||
| 104 | Kurchatovy | Ku | Igor Kurchatov | Rutherfordium | RF | Ernest Rutherford | Unnilkadiy | Unq |
| 105 | nilsborium | Ns | Niels Bohr | Ganiy | Ha | Otto Hahn | Unnilpentium | Unp |
| 106 | — | Seaborgium | Sg | Glenn Seaborg | Unnilhexium | Unh | ||
Enligt beslutet från International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC, eng. IUPAC ), som antogs 1947 vid den 14:e konferensen i London , hade upptäckarna av grundämnet inte längre ensamrätt att ge det ett namn, utan kunde bara erbjuda det. IUPAC - kommissionen för nomenklaturen för oorganisk kemi började då spela en nyckelroll , som efter en professionell och offentlig bedömning av namnets lämplighet kunde rekommendera det till IUPAC-rådet för antagande [8] .
1974, i USA, på initiativ av IUPAC och IUPAP , skapades en internationell ad hoc- kommission [b 2] som skulle analysera allt tillgängligt material angående upptäckten av elementen 104 och 105. Den fann att 1964 , för element 104 fick sovjetiska forskare otillförlitliga resultat, vilket betyder att företrädet i syntesen av element 104 borde tillhöra amerikanerna. När det gäller arbetet med att erhålla element 105, prioriterade de också Berkeley-laboratoriet, eftersom de, med nästan samtidig publicering av verk, uppfyllde alla kriterier som läggs fram för att bekräfta existensen av element som syntetiserats för första gången [4 ] .
För att utveckla kriterierna som de nysyntetiserade elementen med siffror större än 100 måste uppfylla, och för att kontrollera att de erhållna uppgifterna överensstämmer med vissa kriterier, skapades en särskild arbetsgrupp från representanterna för IUPAC och IUPAP hösten 1986 ( Eng. Transfermium Working Group, TWG ) [9] .
1993 publicerade TWG en översiktsartikel där den analyserade framgångarna för sovjetiska och amerikanska forskare i syntesen av kemiska grundämnen och hävdade ledarskap inom detta område. Upptäckarens status gav möjlighet att föreslå ett eget namn för elementet, vilket dock kunde förkastas.
Den 31 augusti 1994, vid en kongress i den ungerska staden Balatonfured , enades kommissionen för nomenklaturen för oorganisk kemi, bestående av tjugo personer, om rekommenderade namn för transfermiumelement 101-109. Resonansögonblicket var antagandet av ett beslut om regeln för namngivning av element, som uteslöt möjligheten att namnge för att hedra en levande person (stödd av medlemmar av kommissionen i förhållandet 16 : 4 ) [11] . Nästa steg var en omröstning om att ändra namnet som amerikanerna föreslagit för sjöborgen (stödd av 18 : 2 ) [a 2] .
När kommissionen kom överens om de rekommenderade namnen mötte kommissionen inte upptäckarnas behov i deras önskan att ge de önskade namnen - inget av förslagen från sovjetiska och amerikanska forskare genomfördes på ett lämpligt sätt. Två av de tre namn som nominerats av Berkeley-gruppen överfördes emellertid av kommissionen från ett element till ett annat (i 2002 års upplaga av reglerna kommer denna möjlighet inte att vara [8] ). Så namnet rutherfordium, som föreslagits för element 104, tilldelades av kommissionen till element 106 och ganium till element 108 istället för det föreslagna 105. Detta kontroversiella beslut av kommissionen drog en annan sida in i tvisten - German Society for Heavy Ion Forskning ( tyska GSI ), vars forskare syntetiserade elementen 107 , 108 och 109 och som upptäckare föreslog motsvarande namn, särskilt hassium för element 108 [10] .
Element 104 fick namnet dubnium för att hedra forskningscentret för den sovjetiska gruppen i staden Dubna , nära Moskva , där det gjorde sitt betydande bidrag till kemi och modern kärnfysik. Element 105 fick namnet Joliotium efter den franske kärnfysikern Frédéric Joliot-Curie , som 1935 tillsammans med sin fru Irene Joliot-Curie fick Nobelpriset i kemi. Namnet på elementet 107 nilsborium som föreslagits av tyska forskare, som inkluderade både namn och efternamn på vetenskapsmannen, förenades på samma sätt som andra element och accepterades som bohrium. Element 109 fick namnet som föreslagits av den tyska gruppen för att hedra Lise Meitner , en av upptäckarna av kärnklyvning [11]
| atomnummer _ |
kommissionens rekommendationer | Erbjudanden JINR |
Erbjudanden LBL |
GSI-erbjudanden | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| namn | Eponym | namn | Eponym | |||||
| 104 | Dubnium | Db | staden Dubna | Kurchatovy | Rutherfordium | — | ||
| 105 | Joliotius | Jl | Frederic Joliot-Curie | nilsborium | Ganiy | — | ||
| 106 | Rutherfordium | RF | Ernest Rutherford | — | Seaborgium | — | ||
| 107 | Bory | bh | Niels Bohr | — | — | nilsborium | Ns | Niels Bohr |
| 108 | Ganiy | hn | Otto Hahn | — | — | Hassius | hs | Hessens land |
| 109 | Meitnerius | Mt | Lisa Meitner | — | — | Meitnerius | Mt | Lisa Meitner |
Dessa rekommenderade namn stöddes enhälligt av medlemmarna i IUPAC-byrån vid ett möte i Antwerpen ( Belgien ) den 17-18 september 1994 och lämnades in för publicering i den officiella tidskriften Pure & Applied Chemistry [11] .
De namn som kommissionen föreslagit kritiserades av det vetenskapliga samfundet. Till exempel, i juni 1995, beslutade American Chemical Society , som inte erkände kommissionens beslut, att använda namnen på rutherfordium och seaborgium som föreslagits av Berkeley-gruppen i sina egna publikationer. Som svar på befintlig kritik träffades IUPAC-byrån i augusti 1995, inom ramen för den 38:e generalförsamlingen, vid University of Surrey ( Guildford , Storbritannien ) för att diskutera de rekommenderade namnen [a 3] .
Den 30 augusti 1997, vid ett möte i Genève , enades IUPAC-rådet slutligen om namnen på transfermiumelementen ( 64 : 5 , med 12 delegater frånvarande). Eftersom företrädet i upptäckten av elementen 104 och 105 var kontroversiellt, föreslogs det att tilldela namnet rutherfordium till element 104 (förslaget från den amerikanska sidan), och element 105 till dubnium (som ett erkännande av Dubna-gruppens bidrag till utveckling av metoder för syntes av transfermiumelement). För element 106 stöddes versionen av Berkeley Laboratory som den enda upptäckaren, seaborgium, [a 4] .
Av de namn som föreslagits av GSI Darmstadt - laboratoriet för de grundämnen de syntetiserade, 107, 108 och 109, stöddes de två sista, medan det första namnet, nilsborium, godkändes som bohrium i enlighet med rekommendationerna från kommissionen om nomenklaturen för Oorganisk kemi [12] .
| atomnummer _ |
Godkänd Provision |
Erbjudanden JINR |
Erbjudanden LBL |
Erbjudanden GSI | |
|---|---|---|---|---|---|
| 104 | Rutherfordium | RF | Kurchatovy | Rutherfordium | — |
| 105 | Dubnium | Db | nilsborium | Ganiy | — |
| 106 | Seaborgium | Sg | — | Seaborgium | — |
| 107 | Bory | bh | — | — | nilsborium |
| 108 | Hassius | hs | — | — | Hassius |
| 109 | Meitnerius | Mt | — | — | Meitnerius |
Som ett resultat namngavs element 104, 106, 108 och 109 i enlighet med förslagen från deras upptäckare (inklusive författarna till gemensamma upptäckter), och namnet på element 107 korrigerades.