Ciencia

Desvelan los secretos del misterioso elemento descubierto en los restos de una bomba de hidrógeno

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Judith de JorgeABC

El primer estudio sobre el escurridizo y altamente radiactivo einstenio puede llevar a la ampliación de la tabla periódica

En 1952 un dispositivo termonuclear llamado «Ivy Mike» explotó en lo que ahora son las islas Marshall, en el Pacífico. Se trataba de la primera demostración de una bomba de hidrógeno, que genera cuatro veces más energía que una de fusión nuclear. Entre los escombros fue descubierto el einstenio (Es), el elemento número 99 de la tabla periódica. Eran apenas unos 200 átomos, y los científicos trabajaron durante nueve años para poder sintetizarlo en un laboratorio. Escaso y escurridizo, fue bautizado en honor al físico Albert Einstein, como es fácil de adivinar.

Excepcionalmente radioactivo y con una vida muy corta en su forma más común -en 20 días se descompone a la mitad-, con el einstenio se han hecho muy pocos experimentos, por lo que todavía es un gran desconocido. Ahora, cien años después de que Einstein ganara el premio Nobel, un equipo de químicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y la Universidad de California en Berkeley ha presentado en la revista «Nature» el primer estudio que caracteriza algunas de sus propiedades. Sus resultados, entre los que hay algunas sorpresas, pueden ayudar a comprender mejor la tabla periódica e incluso a buscar nuevos elementos que la completen.

Eventos desafortunados

Los investigadores reconocen que su estudio no fue precisamente un camino de rosas. «Todo este artículo es una larga serie de eventos desafortunados», admite Rebecca Abergel, profesora en el departamento de Ingeniería Nuclear en Berkeley. Para empezar, trabajaron una pequeña cantidad de material, menos de 250 nanogramos (un nanogramo es la mil millonésima parte de un gramo), lo que ya supone una increíble dificultad. «Es un logro notable que pudiéramos trabajar con tan poco y hacer química inorgánica», añade.

El material se fabricó en el reactor de isótopos de alto flujo del Laboratorio Nacional Oak Ridge, uno de los pocos lugares en el mundo que es capaz de producir einstenio, que implica bombardear objetivos de curio con neutrones para desencadenar una larga cadena de reacciones nucleares. El primer problema que encontraron fue que la muestra estaba contaminada con una cantidad significativa de californio, ya que producir einstenio puro en una cantidad utilizable es un desafío extraordinario.

Lidiar con la desintegración radiactiva fue otro gran desafío. El equipo realizó sus experimentos con una forma rara de einstenio y también una de las más estables, Es-254. Tiene una vida media de 276 días, que es el tiempo que tarda la mitad del material en descomponerse. Aunque el equipo pudo realizar muchos de los experimentos antes de la pandemia de coronavirus, los cierres obligatorios evitaron que continuaran con sus planes de seguimiento. Para cuando pudieron regresar al laboratorio el verano pasado, la mayor parte de la muestra había desaparecido.

Energía nuclear

Los investigadores utilizaron el sincrotrón de Stanford, que permite ver la estructura de los compuestos químicos, para examinar cómo el einstenio interactúa con otros elementos en un compuesto. Por primera vez, lograron determinar la distancia de enlace entre sus átomos y otros de alrededor, como los del carbono, el oxígeno y el nitrógeno.

Con estos conocimientos, los científicos pueden intentar encontrar propiedades químicas interesantes y mejorar la comprensión de la tabla periódica, especialmente de los actínidos, el grupo al final de la tabla al que pertenece el einstenio. «En esa serie, tenemos elementos o isótopos que son útiles para la producción de energía nuclear o radiofármacos», señala Abergel.

La investigación no se para ahí, ya que también ofrece la posibilidad de explorar lo que está más allá del borde de la tabla periódica y posiblemente descubrir un nuevo elemento. «Realmente estamos empezando a comprender un poco mejor lo que sucede hacia el final de la tabla periódica», afirma la autora del estudio.

Segun los investigadores, de manera similar a los elementos más recientes que se descubrieron en los últimos 10 años, como el teneso, que usaba un objetivo de berkelio, si se pudiera aislar suficiente einstenio puro para hacer un objetivo, se podría empezar a buscar otros elementos y acercarnos a la (teorizada) isla de estabilidad, donde los físicos nucleares han predicho que los isótopos pueden tener vidas medias de minutos o incluso días, en lugar de las vidas medias de microsegundos o menos que son comunes en los elementos superpesados.

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