דובניום

דובניום (Db) הוא יסוד מלאכותי ממתכות המעבר, בעל מספר אטומי 105. היסוד ריוֹדיואקטיבי; האיזוטופ היציב ביותר שנצפה הוא ^268Db, עם זמן מחצית חיים של כיממה. "זמן מחצית חיים" הוא הזמן שבו חצי מהאטומים בדוגמה מתפרקים ומאבדי היסודות הרדיואקטיביים את תכונותיהם.

דובניום לא מצוי בטבע ומיוצר רק במעבדות. הוא שייך לקבוצה החמישית בטבלה המחזורית, מתחת לוונדיום, ניאוביום וטנטלום. לכן צפויים לו תכונות דומות לאלה של היסודות האלה, אך ניסויים מראים שהוא מתנהג קרוב יותר לניאוביום מאשר לטנטלום.

הראשון שדיווח על איזוטופים של יסוד 105 היה המכון המאוחד למחקר גרעיני (JINR) בדובנה, ברוסיה, ב-1970. המעבדה הלאומית לורנס ברקלי (LBNL) בארצות הברית דיווחה גם היא על גילוי של היסוד בחודשיים שלאחר מכן. נוצר ויכוח ארוך על מי זכה בגילוי וכיצד לקרוא ליסוד. בסופו של דבר קבעו ארגוני המדע הבינלאומיים לתת קרדיט לשתי הקבוצות, וב-1997 נקבע השם דובניום על שם העיר דובנה.

דובניום מיוצר בתגובות היתוך גרעיניות. בכך מאיצים גרעיני אטומים קלים וזורקים אותם אל גרעיני מטרה כבדים. דחייה אלקטרוסטטית בין הפרוטונים מקשה על המיזוג, לכן מאיצים את החלקיקים למהירויות גבוהות. כשהגרעינים מתמזגים הם יוצרים "גרעין מורכב" במצב מעורר; הוא משחרר אנרגיה על ידי פליטת נייטרון או על ידי פיצול בתוך זמן קצר.

זיהוי אטום חדש מתבסס על מדידות של המיקום, האנרגיה והזמן שבהם הגרעין מגיע לגלאי ואז על הדעיכה שלו. כיוון שמיוצרים רק אטומים בודדים, וחיי הסגלה קצרים, קשה מאוד לחקור את היסוד לעומק.

נוצרו מספר איזוטופים של דובניום באופן מלאכותי; בסה"כ דווח על 13 איזוטופים רדיואקטיביים. האיזוטופ ^268Db הוא היציב יחסית, ובכמה ניסויים יוצרו עשרות אטומים בלבד. איזוטופים אחרים, כמו ^270Db, נצפו גם בתהליך דעיכה של יסודות כבדים יותר במקום בייצור ישיר.

יש שתי גישות כלליות לייצור: היתוך "קר" (cold fusion) שבו הגרעין נוצר באנרגיית עירור נמוכה ופולט מעט נייטרונים, והיתוך "חם" (hot fusion) שבו האנרגיה גבוהה יותר ופולטת יותר נייטרונים. כל גישה משפיעה על הסיכוי שהגרעין החדש ישרוד ויוכל להימצא בבדיקות.

חקר דובניום מסייע להבין את גבולות יציבות הגרעין ואת התנהגות היסודות העל־כבדים. הקושי הוא שהתכונות שלו נבדקות על בסיס מעט אטומים בלבד ובזמני חיים קצרים, מה שמגביל ניסויים כימיים ופיסיקליים מפורטים.

דובניום (Db) הוא יסוד שעושים רק במעבדה. מספרו האטומי הוא 105. "אטומי" אומר כמה פרוטונים יש בגרעין של היסוד.

דובניום רדיואקטיבי. "רדיואקטיבי" אומר שהוא מתפרק לבד ומשחרר אנרגיה. הצורה היציבה ביותר שלו נשארת בערך יום אחד.

היסוד לא נמצא בטבע. מדענים בדובנה שברוסיה ובברקלי שבארצות הברית ייצרו אותו ב-1970. היו חילוקי דעות על השם, ובסוף קראו לו דובניום על שם דובנה.

כדי ליצור דובניום, משוגרים גרעינים של אטומים קלים אל גרעינים כבדים. הם מנסים להתאחד, כמו שני חלקים שחוברים יחד. זה קשה בגלל דחייה חשמלית בין הפרוטונים, ולכן משתמשים במאיצים חזקים.

יוצרים רק כמה אטומים בודדים בכל פעם. בגלל שהם נעלמים מהר, קשה ללמוד עליהם הרבה. יש לדובניום כמה צורות שונות שנקראות איזוטופים. האיזוטופ הראשון שהכינו היה ב-1968.

יש שתי דרכים עיקריות להכין אותו: היתוך קר והיתוך חם. בהיתוך קר האנרגיה נמוכה יותר ופולטים פחות חלקיקים. בהיתוך חם האנרגיה גבוהה יותר ופולטים יותר חלקיקים.

דובניום עוזר למדענים להבין איך גרעינים גדולים מתנהגים. אבל הוא קשה לחקר כי מיוצרים מעט אטומים והוא נעלם מהר.