Эйнштейний (Es)

Эйнштейний не встречается в природе в земной коре. Впервые он был идентифицирован в декабре 1952 года американскими учёными из Национальной лаборатории Аргонн близ Чикаго, штат Иллинойс, Национальной лаборатории Лос-Аламоса в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико, и Лаборатории Калифорнийского университета в Беркли, штат Калифорния, в продуктах термоядерных взрывов. Элемент был назван в честь Альберта Эйнштейна (рис. IUPAC.99.1). 253Es был первым идентифицированным изотопом; его период полураспада составляет 20,47 суток. Изотопом с самым длительным периодом полураспада является 252Es, с периодом полураспада 472 дня [630], [631].

Изотопы эйнштейния не имеют применения вне фундаментальных научных исследований, связанных с получением более тяжёлых трансурановых элементов и изучением химии актиноидов. Из-за излучения и тепла, выделяемых изотопами эйнштейния, использовать их в экспериментах и исследованиях трудно [631].

Трассерные исследования с использованием 253Es показывают, что эйнштейний обладает химическими свойствами, типичными для тяжёлого трёхвалентного актиноидного элемента. Для эйнштейния были сообщены степени окисления II и III, а степень окисления IV была постулирована на основании исследований переноса в паровой фазе, но не была однозначно установлена. Эйнштейний является первым двухвалентным металлом в ряду актиноидов (два связующих электрона вместо трёх). Свойства самoоблучения эйнштейния делают крайне трудным, например, получение рентгеноструктурных данных. Интенсивные гамма- и рентгеновские лучи, возникающие при распаде эйнштейния с образованием дочерних продуктов, пересвечивают рентгеновскую плёнку/детектор. Однако это интенсивное самoоблучение может быть использовано для изучения ускоренного старения и радиационных повреждений, а также для направленных медицинских радиационных методов лечения. Примером химических исследований эйнштейния являются химические последствия радиоактивного распада. При сравнительно коротком периоде полураспада Es-253 (20,47 суток) можно изучать накопление дочернего Bk-249 (период полураспада 330 дней) и внучатого Cf-249 (период полураспада 351 год). Имеются данные, указывающие на то, что двухвалентный Es может распадаться с образованием двухвалентного дочернего Bk, а затем — пока ещё неизвестного двухвалентного Cf. Коммерческого применения эйнштейния нет, однако это самый тяжёлый элемент, для которого могут быть выполнены исследования в объёмных образцах, что позволяет проводить фундаментальные исследования роли 5-f-электронов в систематике актиноидов.

Дополнительная литература:

Richard G. Haire (2006) Chapter 12, The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Third Edition, L. R. Morss, J. Fuger, and N. M. Edelstein, Eds, Springer Publishers.

Этот элемент был рассмотрен и обновлён д-ром Дэвидом Хобартом, 2011

Эйнштейний был открыт группой учёных под руководством Альберта Гиорсо в 1952 году при изучении радиоактивных обломков, образовавшихся при взрыве первой водородной бомбы. Открытый ими изотоп, эйнштейний-253, имеет период полураспада около 20 дней и был получен путём объединения 15 нейтронов с ураном-238, который затем претерпел семь бета-распадов. В настоящее время эйнштейний получают в ходе длительной цепочки ядерных реакций, включающей бомбардировку каждого изотопа в цепи нейтронами с последующим бета-распадом образующегося изотопа. Наиболее стабильный изотоп эйнштейния, эйнштейний-252, имеет период полураспада около 471,7 суток. Он распадается в берклий-248 при альфа-распаде или в калифорний-252 при электронном захвате.

Эйнштейний, седьмой из открытых трансурановых элементов ряда актинидов, был идентифицирован Гиорсо и сотрудниками в Беркли в декабре 1952 года в обломках первого крупного термоядерного взрыва, который произошёл в Тихом океане в ноябре 1952 года. Был получен изотоп 253Es с периодом полураспада 20 дней. Он был назван в честь Альберта Эйнштейна.

В 1961 году было получено достаточно эйнштейния, чтобы отделить макроскопическое количество 253Es. Эта проба массой около 0,01 мкг была измерена с использованием специальных магнитных весов. Полученный таким образом 253Es был использован для получения менделевия (элемент 101) путём нейтронной бомбардировки.

Около 3 мкг эйнштейния было получено в High Flux Isotope Reactor (HFIR) в Oak Ridge National Laboratories путём:

▸ облучения в реакторе килограммовых количеств 239Pu в течение нескольких лет для получения 242Pu,

▸ превращения 242Pu в таблетки оксида плутония и алюминиевого порошка,

▸ загрузки таблеток в мишенные стержни для первоначального 1-летнего облучения на Savannah River Plant и

▸ последующего облучения мишеней ещё в течение 4 месяцев в HFIR.

Затем мишени были извлечены для химического отделения эйнштейния от дочерних продуктов калифорния. В специальных кампаниях HFIR может присутствовать около 2 миллиграммов эйнштейния.