理論上の元素115は存在する、研究で確認

元素周期表の右下隅には、イラストレーターが灰色で塗ることが多いボックスがいくつかあります。国際純正・応用化学連合はこれらのボックスをまったく省略しているため、周期表は少し隙間があるように見えます。これらのボックスは、IUPAC が実際に存在することをまだ確認していない元素用です。

現在、一連の新たな実験が、そうした元素の 1 つの発見を裏付けている。国際的な物理学者チームが、ドイツの GSI 加速器で陽子 115 個を持つ元素を合成した。研究グループがこの元素を合成したのは今回が初めてではなく、この元素は暫定的にウンウンペンチウム (ラテン語で 1-1-5 に「-ium」を足したもの) と呼ばれている。ロシアと米国の科学者チームが 2000 年代初頭に初めてウンウンペンチウムを作り、2006 年に論文を発表した。しかし当時、IUPAC はウンウンペンチウムを公式に認定 (または命名) するには証拠として不十分だとみなしていた。今回の GSI による新たな研究は、公式認定に向けた新たな一歩となる。

なぜウンウンペンチウムは「発見された」ではなく「合成された」または「作られた」というのでしょうか。他の超重元素と同様に、ウンウンペンチウムは、人々が実験を行って作成しなければ存在できません。これは完全に合成された元素です (ウンウンペンチウム : 元素 :: ポリエステル : 布地?)。また、どの研究室でも簡単に作れるわけではありません。地球上で自然に発生する最も重い元素で、92 個の陽子を含むウランよりも重い元素の作成には、核融合反応、原子核反応、またはその他の高度に専門的な化学反応が必要です。ウンウンペンチウムの前に、GSI の加速器はウランよりも多くの陽子を持つ 6 つの合成元素を作成していました。

ウンウンペンチウムを作るために、GSI の物理学者チームは、陽子数が 95 の別の合成元素であるアメリシウムの薄膜に、陽子数が 20 のカルシウムイオンを照射しました。この照射により、アメリシウム原子の原子核がカルシウム原子の原子核と融合し、陽子数が 115 の新しい単一の原子核が作られます (GSI の「新元素」ウェブページで非常に教育的な GIF をご覧ください)。すべての超重合成元素と同様に、ウンウンペンチウムは急速に崩壊します。2006 年の発表のために研究者が作ったウンウンペンチウムの原子は、わずか 30 ～ 80 ミリ秒しか持続しませんでした。

スウェーデンのルンド大学によると、IUPAC のメンバーは、2006 年の研究の新たな確認をこれから検討し、ウンウンペンチウムの公式認定に値するかどうかを決定する予定だという。ルンド大学の研究者らは、GSI で行われた最近のウンウンペンチウムの実験を主導した。一方、ルンド大学のチームは、その研究結果をPhysical Review Letters誌に発表した。

米国のローレンス・リバモア国立研究所によると、合成元素の研究は化学における興味深い理論を裏付けるだけでなく、研究者が核分裂のプロセス全般についてさらに学ぶことにも役立つという。しかし、未来の最先端の機器でさえ、ウンウンペンチウムが使われることはまずないだろう。これまでのところ、科学者は100個程度の陽子を持つ合成元素の実用的な用途しか見つけられていない。