Odkrycie pierwiastka 117, pierwiastka syntetycznego, który nie występuje w naturze, wymagało wielu lat wspólnych badań prowadzonych przez dziesiątki naukowców z kilku międzynarodowych instytucji.
Eksperyment, który przyniósł pierwsze dowody na istnienie pierwiastka 117, nie mógłby się odbyć bez wielu światowej klasy obiektów naukowych, w tym unikalnego kompleksu akceleratorów w Rosji oraz reaktora badań jądrowych i obiektów przetwarzania w Oak Ridge National Laboratory Departamentu Energii.
ORNL jest jedynym miejscem na świecie, które może produkować wystarczające ilości radioaktywnego pierwiastka berkelium, syntetycznego pierwiastka, który jest niezbędny do stworzenia pierwiastka 117. Berkelium jest produktem ubocznym produkcji kalifornium w ORNL’s High Flux Isotope Reactor (HFIR). ORNL i JINR formalnie zgodziły się na współpracę w zakresie badań nad pierwiastkami superciężkimi w grudniu 2008 roku, w tym produkcję materiału docelowego berkeli w ORNL i udział w eksperymentach akceleratorowych w JINR. Lawrence Livermore National Laboratory, które współpracowało z JINR przy poprzednich badaniach nad pierwiastkami superciężkimi, również dołączyło do zespołu pod koniec 2008 roku, dodając możliwości analizy danych jądrowych. Berkel został wyprodukowany przez 250 dni napromieniowania w ORNL’s HFIR i 90 dni przetwarzania w sąsiednim Radiochemical Engineering and Development Center (REDC) w celu oddzielenia i oczyszczenia materiału berkelu. W dniu 15 czerwca 2009 r. ORNL wysłało do JINR 22 miligramy berkelium-249, którego czas połowicznego zaniku wynosił 327 dni. Materiał ten został przekazany do Rosyjskiego Instytutu Badawczego Reaktorów Atomowych w Dimitrovgradzie, który wyprodukował tarczę poprzez naniesienie radioizotopu berkelium na cienką warstwę tytanu. Cel został wysłany z RIAR do JINR w Dubnej, gdzie eksperyment rozpoczął się 28 lipca 2009 roku. Cel 249Bk był bombardowany przez 150 dni intensywną wiązką 7 bilionów jonów wapnia-48 na sekundę w jednym z najpotężniejszych na świecie akceleratorów ciężkich jonów. W bardzo rzadkich warunkach, jądra wapnia (zawierające 20 protonów) oddziaływały z jądrami berkeli (zawierającymi 97 protonów), tworząc kilka jąder złożonych o liczbie atomowej 117. Jądra te zostały oddzielone od wiązki wapnia za pomocą zestawu silnych magnesów w separatorze Dubna Gas Filled Recoil Separator. Jądra pierwiastka 117 zostały wszczepione do krzemowych detektorów, gdzie zmierzono charakterystyczne rozpady promieniotwórcze. W końcu detektory wykryły sześć krótkożyciowych, ale historycznych atomów pierwiastka 117, które następnie rozpadły się na pierwiastki 115, 113, 111, 109, 107 i 105. Międzynarodowy zespół badawczy ogłosił swoje odkrycie pierwiastka 117 w kwietniu 2010 roku w publikacji Physical Review Letters. W pracy o odkryciu wzięło udział 33 autorów z sześciu instytucji: JINR (15), ORNL (7), LLNL (6), Vanderbilt (2), RIAR (1) i University of Nevada Las Vegas (2). Grupa 72 naukowców z 16 instytucji w Australii, Finlandii, Niemczech, Indiach, Japonii, Norwegii, Polsce, Szwecji, Szwajcarii, Wielkiej Brytanii i Stanach Zjednoczonych przeprowadziła eksperymenty potwierdzające, aby niezależnie zweryfikować odkrycie pierwiastka 117. Badania te obejmowały produkcję berkeli w ORNL i bombardowanie wiązką jonów wapnia o dużej mocy w akceleratorze w GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research w Darmstadt w Niemczech. Ta niezależna obserwacja pierwiastka 117 została przedstawiona w pracy Physical Review Letters opublikowanej w maju 2014 r. Dodatkowe badania potwierdzające zostały przeprowadzone przez JINR, ORNL, LLNL, Vanderbilt i University of Tennessee, Knoxville (UTK) w JINR w 2012 r. przy użyciu berkeli z ORNL (Phys. Rev. Lett. 109, 162501 (2012)). Krzysztof Rykaczewski z ORNL i Robert Grzywacz z UTK kierowali rozwojem nowego detektora i cyfrowego systemu akwizycji danych, który został wykorzystany w dalszych eksperymentach na superciężkich jądrach w JINR. Wspólny komitet Międzynarodowej Unii Fizyki Czystej i Stosowanej oraz Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej ocenił dowody i ogłosił 30 grudnia 2015 roku, że kryteria odkrycia pierwiastka 117 zostały spełnione. IUPAC w tym ogłoszeniu potwierdził również odkrycie pierwiastka 115, będącego produktem rozpadu pierwiastka 117. Komitet zaprosił następnie zespół odkrywców z JINR, LLNL, ORNL i Vanderbilt do zaproponowania stałych nazw i symboli dla pierwiastków 117 i 115. W dniu 8 czerwca 2015 r., Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) Wydział Chemii Nieorganicznej opublikowała Tymczasowe zalecenie dla nazwy tennessine i symbolu Ts dla pierwiastka 117, w uznaniu wkładu Oak Ridge National Laboratory, Vanderbilt University i University of Tennessee at Knoxville w badania nad pierwiastkami superciężkimi, w tym produkcję i separację chemiczną unikalnych materiałów docelowych aktynowców do syntezy pierwiastków superciężkich w obiektach HFIR-REDC ORNL. Uznanie Tennessee w nazwie pierwiastka 117 było tematem dyskusji od czasu, gdy pierwotnie zasugerował to Hamilton. Nazwa tennessine została formalnie zaproponowana przez zespół odkrywców podczas wideokonferencji 23 marca 2016 r., z końcówką „ine” wybraną w celu zachowania zgodności z wymaganą konwencją dla pierwiastków z grupy 17 układu okresowego. Tymczasowa nazwa moscovium została zaproponowana dla elementu 115, honorując rosyjski region, który jest domem dla JINR. W obecnym układzie okresowym pierwiastki poza uranem (liczba atomowa 92) są coraz bardziej niestabilne i szybko rozpadają się na inne pierwiastki. Fizycy jądrowi teoretyzują, że „wyspa stabilności” istnieje poza obecnym układem okresowym, gdzie nowe superciężkie pierwiastki wykazywałyby dłuższe czasy życia. Taka wyspa rozszerzyłaby układ okresowy o jeszcze cięższe pierwiastki, a zwiększone czasy życia umożliwiłyby eksperymenty chemiczne i potencjalne zastosowania dla tych pierwiastków. Pierwiastek 117 był jedynym brakującym pierwiastkiem w siódmym rzędzie układu okresowego. Na kursie do wyspy stabilności, naukowcy początkowo pominęli element 117 ze względu na trudności w uzyskaniu materiału docelowego berkelium. Pierwiastek 117 i powstałe w wyniku jego rozpadu promieniotwórczego nowe izotopy przybliżają naukowców do wyspy stabilności i potwierdzają ogólny trend wzrostu stabilności pierwiastków superciężkich wraz ze wzrostem liczby neutronów w jądrze. Odkrycie dwóch izotopów pierwiastka 117 i ich 11 produktów rozpadu stanowi silny dowód na istnienie wyspy stabilności. .Znaczenie pierwiastka 117
Dokumentacja uzupełniająca