Zoals de naam al zegt, transuranen zijn elementen die een atoomnummer hebben dat groter is dan het atoomnummer van uranium, dat wil zeggen groter dan 92 en komt daarom na dit element in het periodiek systeem.
Het verkrijgen en ontdekken van deze elementen in het laboratorium is te danken aan experimenten die zijn uitgevoerd met de bombardement met deeltjes van stabiele atoomkernen, van elementen die niet van nature zijn radioactief Zo ondergaan ze transmutatie en transformeren ze in andere elementen.
De eerste pogingen om andere elementen dan uranium te produceren werden gedaan door Fermi, Segrè en medewerkers in 1934, puttend uit het werk van Irene Curie en Frederic Joliot over kunstmatige radioactiviteit door het bombarderen van kernen.
Het duurde echter tot 1940 voordat dit voor het eerst werd gedaan door Edwin M. McMillan en Philip H. Abelson. Ze bombardeerden de uranium-238-kern met een neutronenstraal; en het resultaat was de het verkrijgen van het eerste transurane element, netunium (Np), met atoomnummer 93:
92238U + 01n → 93239Np + -10β
In dit geval hebben de neutronen geen lading, dus hun bombardement vindt gemakkelijker plaats en wordt niet afgestoten door de kern, die positief geladen is. Naarmate het onderzoek naar het verkrijgen van transuranen echter werd verdiept, werden andere deeltjes (zoals alfadeeltjes, deuteronen en protonen) werden hierin gebruikt als projectielen bombardementen. Maar omdat ze een positieve lading hebben, is het noodzakelijk om een deeltjesversneller te gebruiken, die hun snelheid verhoogt om de afstotingskrachten met de kern te breken.
Zo was het met behulp van deeltjesversnellers mogelijk om verschillende kunstmatige elementen met hogere atoomnummers te produceren. In hetzelfde jaar 1940 werd een ander transuranisch element geproduceerd, de plutonium (Pu), met atoomnummer 94, volgens de volgende reacties:
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
12H+ 92238U → 93239Np + 2 01Nee
93239Np → 94238pu + -10β
De andere ontdekte transuranen waren: americium (Am), curium (Cm), berkelium (Bk), californium (Cf), einsteinium (Es) en fermium (Fm). En na verloop van tijd waren er anderen. De onderstaande tabel toont hun atoomnummers en de reacties van hun verkregen resultaten:
De bepaling van de eigenschappen van deze elementen is echter erg moeilijk, omdat ze in kleine hoeveelheden worden verkregen en ook aanwezig zijn grote nucleaire instabiliteit, snel vervallend hoe hoger het atoomnummer.
Een wetenschapper die uitblonk op dit gebied was: Glenn T. Seaborg, die de sectie leidde die werkte met transuranen binnen het Manhattan Project (verantwoordelijk voor de ontwikkeling van de atoombom). Hij was het die plutonium isoleerde en ontdekte, samen met E. M. Mc Millan, J. W. Kennedy en A.. Wahl. Later ontdekte hij ook nog vier transuranen en was hij ook betrokken bij de ontdekking van nog vijf andere.
Glenn Seaborg stelde in 1944 de hypothese voor dat elementen met een atoomnummer boven actinium (Z = 89) een nieuwe reeks vormden die vergelijkbaar was met lanthaniden. Dit maakte de verklaring mogelijk van de chemische eigenschappen van zowel reeds geïdentificeerde als niet-geïdentificeerde elementen. Dus in 1945 publiceerde hij het eerste periodiek systeem dat de nieuw ontdekte elementen bevatte.
Locatie van transuranen in het periodiek systeem
Voor zijn werk op dit gebied ontving hij in 1951 de Nobelprijs voor de Scheikunde, samen met natuurkundige Edwin M. McMillan, hierboven aangehaald. Ter ere van hem werd in 1997 het kunstmatige element van atoomnummer 106 genoemd zeeborgium.
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
