Des scientifiques russes et américains ont annoncé la fabrication d’un nouvel élément lourd, l’élément 117, qui parachève une série de découvertes récentes.
Représentation du nouvel élément chimique créé, l'élément 117. (Kwei-Yu Chu/LLNL)
Il y avait un trou dans le septième rang du tableau de Mendeleïev, avant dernière colonne, au rayon des éléments ‘lourds’, ceux qui ont une masse atomique élevée. Après les découvertes récentes des éléments 113,114, 115, 116 et 118, l’élément 117 était toujours absent. Ce vide est désormais comblé, annoncent des chercheurs de l’Institut de recherche nucléaire (JINR) de Dubna, en Russie, ainsi que du Laboratoire national Lawrence Livermore et du Laboratoire Oak Ridge aux États-Unis.
Expérience complexe
L’élément 117 a été observé au cours d’une expérience menée dans l’accélérateur de particules de Dubna, là où les autres éléments lourds ont été découverts. Au-delà de l’élément 92, l’uranium, qui existe à l’état naturel avec ses 92 protons, les physiciens sont obligés de fabriquer les nouveaux éléments lourds en provoquant des collisions.
Si l’élément 117 est le dernier-né de cette série, c’est que la préparation de l’expérience comportait des difficultés particulières. Il fallait notamment préparer un échantillon à base de berkelium, difficile à obtenir. 22 mg ont été synthétisés au laboratoire d’Oak Ridge après 250 jours d‘irradiation. Il restait ensuite 320 jours aux chercheurs pour boucler l’expérience, durée qui correspond à la demi-vie du berkelium. 90 jours ont été nécessaires pour purifier l’échantillon et préparer la cible qui devait être placée dans l’accélérateur de Dubna. Là, le berkelium a été bombardé pendant 150 jours par des ions calcium lancés à grande vitesse. Au cours de cette expérience six atomes de l’élément 117 ont pu être détectés.
Les rivages d’un mystérieux îlot
Au-delà de la case à remplir dans le tableau des éléments chimiques de Mendeleïev, c’est un autre horizon qui intéresse les scientifiques: celui de l’îlot de stabilité. Il s’agit d’une région théorique dans laquelle des éléments lourds (encore inconnus) auraient une très grande stabilité, alors que les éléments lourds fabriqués se désintègrent tous très rapidement, en moins d’une milliseconde. Cette stabilité rêvée serait due à un nombre particulier de neutrons et de protons. Découvrir de tels éléments ouvrirait la voie à de nouvelles expérimentations.
La désintégration de l’élément 117 –en élément 115 puis 113, avant la cassure du noyau en deux éléments plus légers- conforte l’hypothèse de l’existence de cet îlot, analysent les chercheurs américains et russes. Ils ont en effet observé au cours de cette désintégration des éléments connus avec un nombre plus important de neutrons et une durée de vie plus importante. De quoi renforcer l’hypothèse d’un nombre « magique » de neutrons donnant une stabilité exceptionnelle à un élément.
Source: Cécile Dumas – Sciencesetavenir.fr
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