Ini adalah pengantar singkat untuk artikel mengenai suatu unsur. Untuk pengantar yang lebih panjang dan lebih rinci, lihat Unsur transaktinida § Pengantar.
Penggambaran grafis dari reaksi fusi nuklir. Dua inti berfusi menjadi satu, memancarkan sebuah neutron. Sejauh ini, reaksi yang menciptakan unsur-unsur baru dinilai serupa, dengan satu-satunya perbedaan yang mungkin terjadi adalah kadang-kadang beberapa neutron tunggal dilepaskan, atau tidak sama sekali.
Inti atom terberat[a] dibuat dalam reaksi nuklir yang menggabungkan dua inti lain yang ukurannya tidak sama[b] menjadi satu; secara kasar, semakin tidak sama kedua inti dalam hal massa, semakin besar kemungkinan keduanya bereaksi.[7] Bahan yang terbuat dari inti yang lebih berat dijadikan target, yang kemudian dibombardir oleh berkas dari inti yang lebih ringan. Dua inti dapat berfusi menjadi satu hanya jika mereka cukup dekat satu sama lain; biasanya, inti (semua bermuatan positif) menolak satu sama lain karena adanya tolakan elektrostatis. Interaksi yang kuat dapat mengatasi tolakan ini, tetapi hanya dalam jarak yang sangat dekat dari inti; inti berkas demikian sangat dipercepat untuk membuat tolakan tersebut tidak signifikan dibandingkan dengan kecepatan inti berkas.[8] Mendekat saja tidak cukup untuk dua inti berfusi: ketika dua inti saling mendekat, mereka biasanya tetap bersama selama kira-kira 10−20 detik dan kemudian berpisah (tidak harus dalam komposisi yang sama seperti sebelum reaksi) dan bukan membentuk satu inti.[8][9] Jika fusi benar-benar terjadi, penggabungan sementara—disebut inti majemuk—adalah keadaan tereksitasi. Untuk kehilangan energi eksitasi dan mencapai keadaan yang lebih stabil, inti majemuk melakukan fisi atau mengeluarkan satu atau beberapa neutron,[c] yang membawa pergi energi. Ini terjadi sekitar 10−16 detik setelah tabrakan awal.[10][d]
Berkas tersebut melewati target dan mencapai ruang berikutnya, pemisah; jika inti baru dihasilkan, ia akan dibawa dengan berkas ini.[13] Di dalam pemisah, inti yang baru dihasilkan dipisahkan dari nuklida lain (yang berasal dari berkas asli dan produk reaksi lainnya)[e] dan dipindahkan ke pendeteksi penghalang permukaan, yang menghentikan inti. Lokasi pasti dari tumbukan yang akan datang pada detektor ditandai; energi dan waktu kedatangannya juga ditandai.[13] Pemindahan ini memakan waktu sekitar 10−6 detik; agar dapat dideteksi, inti harus bertahan selama ini.[16] Inti dicatat lagi setelah peluruhannya dicatat, dan lokasi, energi, dan waktu peluruhannya diukur.[13]
Stabilitas sebuah inti disediakan oleh interaksi yang kuat. Namun, jangkauannya sangat pendek; ketika inti menjadi lebih besar, pengaruhnya terhadap nukleon (proton dan neutron) terluar melemah. Pada saat yang sama, inti terkoyak oleh tolakan elektrostatis antar proton, karena jangkauannya tidak terbatas.[17] Dengan demikian, inti dari unsur-unsur terberat diprediksi secara teoritis[18] dan sejauh ini telah diamati[19] meluruh terutama melalui mode peluruhan yang disebabkan oleh tolakan seperti: peluruhan alfa dan fisi spontan;[f] mode tersebut dominan untuk inti unsur superberat. Peluruhan alfa dicatat oleh partikel alfa yang dipancarkan, dan produk peluruhannya mudah ditentukan sebelum peluruhan yang sebenarnya; jika peluruhan seperti itu atau serangkaian peluruhan berurutan menghasilkan inti yang diketahui, produk asli dari suatu reaksi dapat ditentukan secara aritmetika.[g] Namun, fisi spontan menghasilkan berbagai inti sebagai produk, sehingga nuklida asli tidak dapat ditentukan dari turunannya.[h]
Informasi yang tersedia bagi fisikawan yang ingin mensintesis salah satu unsur terberat adalah informasi yang dikumpulkan pada pendeteksi: lokasi, energi, waktu kedatangan partikel ke pendeteksi, dan peluruhannya. Fisikawan menganalisis data ini dan berusaha menyimpulkan bahwa itu memang disebabkan oleh unsur baru dan tidak mungkin disebabkan oleh nuklida yang berbeda dari yang diklaim. Seringkali, data yang diberikan tidak cukup untuk kesimpulan bahwa unsur baru pasti dibuat dan tidak ada penjelasan lain untuk efek yang teramati; terjadi kesalahan penginterpretasian data.[i]
Catatan
^Dalam fisika nuklir, suatu unsur disebut berat jika nomor atomnya tinggi; timbal (unsur 82) adalah salah satu contoh unsur yang berat. Istilah "unsur superberat" biasanya mengacu pada unsur dengan nomor atom lebih besar dari 103 (walaupun ada definisi lain, seperti nomor atom lebih besar dari 100[2] atau 112;[3] kadang-kadang, istilah ini disajikan setara dengan istilah "transaktinida", yang menempatkan batas atas sebelum dimulainya deret superaktinida hipotetis).[4] Istilah "isotop berat" (dari unsur tertentu) dan "inti berat" berarti apa yang dapat dipahami dalam bahasa umum—masing-masing isotop bermassa tinggi (untuk unsur tertentu) dan inti bermassa tinggi.
^Pada tahun 2009, sebuah tim di JINR yang dipimpin oleh Oganessian menerbitkan hasil usaha mereka untuk membuat hasium dalam reaksi simetris 136Xe + 136Xe. Mereka gagal mengamati atom tunggal dalam reaksi semacam itu, menempatkan batas atas pada penampang lintang, ukuran kemungkinan reaksi nuklir, sebesar 2,5 pb.[5] Sebagai perbandingan, reaksi yang menghasilkan penemuan hasium, 208Pb + 58Fe, memiliki penampang lintang ~20 pb (lebih spesifik, 19+19−11 pb), seperti yang diperkirakan oleh para penemunya.[6]
^Semakin besar energi eksitasi, semakin banyak neutron yang dikeluarkan. Jika energi eksitasi lebih rendah dari energi yang mengikat setiap neutron ke seluruh inti, neutron tidak dipancarkan; sebaliknya, inti majemuk mengalami de-eksitasi dengan memancarkan sinar gama.[10]
^Definisi dari Pihak Kerja Bersama IUPAC/IUPAP menyatakan bahwa suatu unsur kimia hanya dapat dikenali sebagai "ditemukan" jika intinya tidak meluruh dalam waktu 10−14 detik. Nilai ini dipilih sebagai perkiraan berapa lama waktu yang dibutuhkan inti untuk memperoleh elektron terluarnya dan dengan demikian menunjukkan sifat kimianya.[11] Angka ini juga menandai batas atas yang diterima secara umum untuk waktu hidup inti majemuk.[12]
^Pemisahan ini didasarkan pada inti yang dihasilkan bergerak melewati target lebih lambat daripada inti berkas yang tidak bereaksi. Pemisah berisi medan listrik dan magnet yang efeknya pada partikel bergerak dibatalkan untuk kecepatan partikel tertentu.[14] Pemisahan tersebut juga dapat dibantu dengan pengukuran waktu terbang dan pengukuran energi putaran; kombinasi keduanya memungkinkan untuk memperkirakan massa inti.[15]
^Karena massa inti tidak diukur secara langsung tetapi dihitung dari inti lain, pengukuran semacam itu disebut tidak langsung. Pengukuran langsung juga dimungkinkan, tetapi sebagian besar tetap tidak tersedia untuk inti terberat.[21] Pengukuran langsung pertama massa inti superberat dilaporkan pada tahun 2018 di LBNL.[22] Massa ditentukan dari lokasi inti setelah pemindahan (lokasi membantu menentukan lintasannya, yang terkait dengan rasio massa terhadap muatan inti, karena pemindahan dilakukan di hadapan magnet).[23]
^Fisi spontan ditemukan oleh fisikawan Soviet Georgy Flerov,[24] seorang ilmuwan terkemuka di JINR.[25] Sebaliknya, para ilmuwan LBL percaya bahwa informasi fisi tidaklah cukup untuk klaim sintesis suatu unsur. Mereka percaya fisi spontan belum cukup dipelajari untuk menggunakannya untuk identifikasi unsur baru, karena ada kesulitan untuk menetapkan bahwa inti majemuk hanya mengeluarkan neutron dan bukan partikel bermuatan seperti proton atau partikel alfa.[12] Karena itu mereka lebih suka menghubungkan isotop baru dengan isotop yang sudah diketahui melalui peluruhan alfa berturut-turut.[24]
^Misalnya, pada tahun 1957, unsur 102 salah diidentifikasi di Institut Fisika Nobel di Stockholm, Daerah Stockholm, Swedia.[26] Tidak ada klaim definitif sebelumnya tentang penciptaan unsur ini, dan unsur tersebut diberi nama oleh penemu Swedia, Amerika, dan Inggris, nobelium. Belakangan diketahui bahwa identifikasi itu salah.[27] Tahun berikutnya, LBNL tidak dapat mereproduksi hasil Swedia dan malah mengumumkan sintesis unsur mereka; klaim itu juga dibantah kemudian.[27] JINR bersikeras bahwa mereka adalah pihak pertama yang membuat unsur tersebut dan menyarankan nama mereka sendiri untuk unsur baru tersebut, joliotium;[28] nama Soviet juga tidak diterima (JINR kemudian menyebut penamaan unsur 102 sebagai "terburu-buru").[29] Nama "nobelium" tetap tidak berubah karena penggunaannya yang meluas.[30]
^Eliav, E.; Kaldor, U.; Borschevsky, A. (2018). "Electronic Structure of the Transactinide Atoms". Dalam Scott, R. A. Encyclopedia of Inorganic and Bioinorganic Chemistry. John Wiley & Sons. hlm. 1–16. doi:10.1002/9781119951438.eibc2632. ISBN978-1-119-95143-8.Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Grant, A. (2018). "Weighing the heaviest elements". Physics Today. doi:10.1063/PT.6.1.20181113a.Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^"Популярная библиотека химических элементов. Сиборгий (экавольфрам)" [Perpustakaan populer unsur kimia. Seaborgium (eka-wolfram)]. n-t.ru (dalam bahasa Rusia). Diakses tanggal 7 Juni 2023. Dicetak ulang dari "Экавольфрам" [Eka-tungsten]. Популярная библиотека химических элементов. Серебро — Нильсборий и далее [Perpustakaan populer unsur kimia. Perak hingga nielsbohrium dan seterusnya] (dalam bahasa Rusia). Nauka. 1977.
