Jabarkan Penemuan unsur-unsur superberat dari Pulau kestabilan nuklir

Minat ilmiah terhadap adanya pulau kestabilan terus meningkat pada tahun 1960-an, terutama karena beberapa perhitungan memprediksi bahwa akan ada nuklida dengan waktu paruh miliaran tahun. Nuklida-nuklida dalam pulau kestabilan diperkirakan stabil terutama terhadap terjadinya pembelahan spontan walaupun massa atomnya besar. Muncul pemikiran bahwa jika terdapat unsur-unsur superberat dengan umur yang cukup panjang, unsur-unsur tersebut akan memiliki sifat nuklir dan kimia yang dapat dimanfaatkan. Di antaranya, unsur-unsur ini dapat digunakan dalam pemercepat partikel sebagai sumber neutron, dan dalam senjata nuklir karena diprediksi memiliki massa kritis kecil dan menghasilkan jumlah neutron tinggi per fisi, dan sebagai bahan bakar nuklir untuk misi luar angkasa. Karena spekulasi-spekulasi ini, banyak peneliti mencari unsur-unsur superberat pada dasawarsa 1960-an dan 1970-an, baik mencarinya di alam maupun berusaha menyintesisnya dalam pemercepat artikel.

Pada 1970-an, eksperimen-eksperimen untuk menyintesis berbagai unsur dengan nomor atom 107 hingga 127 dilakukan di sejumlah laboratorium di seluruh dunia, tetapi tidak ada yang berhasil. Upaya ini dilakukan dengan reaksi-reaksi yang disebut fusi-evaporasi, yaitu dengan iradiasi sebuah ion inti dipercepat terhadap sebuah target inti berat dalam sebuah siklotron. Inti baru terbentuk ketika kedua inti ini berfusi (bergabung) dan sistem yang dihasilkan melepas energi melalui evaporasi berbagai partikel (terutama proton, neutron, dan partikel alfa). Reaksi jenis ini dibagi menurut energi eksitasi sistem yang dihasilkan, yaitu menjadi fusi "dingin" (energi eksitasi lebih rendah) dan "panas" (energi eksitasi lebih tinggi). Perbedaan ini memengaruhi hasil reaksi. Contoh reaksi seperti ini adalah antara inti 248Cm dan 40Ar (diharapkan menghasilkan isotop-isotop bernomor atom 114) dan antara 232Th dan 84Kr (diharapkan menghasilkan unsur bernomor 126). Upaya-upaya ini tidak ada yang berhasil, kemungkinan karena eksperimen-eksperimen ini tidak cukup sensitif jika penampang lintang reaksinya terlalu rendah (sehingga rendemennya rendah), atau karena inti atom yang berhasil terbentuk dalam reaksi ini umurnya terlalu pendek untuk dapat dideteksi. Eksperimen-eksperimen selanjutnya menunjukkan bahwa waktu paruh maupun penampang lintang memang mengecil jika nomor atom meningkat, sehingga inti-inti terberat yang terbentuk di setiap eksperimen hanya berjumlah beberapa atom dan berumur sangat pendek. Pencarian unsur-unsur ini di alam juga gagal, kemungkinan karena jika memang unsur-unsur superberat ini ada di alam, maka kelimpahannya sangat kecil (di bawah 10−14 mol unsur superberat per mol bijih). Walaupun upaya mengamati unsur superberat berumur panjang mengalami kegagalan, mulai tahun 1969 unsur-unsur superberat baru mulai ditemukan setiap beberapa tahun di berbagai laboratorium melalui reaksi penembakan ion ringan dan reaksi fusi "dingin". Ruterfordium (nomor atom 104), unsur pertama setelah golongan aktinida, ditemukan pada 1969. Kopernisium, dengan nomor atom 112 (sangat dekat dengan prediksi Z = 114 yang terkait dengan pulau kestabilan), ditemukan pada 1996. Walaupun inti-inti atom ini berumur sangat pendek (waktu paruh berada dalam hitungan detik), keberadaan unsur-unsur lebih berat dari ruterfordium menunjukkan bahwa memang benar ada efek stabilisasi yang ditimbulkan oleh kulit inti yang penuh. Dalam model tanpa pertimbangan efek kulit inti, unsur-unsur superberat ini dianggap mustahil sama sekali karena akan mengalami fisi spontan.

Flerovium, dengan jumlah proton sesuai bilangan ajaib 114, pertama kali disintesis pada 1997 di Institut Bersama untuk Riset Nuklir, Dubna, Rusia, oleh sekelompok fisikawan yang dipimpin Yuri Oganessian. Dalam penemuan ini, satu atom bernomor 114 dideteksi dengan umur 30,4 detik, dan produk peluruhannya memiliki waktu paruh dalam hitungan menit. Inti-inti atom yang dihasilkan dalam eksperimen ini mengalami peluruhan alfa alih-alih reaksi fisi, dan waktu paruhnya berkali-kali lipat lebih besar dari yan diprediksi. Peristiwa ini dianggap sebagai "contoh klasik" dari deret peluruhan khas pulau kestabilan, dan menjadi bukti kuat untuk keberadaan pulau kestabilan di wilayah nomor atom ini. Peluruhan berantai yang ditemukan pada 1998 ini tidak pernah diamati lagi, dan hingga kini masih tidak diketahui pasti susunan persisnya. Namun, eksperimen-eksperimen pada dua dasawarsa selanjutnya berhasil menemukan seluruh unsur hingga oganeson (Z = 118), dengan waktu paruh melebihi prediksi sebelumnya dan dengan sifat peluruhan yang mendukung teori pulau kestabilan. Inti-inti atom yang ditemukan belum mencapai jumlah neutron N = 184 yang diperkirakan sebagai puncak kestabilan, dan pusat pulau kestabilan belumlah diketahui. Inti atom yang telah dikonfirmasi dengan jumlah neutron tertinggi adalah 293Lv and 294Ts yang masing-masing memiliki 177 proton. Namun, tren yang ada menunjukkan bahwa kestabilan inti atom meningkat dengan semakin mendekati N = 184. Misalnya, isotop 285Cn (N = 173) memiliki waktu paruh hampir 105 kali lebih besar daripada isotop unsur yang sama 277Cn dengan N = 165. Tren ini diperkirakan akan terus berlanjut dalam isotop-isotop lebih berat yang belum ditemukan.