A corrida científica que levou à síntese do elemento 117

O Tenesso, de símbolo Ts, é um elemento sintético de número atômico 117 e massa atômica de 294u. Está localizado no grupo 17 da Tabela Periódica e apresenta ponto de fusão entre 350 e 550°C e ponto de ebulição em 610°C. É um elemento altamente radioativo e com produção de poucos átomos.

Os isótopos mais estáveis são ²⁹³Ts e ²⁹⁴Ts, com meias vidas da ordem de milissegundos. Estudos referentes aos Tenesso são muito recentes e várias propriedades ainda são desconhecidas.

Obtenção do Tenesso

A obtenção de Tenesso ocorreu por fusão nuclear, do ⁴⁸Ca com ²⁴⁹Bk, com formação inicial do ²⁹⁷Ts, que rapidamente decaiu, perdendo três ou quatro nêutrons, formando os isótopos ²⁹⁴Ts e ²⁹³Ts.

É um elemento superpesado, e sua descoberta foi por uma equipe de pesquisadores internacionais, envolvendo russos e norte-americanos, que relataram novas informações sobre a organização da matéria. Juntamente com os elementos 113, 115 e 118, o tenesso completa a sétima linha da tabela periódica fornece evidências da existência da denominada ilha de estabilidade, cujo conceito teórico foi proposto em 1960. De acordo com esta teoria, os elementos superpesados possuem maior estabilidade, podendo formar novos materiais com aplicações científicas ainda desconhecidas.

Colaboração internacional

O Tenesso foi sintetizado em 2010 por cientistas russos do Instituto Conjunto de Pesquisas Nucleares de Dubna e do Instituto de Pesquisa de Reatores Avançados em Dimitorovgrad. Também por pesquisadores norte-americanos dos Laboratórios Nacionais: Lawrence Livermore, na Califórnia, e Oak Ridge, no Tennesse. Ainda contaram com a colaboração dos cientistas da Universidade de Vanderbilt e da Universidade do Tennesse, ambas no estado do Tennessee.

O time de Dubna, liderado por Yuri Oganessian, estabeleceu a existência do elemento 117 a partir dos padrões de decaimento observados após o bombardeamento de um alvo radioativo de berquélio com íons de cálcio no equipamento denominado ciclotron U400. O físico Joe Hamilton, da Universidade Vanderbilt, deu detalhes do longo processo que levou à descoberta do elemento 117 em uma reportagem publicada em 2010 pela universidade.

O texto revela que os cientistas russos e norte-americanos desenvolveram um método para produzir elementos superpesados ao promover a colisão de íons de cálcio, com 20 prótons, contra vários alvos. Dessa forma, descobriram os elementos 114, 115, 116 e 118. No entanto, não conseguiram sintetizar o elemento 117, pois o alvo necessário era um elemento muito caro, o berquélio, com 97 prótons. A amostra necessária de berquélio custava 3,5 milhões de dólares, o que inviabilizava as pesquisas.

A campanha experimental, com duração de dois anos, teve início no Reator de Isótopos de Alto Fluxo, em Oak Ridge, envolvendo 250 dias de irradiação sob o mais intenso fluxo de nêutrons existente, resultando na produção de 22 miligramas de berquélio. Em seguida, foram necessários 90 dias de processamento para a separação e purificação do elemento. O material obtido foi então encaminhado a Dimitorovgrad para a preparação do alvo e, posteriormente, transferido para Dubna, onde foi utilizado em um dos mais potentes aceleradores de íons pesados ​​do mundo.

Seis átomos do elemento 117 foram produzidos após 150 dias de bombardeio. Os dados obtidos a partir desses seis átomos foram analisados ​​em Dubna e em Livermore, com os resultados sendo posteriormente reavaliados e confirmados por toda a equipe de pesquisa. O relatório da descoberta foi então aceito para publicação na Physical Review Letters.

Joe Hamilton foi o responsável por propor à União Internacional de Química Pura e Aplicada – IUPAC – o nome tenesso para o novo elemento químico, em homenagem aos centros de pesquisa em elementos superpesados localizados no estado norte-americano que participaram da colaboração científica. Em novembro de 2016, a denominação foi confirmada pela IUPAC, juntamente com os nomes oficiais dos elementos 113, nihônio; 115, moscóvio e 118, oganessônio.

Até 2016 o elemento 117 foi denominado de ununseptium, com símbolo Uus.

Uma cerimônia comemorativa realizada em janeiro de 2017, no Laboratório de Oak Ridge, no Tennessee, marcou oficialmente a inclusão do elemento 117 na Tabela Periódica,  reunindo os cientistas russos e norte-americanos responsáveis pela descoberta. Durante o evento, foi anunciado o projeto de uma Fábrica de Elementos Superpesados, atualmente em operação no Instituto Conjunto de Pesquisas Nucleares, em Dubna.

Referências

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Texto produzido pela jornalista Mari Menda, da Gerência de Relações Institucionais do CRQ-SP,
e revisado pela Profa. Dra. Márcia Guekezian, Coordenadora do curso de Engenharia Química
da Faculdade de São Bernardo do Campo – FASB.