Il primo novembre del 1952, un team di scienziati americani, al servizio dell’esercito degli Stati Uniti, diede il via a un esperimento di proporzioni incredibili. Fu acceso l’interruttore di una strana struttura alta tre piani, chiamata “Ivy Mike”. Questo era il primo test di una bomba all’idrogeno, una nuova tipologia di arma nucleare che era ben 700 volte più potente delle bombe atomiche sganciate sul Giappone.
Il test della bomba ebbe luogo su un minuscolo atollo chiamato Eniwetok, nelle Isole Marshall del Pacifico Meridionale. Quando Ivy Mike fu detonato, rilasciò una potenza esplosiva di 10,4 megatoni, equivalente a circa 10,4 milioni di tonnellate di TNT. Per confronto, la bomba lanciata su Hiroshima produsse soltanto 15 chilotoni (15.000 tonnellate di TNT).
L’esplosione vaporizzò completamente l’atollo di Eniwetok e generò una nuvola a forma di fungo larga 4,8 chilometri. Degli operai con tute protettive raccolsero materiale radioattivo da un’isola vicina e lo mandarono al Berkeley Lab in California (oggi Lawrence Berkeley National Laboratory) per l’analisi. Lì, un gruppo di ricercatori del Progetto Manhattan, guidato da Albert Ghiorso, isolò appena 200 atomi di un elemento del tutto nuovo, contenente 99 protoni e 99 elettroni.
Nel 1955, i ricercatori annunciarono al mondo la loro scoperta e la chiamarono in onore del loro eroe scientifico: einsteinium.
Grande e instabile
Oggi ti parlerò dell’einsteinio, un elemento chimico molto particolare. Come avrai imparato a scuola, l’einsteinio si trova nella posizione numero 99 della tavola periodica, affiancato da altri elementi molto pesanti e radioattivi come il californio e il berkelio. Tuttavia, a differenza di elementi come l’uranio, l’einsteinio non si trova in natura in quantità significative, ma può essere creato artificialmente mediante l’esplosione di una bomba all’idrogeno o tramite collisioni di particelle subatomiche in un reattore.
Ma cosa rende un elemento radioattivo? Secondo Joseph Glajch, un chimico farmaceutico esperto nell’uso di elementi radioattivi per l’imaging medico, la radioattività degli elementi come l’einsteinio è legata alle dimensioni estreme dei loro atomi. Quando gli atomi diventano così grandi, il nucleo diventa instabile e inizia a disintegrarsi, emettendo neutroni, protoni ed elettroni fino a decadere in uno stato elementare inferiore.
Durante il processo di decadimento, gli elementi radioattivi emettono particelle subatomiche come particelle alfa, particelle beta, raggi gamma e altre forme di radiazione. Alcuni tipi di radiazione sono relativamente innocui, ma altri possono danneggiare le cellule e il DNA umano.
Einsteinio, insieme agli altri elementi radioattivi, rappresenta dunque una realtà straordinaria e affascinante della nostra natura, una testimonianza dell’incredibile complessità e variabilità del mondo atomico. Spero che questa piccola incursione nel mondo della chimica ti abbia incuriosito, e ti invito a continuare ad esplorare le meraviglie della scienza.
La breve durata di conservazione dei prodotti
Sai, i processi di decadimento radioattivo e la formazione di diversi isotopi con pesi atomici diversi sono fenomeni affascinanti della natura. Gli isotopi di un elemento hanno tempi di vita diversi, chiamati “emivita”, che rappresentano il tempo approssimativo necessario affinché la metà del materiale si disintegri in un nuovo isotopo o in un elemento inferiore.
Ad esempio, l’einsteinio raccolto nel Pacifico del Sud nel 1952 era un isotopo chiamato einsteinio-253, composto da 99 protoni e 154 neutroni. Questi elementi pesanti, come l’einsteinio, hanno una vita breve: l’einsteinio-253 ha un’emivita di soli 20,5 giorni.
Al contrario, l’uranio-238, l’isotopo più comune dell’uranio trovato in natura, ha un’emivita di 4,46 miliardi di anni. È stupefacente pensare a tempi così lunghi nella vita di un elemento!
La sintesi di elementi pesanti come l’einsteinio in laboratorio è estremamente complessa, perché questi elementi iniziano a decadere molto rapidamente. A mano a mano che si creano elementi sempre più grandi e isotopi, diventa sempre più difficile mantenerli intatti abbastanza a lungo da poterli studiare.
Immagina il lavoro dei ricercatori di Berkeley Lab, che maneggiano campioni radioattivi di einsteinio nella loro ricerca. È un compito delicato e affascinante allo stesso tempo. Sembra quasi un’avventura scientifica!
Insomma, la scienza dei materiali radioattivi è un mondo affascinante, fatto di elementi che si trasformano nel tempo e di incredibili sfide scientifiche. E chissà quali altri segreti ci riserverà ancora la tavola periodica degli elementi!
Grande e significativo progresso rilevante ottenuto in una scala ridotta
Ciao! Oggi ti parlerò di un’incredibile scoperta nel mondo della chimica che ha acceso molta eccitazione. Un team di scienziati è riuscito a trattenere un campione di einsteinio, un elemento ultra-raro, abbastanza a lungo da misurarne alcune proprietà chimiche.
Immagina, la scienziata Rebecca Arbergel del Lawrence Berkeley National Laboratory insieme al suo team ha dovuto aspettare con pazienza un minuscolo campione di einsteinio-254, prodotto dall’Oak Ridge National Laboratory nel Tennessee. Questo campione pesava 250 nanogrammi, cioè 250 miliardesimi di grammo, e aveva una emivita di 276 giorni. Quando la pandemia da COVID-19 ha colpito nel 2024, la ricerca è stata messa da parte per mesi, durante i quali il 7% del campione si è degradato ogni 30 giorni.
La svolta di Abergel è arrivata con la creazione di una “graffetta” molecolare che poteva trattenere un singolo atomo di einsteinio-254 abbastanza a lungo da misurare cose come la lunghezza dei suoi legami molecolari e a quale lunghezza d’onda emette luce. Entrambe queste misurazioni sono cruciali per capire come l’einsteinio e i suoi cugini pesanti potrebbero essere utilizzati potenzialmente per il trattamento del cancro.
Questa scoperta apre la strada a numerose possibilità nel campo della medicina e della scienza dei materiali, aprendo una finestra su un mondo di opportunità ancora inesplorate. La conoscenza di queste proprietà chimiche è un passo avanti nella ricerca di nuove terapie e nuovi materiali che potrebbero migliorare la qualità della vita e portare a importanti sviluppi nel futuro della medicina.