日本可能發現新元素 No.113

日本可能發現新元素113

【Comment】居然還在觀察會不會變成其他元素？關鍵的衰變 anchor decay。但在科學的極致地步，也有人的認定困擾。Science 報導了其間人的因素："In the end it boils down to which [type of evidence] does IUPAC like best?"
再來就是命名了，據說可能會依據仁科芳雄的名字來鼓勵後進，或稱為「日本」。總之，根據週期表，就是硼系元素（硼B、鋁Al、鎵Ga、銦In、鉈Tl）了。令人尊敬的門得列夫。假使是中國發現，可能會命名為「釣」。台灣，則是「鎷」。

新元素113番、日本の発見確実に　合成に３回成功◎日經（2012.09.27）理研、命名権獲得へ前進http://www.nikkei.com/article/DGXNASDG2604F_W2A920C1CR8000/

　理化学研究所は26日、元素の周期表で113番となる新元素の発見が確実になったと発表した。合成に３回成功し、新元素の認定に重要な証拠となる、別の元素に変化していく様子を詳しく観察した。国際学会から認定されれば元素の命名権が得られ、日本発の元素が初めて周期表に載ることになる。

　成果は日本物理学会の英文誌（電子版）に27日掲載される。

　新元素は2004年に理研の森田浩介准主任研究員らが人工的に作り出した。05年に再び合成したが、データ数が少ないなどの理由で、国際学会は「発見」とまだ認めていない。

　研究チームは加速器で原子番号30の亜鉛原子を同83のビスマス原子に衝突させて作った新元素が、放射線を出しながら瞬時に別の元素に「崩壊」する現象を詳しく捉えた。崩壊を６回繰り返し、既知の元素に変わった。

　従来は４回までしか崩壊を観察できなかった。今回の成果は、新元素発見の十分なデータとなるという。日本に命名権が与えられれば初めてで、記者会見した理研の野依良治理事長は「科学技術立国として、日本発の名がついた元素を世界中の人が知っている周期表に載せたい」と話した。

　ただ113番の元素については、理研とほぼ同じ時期に米国とロシアの共同研究チームも別の手法で発見したと主張している。国際学会の部会はどちらに命名権を認定するか話し合いを始めており、早ければ年内にも結論が出る見通し。

　これまで周期表に載っている元素はすべて欧米の研究機関が発見、命名している。国や研究者にちなんだ名がつけられている例が多い。森田准主任研究員は「ジャポニウムや日本を代表する物理学者の仁科芳雄[1] 博士にちなんだニシナニウムなどを検討している」と話した。

新元素　日本、初めて発見か　認定ならジャポニウム◎朝日（2012.09.27）http://digital.asahi.com/articles/TKY201209260710.html?ref=comkiji_txt_end_kjid_TKY201209260710

　理化学研究所のチームが２００４年に発見を報告した新元素が、国際的に認定される可能性が高まった。再実験の結果、新元素の詳しい性質が明らかになり、発見の確度が高まったためだ。発見者と認定されればチームに命名権が与えられる。日本が発見した初の元素として、理研は「ジャポニウム」などの名を候補に挙げている。

　元素は重くなると壊れやすくなり、放射線を出しながら、より軽い元素に変わる。ウラン（原子番号９２）より重い元素は天然にほぼ存在せず、実験室で作ることによって新発見が積み重ねられてきた。

　新元素は原子番号が１１３で、１１３個の陽子を含む原子核を持つ。自然界には存在せず、理研の森田浩介准主任研究員らのチームは０３年から、加速器を使って亜鉛（同３０）とビスマス（同８３）の原子核を衝突させる実験を繰り返し、０４年９月と０５年、それぞれ一つずつ人工的に作って発見を報告した。ロシアと米国の共同チームも０４年２月に発見を報告したが、成果を審査する国際専門委員会はいずれも「データ不足」として認定を見送っていた。

　理研はその後、三つ目となる新元素を作って詳しく観測。崩壊して別の元素に変わる過程などをより詳しく調べ、論文にまとめて２７日付の日本物理学会誌（電子版）に発表した。データ量が増え、「１１３番目の新元素」であることがほぼ証明された形だ。

　審査する専門委は、化学者の国際機関「国際純正・応用化学連合」などが選ぶ５～６人の学者で構成される。委員の一人、中原弘道・東京都立大名誉教授は「理研のデータには高い信頼性がある。日本の発見が承認される可能性が高まったと言える」と話す。専門委は半年から１年かけて審議して、結論を出す見通しだ。

　認定されれば、元素の周期律表に名前が記される。理研は名前の候補として、ジャポニウムのほかに、理研が生んだ国際的な物理学者、仁科芳雄博士にちなんだ「ニシナニウム」も挙げる。ノーベル化学賞を受賞した理研の野依良治理事長は「元素に日本の名前がつくことは、科学者を目指す日本の若者を元気づけるうえでも大いに意義がある」と話している。

　新元素発見をめぐっては１００年ほど前、東北帝大総長を務めた小川正孝博士が、自ら新元素を発見したと発表して「ニッポニウム」と命名したが、後に誤りとわかったことがある。今回の名称の候補として改めて「ニッポニウム」が挙がる可能性もあるが、略記号は「Ｎｐ」がネプツニウム、「Ｎｉ」がニッケルですでに使われている。一方、ジャポニウムの「Ｊｐ」はまだ使われていない。（杉本崇、田中誠士）

Japanese Physicists Claim Clinching Observation of New Superheavy Element◎Science（2012.09.26）http://news.sciencemag.org/scienceinsider/2012/09/japanese-physicists-claim-clinch.html

The claim sounds simple enough: Physicists in Japan say they have made a new superheavy atom, element 113, which lies at the border of the periodic table.  However, the backstory is far more complicated.  And it illustrates just how arcane the business of spotting new superheavy elements can be.

It's not the first time physicists have claimed the discovery of element 113.  A collaboration of researchers from Lawrence Livermore National Laboratory in California and the Joint Institute for Nuclear Research in Dubna, Russia, reported production of the element in 2003.  The Japanese team, which is based at the RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science in Wako, made a similar claim in 2004.  But neither of those results was conclusive, researchers say.  The RIKEN team now makes a "very strong case," says Christoph Düllmann, a nuclear chemist at the GSI nuclear research lab in Darmstadt, Germany.  "We clearly have to congratulate them. This has taken years and years of work."  Others say they are reserving judgment on who should get the credit for the discovery.

An element's chemical identity is set by the number of protons in its nucleus—its atomic number.  All elements with an atomic number greater than uranium's 92 don't exist naturally on Earth and must be produced in nuclear reactors, nuclear explosions, or by using particle accelerators.  The tradition is that whichever lab makes a new element gets to suggest its name and hence we already have dubnium (element 105), darmstadtium (element 110), and berkelium (element 97) after the Lawrence Berkeley Laboratory, the third lab that has dominated the field of superheavy elements.  RIKEN researchers are the new guys on the block and element 113, if confirmed, would be their first official discovery.

Physicists make superheavy elements by taking a target film of a heavy metal and bombarding it with a beam of lighter nuclei.  Very rarely, one of the projectiles hits a nucleus head-on and forms a compound nucleus which flies out of the foil from the force of the collision.  The nucleus will spit out a few neutrons to shed excess energy before arriving at the detector, a heavily instrumented block of silicon.  Once it is there, researchers can detect the timing of any decays and the energy of the decay products.

If the nucleus just splits apart, or "fissions," it tells researchers little.  They learn more if instead it emits an alpha particle (two protons and two neutrons) to produce a "daughter nucleus" and then that emits another alpha and so on.  The timing and energies of the alpha decays reveals the identities of all the members of the chain back to the original nucleus.  And if one member of the chain is a nucleus that has been previously studied, then its decay properties anchor the whole sequence in reality.

That anchor decay has been missing in the search for element 113.  In 2003, the Dubna team claimed to have made one atom of it by bombarding americium with calcium to produce an atom of element 115, which then quickly decayed to 113 and then lighter elements.  The team later found three more similar chains.  RIKEN researchers use a slightly different technique in which they slam zinc into bismuth, detecting one atom of element 113 in 2004 and another in 2005. But none of the decay chains detected included an anchor decay.  So last year, the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) and the International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP), the keepers of the periodic table, decided that neither team could claim discovery.

Kosuke Morita, leader of the RIKEN team, says that his team's new result—a single decay—overcomes these shortcomings.  The team's first two decays emitted alphas four times to produce a nucleus of dubnium with an atomic weight of 262 which then split apart by fission.  But dubnium-262 is known to have an alternative decay path involving more alpha decays.  And Morita's team's third atom took that path, decaying to previously-studied lawrencium-258 followed by mendelevium-254 and then fissioning, as the researchers report this week in the Journal of the Physical Society of Japan.  "Morita and team have a very good claim.  It's a very good landing point in known isotopes," says Heino Nitsche of Lawrence Berkeley National Laboratory in California.

Game, set, and match?  Not quite.  The Dubna researchers have also accumulated additional evidence to support their claim, which they submitted to IUPAC and IUPAP earlier this year.  Dubna researchers have now made a total of 56 atoms of element 113 with five different masses, says team leader Yuri Oganessian.  Because the Dubna team used a different target and projectile than the Japanese, all of their decay chains end in the fission of dubnium.  However, the chemistry of dubnium had been studied previously, so the team was able to identify that final single atom in the decay chain by chemical means before it fell apart.  "You have to commend them," Nitsche says.  "But the results are not unambiguous. There are a few experts who are not completely convinced."

Oganessian declines to say who he thinks IUPAC and IUPAP should credit with the discovery.  "It would be unethical and incorrect to discuss the issues that are directly connected with the work of experts before they make their decision," he says.  He does note, however, that elements 114 and 116 have been credited without the demonstration of an anchor decay.  Ultimately, the decision may be a matter of scientific taste, says GSI's Düllmann: "In the end it boils down to which [type of evidence] does IUPAC like best?"

[1]  http://tw.myblog.yahoo.com/hoon-ting/article?mid=1741   http://tw.myblog.yahoo.com/hoon-ting/article?mid=7275    accessed on 20120927