Wetenschap & Techniek

Hoe Rusland en de VS samen joegen op superheavies

foto: Pixabayfoto: Pixabay
  1. Nieuwschevron right
  2. Hoe Rusland en de VS samen joegen op superheavies

[NTR] In de jacht op nieuwe chemische elementen waren Rusland en VS elkaars concurrenten. Tot Yuri Oganessian vrede sloot met de vijand. Frederique Melman zocht de kerngeleerde op in Dubna.

Al 55 jaar maakt kerngeleerde Yuri Oganessian (1933) jacht op nieuwe chemische elementen. Een erudiete man met pretogen achter dikke brillenglazen, charmant als George Clooney, een slavendrijver voor zijn personeel als het moet. Het was Oganessians inventiviteit die eind jaren negentig tot een grote doorbraak in dit vakgebied leidde. Dus waarom kreeg zijn Amerikaanse concurrent Glenn Seaborg wél een Nobelprijs voor zijn onderzoek naar nieuwe chemische elementen? Waarom viel Seaborg bovendien een nóg grotere eer ten deel: een element dat zijn naam draagt, seaborgium? Die eenzijdige erkenning steekt, weet Oganessians rechterhand, Alexander Popeko, een man met de weemoedigste donkerbruine ogen ooit. "Hij zal het zelf nooit toegeven, maar hij zoekt erkenning. Jaar in, jaar uit dragen collega’s Yuri voor aan het Nobelprijscomité. Tevergeefs, tot nog toe. En de tijd dringt. Hij is al 83."

Yuri Oganessian is vanavond een van de gasten in The Mind of the Universe, de tiendelige serie op NPO2 waarin Robbert Dijkgraaf op zoek gaat naar de grenzen van de wetenschap. Eindredacteur Rob van Hattum vertelde in Nieuws en Co over het programma:

Nieuwe VPRO-serie over wetenschap: the mind of the universe

Maken wat de evolutie vernietigde

Tot 1940 is de wereld van de elementen lekker overzichtelijk. Alle in de natuur voorkomende elementen zijn dan in kaart gebracht op basis van hun atoomgewicht. Van de lichtste atomen – waterstof (nr. 1), helium (nr. 2) en lithium (nr. 3) – tot en met het zwaarst in de natuur voorkomend element, uranium (nr. 92). De Rus Dmitri Mendelejev heeft ze netjes gerangschikt in het periodieke systeem der elementen, de tabel die in elk scheikundelokaal hangt. Maar wat volgt na uranium? "Om dat te weten", zegt Oganessian, "moet je de elementen zelf maken. In de natuur vind je ze niet. Ze zijn zo instabiel dat ze de miljarden jaren aardse evolutie niet overleefd hebben."

Het is de Amerikaanse kernfysicus Glenn Seaborg die de twijfelachtige eer heeft plutonium (nr. 94) te maken, de brandstof voor de atoombom die tijdens WO II op Nagasaki zou vallen. Ook de Russen azen op nieuwe elementen. De rivaliteit tussen de machtsblokken is ook in de wetenschap onverminderd groot. Aan beide kanten van de Atlantische Oceaan laten kernfysici atomen in deeltjesversnellers op elkaar knallen in een poging ze te laten samensmelten tot nieuwe, zwaardere elementen. Onder leiding van Seaborg maken de Amerikanen elementen 95 tot en met 101. Zowel de Russen in Dubna als de Amerikanen claimen vervolgens elementen 102 tot en met 106. Maar die zware jongens leven steeds korter. Hoe hoger het atoomgetal, des te sneller vallen de instabiele atomen uit elkaar tot atomair puin. Als natte, atomaire scheten. Dat gaat zo door. Tot de creatie van element 114.

Op jacht naar superheavies

"Kom binnen." Oganessian houdt de entreedeur van zijn gigantische laboratoriumcomplex voor me open. "Waar wij kernfysici jacht op maken", zegt hij met een twinkeling in zijn ogen, "is het eiland van stabiliteit." De theorie voorspelt dat als elementen nóg zwaarder worden, ze op een bepaald punt weer stabieler worden en langer zullen leven dan de eendagsvliegen die hun iets lichtere atomaire broeders zijn. Oganessian: "Het zijn deze superheavies waar we op jagen." Exotische elementen met eigenschappen en mogelijke toepassingen waar we alleen nog maar van kunnen dromen.

Oganessian bedacht een nieuw recept om het ‘eiland van stabiliteit’ te vinden. Hij zou zeldzame calciumatomen met twintig protonen op plutoniumatomen met 94 protonen laten knallen in een nieuwe deeltjesversneller. Plutonium met genoeg neutronen om 114 protonen in de atoomkern bij elkaar te binden. Maar de enige manier om aan die zeldzame atomen te komen, was vrede sluiten met de vijand. De labs die ze konden leveren, waren zijn Amerikaanse aartsrivalen van het Lawrence Livermore National Laboratory en het Oak Ridge National Laboratory. "Ik heulde met de vijand en spendeerde in een land dat op zijn gat lag bakken met geld aan een experiment waarvan ik niet wist of het zou werken. Weet je hoe moeilijk die tijd was? Er ging geen dag voorbij dat ik niet aan mezelf twijfelde", zegt Oganessian in een zeldzaam kwetsbaar moment.

Land in zicht!

Het is 1998. Van ’s ochtends tot ’s avonds, zelfs op zondag, controleert Oganessian de nieuwe opstelling. Op een dag in november slaan de meters in de controlekamer uit. Eindelijk. Eindelijk heeft zijn deeltjesversneller één atoom, element 114, gecreëerd. Oganessian gooit zijn handen weer in de lucht. "Ik was euforisch!" Al viel het atoom al na enkele seconden uit elkaar, belangrijker was dat er een keerpunt bereikt was. 114 leefde langer dan zijn broers 112 en 113. "Eindelijk hadden we – na een lange vaart over een denkbeeldige zee van instabiele elementen – het eiland van stabiliteit ontdekt."

Yuri Oganessian is zondagavond te gast in The Mind of the Universe
NPO2, 21.05 uur

Om deze inhoud te tonen moet je toestemming geven voor social media cookies.

Dit is een ingekorte versie van een artikel dat ook in de VPRO-gids verschijnt. Het oorspronkelijke artikel kun je lezen bij The Mind of the Universe.

NPO Radio 1 houdt je dagelijks op de hoogte over de laatste ontwikkelingen in de wetenschap
Maandag t/m vrijdag rond 16.20 uur in Nieuws en Co
Dinsdag en vrijdag rond 10.50 uur in de Ochtend

Ster advertentie
Ster advertentie