Κιούριο: από τη Γη στη Σελήνη και στον Αρη

Μικρό βιογραφικό για το στοιχείο κιούριο. Κάθε Κυριακή «Το Βήμα» μάς ταξιδεύει και σε μια άλλη γωνιά του περιοδικού πίνακα.

Μικρό βιογραφικό για το στοιχείο κιούριο. Κάθε Κυριακή «Το Βήμα» μάς ταξιδεύει και σε μια άλλη γωνιά του περιοδικού πίνακα.
Βίος και Πολιτεία


Ο σερ Μάρτιν Πολιάκοφ, ένας άγγλος χημικός ετών 68, με ένα πρόσωπο που δεν το ξεχνάς εύκολα, καθώς στεφανώνεται από έναν τεράστιο θάμνο κάτασπρων φουντωτών μαλλιών, είναι μια γνωστή μορφή από τη σειρά των ολιγόλεπτων βίντεο για τα χημικά στοιχεία. Οταν ρωτήθηκε αν θα προτιμούσε ένα βραβείο Νομπέλ ή ένα στοιχείο που να έχει το όνομά του απήντησε ως εξής: «Αυτό είναι μια εντελώς θεωρητική ερώτηση και εγώ δεν είμαι θεωρητικός». Αφορμή για τη διπλωματική αυτή απάντηση ήταν δυο στοιχεία, το κιούριο και το λιβερμόριο, που με έναν, ας πούμε, υπόγειο τρόπο συνδέονται μεταξύ τους ενώ επιφανειακά πρόκειται για δύο στοιχεία που έχουν πάρει το όνομά τους πρόσφατα και με εντελώς «δημοκρατικές» διαδικασίες.
Θα μπορούσε το κιούριο να είναι αντικείμενο ερώτησης από αυτές που δίνουν στα τηλεοπτικά παιχνίδια και κάποια χρήματα για τη σωστή απάντηση. Πήρε βέβαια το όνομά του από την οικογένεια Κιουρί αλλά δεν το ανακάλυψε κάποιο μέλος της οικογένειας αυτής. Πρόκειται για ένα από τα λιγότερο γνωστά στοιχεία του πίνακα αλλά δεν είναι ένα από τα πιο άχρηστα. Εκτός από το ότι είναι έντονα ραδιενεργό, το πιο αξιοσημείωτο είναι πως συνοδεύει στα ταξίδια τους στη Σελήνη και, κυρίως, στον Αρη τα μικρά εκείνα και κάπως τερατόμορφα οχήματα που μπορούν να κυλούν και στις πιο απότομες και βραχώδεις πλαγιές εξετάζοντας τη σύσταση των πετρωμάτων.
Γιατί το είπαν έτσι


Ευκολάκι βέβαια. Το στοιχείο ανακαλύφθηκε το 1944, χάρη στη συσκευή που ονομάζεται κύκλοτρο, από την ομάδα των Σίμποργκ, Τζέιμς, Γκιόρσο, του Πανεπιστημίου του Σικάγου. Βομβάρδισαν πλουτώνιο-239 με σωματίδια-α, δηλαδή πυρήνες του στοιχείου ήλιο (δύο πρωτόνια – δύο νετρόνια) με ενέργεια 32 εκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ (32 Mev) και από το πλουτώνιο που προέκυψε, σε ένα άλλο τμήμα του εργαστηρίου κατάφεραν να πάρουν μια μικρή ποσότητα από ένα νέο στοιχείο. Επειδή ο διαχωρισμός τούς παίδεψε πολύ, μεταξύ τους το αποκαλούσαν Delirium. Για αυτό το στοιχείο όμως ο Σίμποργκ λέγεται ότι πρότεινε το όνομα Curium. Μάλιστα επειδή το δεύτερο γράμμα δεν μπορούσε να είναι u (Cu: σύμβολο για τον χαλκό), r (Cr: σύμβολο για το χρώμιο), i (Ci: σύμβολο για μια μέτρηση της ραδιενέργειας, ισοδύναμη με 37 δισεκατομμύρια διασπάσεις το δευτερόλεπτο) μπήκε τελικά το m, ο αστικός «μύθος» θέλει αυτό το «μ» να μην είναι το τελευταίο από το όνομα (Curiu-m) αλλά το πρώτο γράμμα στο όνομα της Μαρίας Σκλοντόβσκα-Κιουρί, οπότε το σύμβολο του στοιχείου αντιστοιχεί και στα αρχικά της (C-urie m-aria).
Ενα ακόμη παράδοξο σχετικά με το στοιχείο αυτό είναι πως η δημιουργία του ήταν κρατικό μυστικό και λέγεται ότι σε μια ραδιοφωνική εκπομπή παιδικής επιστήμης, το Quiz-Kids (ναι, υπήρχαν τέτοιες στις Ηνωμένες Πολιτείες από τότε), όταν ρωτήθηκε ο Σίμποργκ, που ήταν καλεσμένος σε αυτήν(!) αν βρέθηκε κάποιο καινούργιο στοιχείο, αποκάλυψε ότι είχαν βρει το αμερίκιο και το κιούριο.
Αριθμοί κυκλοφορίας


Ατομικός αριθμός: 96
Ατομικό βάρος: 247,1
Σημείο τήξης: 1.340 οC
Σημείο ζέσης: άγνωστο
Πυκνότητα: 13,3 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό
Αριθμός ισοτόπων: 21
Τι θέλει από τη ζωή μας


Είναι δύσκολο να πέσουμε επάνω του τυχαία διότι δημιουργείται συνήθως μέσα σε πυρηνικούς αντιδραστήρες ενώ έχουν περάσει πολλά χρόνια, κάπου 1,8 δισεκατομμύρια, από τότε που για μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια στην τοποθεσία Οκλο στην Γκαμπόν της Αφρικής, εξαιτίας της μεγάλης συγκέντρωσης ουρανίου, είχαμε τη φυσική εμφάνιση υπερουράνιων στοιχείων με ατομικό αριθμό από 83 ως 100. Ευτυχώς που είναι τα πράγματα έτσι διότι όσο κιούριο δεν αποβάλλεται κατευθείαν από τον οργανισμό, έχει την τάση να συσσωρεύεται σε ποσοστό 45% στο συκώτι και 45% στον μυελό των οστών όπου εκεί επιδίδεται στην καταστροφή των ερυθρών αιμοσφαιρίων.
Πάντως κιούριο ανιχνεύθηκε στην ατμόσφαιρα σε πολύ μικρές ποσότητες εξαιτίας των πυρηνικών δοκιμών που γίνονταν από το 1945 ως το 1980 από τις δύο υπερδυνάμεις, την τότε Σοβιετική Ενωση και τις Ηνωμένες Πολιτείες.


Πόλεμος και Ειρήνη


Σήμερα παράγεται κιούριο-242, με χρόνο ημιζωής 132 ημέρες, από τον βομβαρδισμό του πλουτωνίου με νετρόνια. Αυτό το ισότοπο γίνεται πηγή ενέργειας για συσκευές όπως είναι οι βηματοδότες εδώ στη Γη και οι σημαδούρες στη θάλασσα αλλά και συσκευές με προορισμό το Διάστημα διότι αποδίδει 3 Watt ανά γραμμάριο ουσίας. Πρόκειται για τις θερμικές γεννήτριες ραδιοϊσοτόπων (Radioisotopes Thermal Generators, RTGs) που χρησιμοποιούν θερμοζεύγη για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας εξαιτίας της θερμικής ενέργειας που εκλύεται από μια ραδιενεργό πηγή, όπως είναι και το κιούριο. Το θερμοζεύγος είναι κατά βάση ένα ζευγάρι αγωγών από διαφορετικά μέταλλα ενωμένων στο ένα άκρο τους σε επαφή με την πηγή θερμότητας. Ενα άλλο σημείο του θερμοζεύγους βρίσκεται σε διαφορετική θερμοκρασία και αυτό επιτρέπει τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος και την εκμετάλλευση της αντίστοιχης ηλεκτρικής ενέργειας για την προώθηση ελαφρών οχημάτων.
Ακόμη πιο πολύτιμο αποδεικνύεται το κιούριο στα φασματόμετρα APXS, που συνοδεύουν τα διάφορα οχήματα όταν αυτά αποστέλλονται για ανίχνευση του εδάφους στη Σελήνη και τώρα τελευταία στον Αρη (Mars Rovers Spirit, Opportunity, Curiosity). Τελειοποιήθηκαν από καναδούς ερευνητές και χρησιμοποιείται το κιούριο ως πηγή σωματιδίων-α. Αυτά σε συνδυασμό με ακτίνες-Χ κατευθύνονται με τη βοήθεια μικρού ρομποτικού βραχίονα που καταλήγει σε μια κεφαλή με διάμετρο μόλις 1,7 εκατοστά στο προς αναγνώριση πέτρωμα. Τα σωματίδια-α χτυπούν κάποια ηλεκτρόνια σε ατομικό επίπεδο και προκαλούν την εκπομπή ακτίνων-Χ. Αυτές αναλύονται και σε διάστημα μερικών λεπτών μπορεί να καταχωριστεί στη μνήμη υπολογιστή το αποτέλεσμα της ανίχνευσης. Ετσι, όλα τα στοιχεία του πίνακα εκτός από το υδρογόνο, το ήλιο και το λίθιο μπορούν να αναγνωριστούν και αυτό έχει βοηθήσει να ξέρουμε ποια στοιχεία βρίσκονται στη Σελήνη και στον Αρη.
Απορίες λογικές και μη



Πώς μπαίνει το λιβερμόριο στο ίδιο κάδρο με το κιούριο;
Το λιβερμόριο είναι το στοιχείο με ατομικό αριθμό 116 στον περιοδικό πίνακα. Δημιουργήθηκε το 2000 με τεχνητό τρόπο στο Κέντρο Ερευνών που βρίσκεται στην Ντούμπνα, ένα κέντρο πυρηνικών ερευνών έξω από τη Μόσχα. Για τη δημιουργία του συνεργάστηκαν οι επιστημονικές ομάδες του εργαστηρίου Λόρενς στο Λίβερμορ της Καλιφόρνιας και του κέντρου στην Ντούμπνα. Ιόντα ασβεστίου, με ατομικό αριθμό 20 χρησιμοποιήθηκαν για να πλήξουν έναν στόχο από κιούριο ώστε να δημιουργηθεί τεχνητά το στοιχείο με ατομικό αριθμό 116. Χρειάστηκε να περάσουν 11 χρόνια έως ότου η Διεθνής Ενωση Χημείας (IUPAC) πειστεί πως εκείνο το ένα άτομο(!) που δημιουργήθηκε και υπήρξε για 46,9 χιλιοστά του δευτερολέπτου έπρεπε να αναγνωριστεί ότι ήταν ένα ακόμη στοιχείο του πίνακα. Και με τον Ψυχρό Πόλεμο τότε να έχει κάπως υποχωρήσει, οι Ρώσοι τελικά δέχθηκαν το στοιχείο να μην πάρει όνομα σχετικό με τη Μόσχα αλλά σχετικό με την πόλη της Καλιφόρνιας σε τελετή στη ρωσική πρωτεύουσα, παρουσία του αμερικανού δημάρχου, στις 20.10.2012.

ΕΝΤΥΠΗ ΕΚΔΟΣΗ

Ακολουθήστε στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Δείτε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις από την Ελλάδα και τον Κόσμο, από
Science
ΒΗΜΑτοδότης
Σίβυλλα
Helios Kiosk