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Gli scienziati hanno studiato l’elusivo Einsteinio a 69 anni dalla scoperta

Al Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) della University of California sono riusciti a studiare l’einsteinio (einsteinium), uno degli elementi più elusivi e pesanti della tavola periodica (elemento 99) per la prima volta dopo diversi decenni. Lo studio, pubblicato su Nature, avvicina i chimici alla scoperta della cosiddetta “isola della stabilità”, dove si pensa risiedano alcuni degli elementi più pesanti e di breve durata.

L’einsteinio è stato scoperto per la prima volta nel 1952 presso il Dipartimento dell’Energia statunitense analizzando i detriti radioattivi di un test in cui venne fatta esplodere una bomba all’idrogeno. L’elemento non è presente naturalmente e può essere ottenuto solo in quantità microscopiche usando reattori nucleari specializzati. È inoltre difficile da separare dagli altri elementi, è altamente radioattivo e decade velocemente, il che lo rende difficile da studiare.

I ricercatori sono però riusciti a creare un campione di 233 nanogrammi di einstenio puro e hanno svolto i primi esperimenti per conoscere meglio questo elemento. Sono così riusciti a determinarne alcune delle proprietà chimiche fondamentali per la prima volta.

Come altri elementi della serie degli attinidi (un gruppo di 15 elementi metallici sul fondo della tavola periodica), l’einsteinio viene prodotto bombardando un bersaglio, in questo caso il curio, con neutroni e protoni per creare elementi più pesanti. Il team ha usato un reattore nucleare specializzato chiamato High Flux Isotope Reactor, situato presso l’Oak Ridge National Laboratory nel Tennessee.

La reazione è pensata per produrre il californio, ma come sottoprodotto restituisce una quantità molto piccola di einsteinio. Ottenere un campione di einsteinio puro dal californio è difficile a causa delle somiglianze tra i due elementi, di conseguenza i 233 nanogrammi rappresentano un traguardo molto importante. Ovviamente l’elemento non è visibile e l’unico modo per sapere che c’è è tramite il suo segnale radioattivo.

L’Einsteino-254 ha un’emivita di 276 giorni – il tempo necessario per la decomposizione di metà del materiale – e si scompone in berkelio-250, che emette radiazioni gamma altamente dannose. Per contenere l’einsteinio e proteggere gli scienziati dalla radiazione i ricercatori del Los Alamos National Laboratory nel New Mexico hanno progettato uno speciale supporto stampato in 3D.

Il decadimento è un altro ostacolo per lo studio di questo elemento, infatti avviene piuttosto rapidamente e quindi limita il periodo di tempo per svolgere i test. Ciononostante, i ricercatori sono riusciti a determinare la lunghezza del legame di einsteinio, ossia la distanza media tra due atomi legati, una proprietà chimica fondamentale che permette di prevedere come l’einsteinio interagisce con altri elementi.

Nel caso specifico hanno scoperto che la lunghezza del legame dell’einsteinio va contro la tendenza generale degli attinidi. In passato vi erano state alcune teorie in merito, ma finora non c’era una prova sperimentale. Rispetto al resto della serie degli attinidi, l’einsteinio perde anche luminescenza in modo molto diverso quanto esposto alla luce, ma serviranno ulteriori esperimenti per determinare il motivo.

Il nuovo studio getta le basi per “fare chimica su quantità veramente piccole”, spiegano gli scienziati. “I nostri metodi consentiranno ad altri di spingersi ai limiti studiando altri elementi allo stesso modo”. La ricerca potrebbe inoltre facilitare la creazione di einsteinio in futuro. Infine, si ipotizza di poter usare l’einsteinio come elemento di destinazione per creare elementi ancora più pesanti, inclusi quelli non scoperti come l’ipotetico elemento 119 chiamato anche ununennio.