Cel mai rar element de pe Pământ. Mult mai greu de găsit decât aurul sau platina
Astatiniul, un element chimic radioactiv din grupul halogenilor, adică „frate cu iodul”, este produsul unor reacţii nucleare.
Este considerat a fi cel mai rar element de pe Pământ. Recent cercetătorii au reuşit să îl producă şi studieze la CERN folosind un laser, subliniază Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisică Nucleare (Romă, Italia) şi colaborator al Scientia.ro.
Care sunt elementele cele mai răspândite pe Pământ? Ne gândim imediat la siliciu sau la oxigen. Aluminiul şi fierul la rândul lor sunt destul de răspândite. Alte elemente sunt rare: aurul, platină sau uraniul. Nu degeaba bijuteriile din metale preţioase au costuri ridicate!
Care este însă cel mai rar element de pe Terra?
Care este însă cel mai rar element de pe Terra? Este vorba despre astatiniu, cu simbolul At, care se găseşte în scoarţă terestră într-o cantitate infimă: circa 70 miligrame! Tot astatiniul din lume cântăreşte cam cât 10 furnici. Împreună cu fluorul, clorul şi iodul astatiniul face parte din grupă aşa-numiţilor halogeni şi ia naştere în scoarţă terestră în urmă proceselor de dezintegrare a uraniului.
Fiind atât de rar este extrem de dificil studiul astatiniului şi doar recent la CERN cercetătorii au reuşit să producă şi studieze caracteristicile acestui element.
Ce anume au măsurat cercetătorii?
Potenţialul de ionizare, adică energia necesară pentru a transformă atomul de astatiniu într-un ion „smulgandu-i” un electron de pe un orbital extern. Acest parametru este extrem de important întrucât determină mare parte a proprietăţilor chimice ale elementului respectiv.
Astatiniul studiat nu a fost extras din scoarţă terestră, unde se găseşte în cantităţi extrem de mici, ci a fost produs prin reacţii nucleare la aşa-numitul separator de izotopi ISOLDE de la laboratorul CERN de la Geneva. Au fost produşi mai mulţi izotopi, adică nuclee ale aceluiaşi element, astatiniu, cu un număr fix de protoni în nucleu (85) însă cu un număr diferit de neutroni. Toţi izotopii produşi sunt radioactivi şi au un timp de viaţă scurt a de cel mult câteva ore.
La ce concluzie s-a ajuns
Studiul potenţialului de ionizare a fost efectuat în cadrul experimentului LARISSA. Laser Resonance Ionization for Spectroscopy în Selective Applications. Fascicolul laser ionizează atomii şi permite determinarea cu o precizie foarte mare a energiei necesare.
S-a ajuns astfel la concluzia că potenţialul de ionizare al astatiniului este de 9.31751 ev (unitatea de măsura folosită în fizică particulelor elementare şi fizică atomică şi reprezintă energia câştigată de un electron care străbate o diferenţă de potenţial de 1 volt).
Elementele din Univers
Evident studiul acestui element este interesant din punct de vedere ştiinţific; cunoaşterea elementelor care există în Univers are mare importantă. Ne putem însă imagina folosirea astatiniului produs la acceleratoare şi în aplicaţii utile societăţii?
Ţinând cont de faptul că este un element radioactiv cu un timp de viaţă scurt o posibilă aplicaţie ar fi în tratamentul cancerului, în aşa-numită radioterapie. În urmă dezintegrării radioactive astatiniul emite radiaţia alpha (nuclee de heliu care conţin 2 ptoroni şi 2 neutroni) care este extrem de agresivă. Această radiaţie poate fi mult mai eficientă pentru distrugerea unui ţesut bolnav decât aşa-numită radiaţie beta (electroni) folosită de multe ori în radioterapie.
Astatiniul în produse farmaceutice
Evident, este extrem de important că radiaţia să ajung la ţesutul cu tumoare şi nu la un ţesut sănătos întrucât poate produce daune importante în acesta din urmă. Dacă reuşim deci să înglobam astatiniul în produse farmaceutice care ajung la organele afectate de cancer şi astatiniul se leagă în acestea, radiaţia emisă ar putea fi un ajutor preţios în distrugerea celulelor cancerigene.
Ne putem deci imagina un tratament bazat pe astatiniu produs artificial care să reuşească să distrugă complet o tumoare bine localizată. Producerea astatiniului trebuie făcută aproape de locul unde este aplicat tratamentul tocmai datorită faptului că în câteva ore acesta se dezintegrează şi nu mai este util tratamentului.
Citește și:
