Jabarkan Penemuan dari Mendelevium

Mendelevium adalah unsur transuranium kesembilan yang disintesis. Ia pertama kali disintesis oleh Albert Ghiorso, Glenn T. Seaborg, Gregory R. Choppin, Bernard G. Harvey, dan pemimpin tim Stanley G. Thompson pada awal tahun 1955 di Universitas California, Berkeley. Tim tersebut menghasilkan 256Md (waktu paruh 77 menit) ketika mereka membombardir target 253Es yang terdiri dari hanya satu miliar (109) atom einsteinium dengan partikel alfa (inti helium) di siklotron 60 inci Laboratorium Radiasi Berkeley, sehingga meningkatkan nomor atom target menjadi dua. Dengan demikian, 256Md menjadi isotop pertama dari setiap unsur yang disintesis satu atom pada satu waktu. Secara total, tujuh belas atom mendelevium diproduksi. Penemuan ini adalah bagian dari program yang dimulai pada tahun 1952, yang menyinari plutonium dengan neutron untuk mentransmutasikannya menjadi aktinida yang lebih berat. Metode ini diperlukan karena metode sebelumnya yang digunakan untuk menyintesis unsur transuranik, penangkapan neutron, tidak dapat bekerja karena kurangnya isotop fermium yang meluruh melalui peluruhan beta yang akan menghasilkan isotop unsur berikutnya, mendelevium, dan juga karena waktu paruh yang sangat singkat untuk fisi spontan 258Fm yang dengan demikian merupakan batas keras untuk keberhasilan proses penangkapan neutron.

Untuk memprediksi kemungkinan produksi mendelevium, tim tersebut menggunakan perhitungan kasar. Jumlah atom yang akan dihasilkan kira-kira sama dengan hasil kali jumlah atom bahan target, penampang lintang target, intensitas berkas ion, dan waktu pengeboman; faktor terakhir ini terkait dengan waktu paruh produk saat membombardir waktu sesuai urutan waktu paruhnya. Ini memberikan satu atom per percobaan. Dengan demikian dalam kondisi optimal, penyusunan hanya satu atom unsur 101 per percobaan dapat diharapkan. Perhitungan ini menunjukkan bahwa percobaan dapat dilanjutkan. Bahan target, einsteinium-253, dapat diproduksi dengan mudah dari penyinaran plutonium: satu tahun penyinaran akan menghasilkan satu miliar atom, dan waktu paruh tiga minggunya berarti bahwa percobaan unsur 101 dapat dilakukan dalam satu minggu setelah einsteinium yang dihasilkan dipisahkan dan dimurnikan untuk membuat target. Namun, siklotron perlu ditingkatkan untuk mendapatkan intensitas yang dibutuhkan sebesar 1014 partikel alfa per detik; Seaborg mengajukan dana yang diperlukan.

Saat Seaborg mengajukan pendanaan, Harvey mengerjakan target einsteinium, sementara Thomson dan Choppin berfokus pada metode isolasi kimia. Choppin menyarankan penggunaan asam α-hidroksiisobutirat untuk memisahkan atom mendelevium dari atom aktinida yang lebih ringan. Sintesis sebenarnya dilakukan dengan teknik putaran, yang diperkenalkan oleh Albert Ghiorso. Dalam teknik ini, einsteinium ditempatkan di sisi target yang berlawanan dari pancaran, sehingga atom mendelevium yang berputar akan mendapatkan momentum yang cukup untuk meninggalkan target dan ditangkap pada foil penangkap yang terbuat dari emas. Target putaran ini dibuat dengan teknik elektroplating yang dikembangkan oleh Alfred Chetham-Strode. Teknik ini memberikan hasil yang sangat tinggi, yang mutlak diperlukan saat bekerja dengan produk langka dan berharga seperti bahan target einsteinium. Target putaran terdiri dari 109 atom 253Es yang disimpan secara elektrolitis pada kertas emas tipis. Ia dibombardir oleh partikel alfa 41 MeV dalam siklotron Berkeley dengan kerapatan berkas sangat tinggi sebesar 6×1013 partikel per detik di area seluas 0,05 cm2. Target didinginkan dengan air atau helium cair, dan foil dapat diganti.

Eksperimen awal dilakukan pada bulan September 1954. Tidak ada peluruhan alfa yang terlihat dari atom mendelevium; dengan demikian, Ghiorso memperkirakan bahwa mendelevium semuanya telah meluruh melalui penangkapan elektron menjadi fermium dan percobaan harus diulang untuk mencari peristiwa fisi spontan. Pengulangan eksperimen terjadi pada Februari 1955.

Pada hari penemuan, 19 Februari, penyinaran alfa target einsteinium terjadi dalam tiga sesi tiga jam. Siklotron berada di kampus Universitas California, sedangkan Laboratorium Radiasi berada di bukit berikutnya. Untuk menghadapi situasi ini, prosedur yang rumit digunakan: Ghiorso mengambil foil penangkap (ada tiga target dan tiga foil) dari siklotron ke Harvey, yang akan menggunakan air raja untuk melarutkannya dan menyebarkannya melalui kolom resin penukar anion untuk memisahkan unsur transuranium dari emas dan produk lainnya. Tetesan yang dihasilkan memasuki tabung reaksi, yang dibawa Choppin dan Ghiorso dengan mobil untuk sampai ke Laboratorium Radiasi secepat mungkin. Di sana Thompson dan Choppin menggunakan kolom resin penukar kation dan asam α-hidroksiisobutirat. Tetesan larutan dikumpulkan pada piringan platina dan dikeringkan di bawah lampu panas. Ketiga piringan diperkirakan masing-masing mengandung fermium, tidak ada unsur baru, dan mendelevium. Akhirnya, mereka ditempatkan di lemari mereka sendiri, yang terhubung ke perekam sehingga peristiwa fisi spontan akan dicatat sebagai defleksi besar dalam grafik yang menunjukkan jumlah dan waktu peluruhan. Dengan demikian tidak ada deteksi langsung, tetapi melalui pengamatan peristiwa fisi spontan yang timbul dari produk penangkap elektronnya, 256Fm. Yang pertama diidentifikasi dengan "hore" diikuti dengan "hore dobel" dan "hore tripel". Yang keempat akhirnya secara resmi membuktikan identifikasi kimia dari unsur ke-101, mendelevium. Secara total, lima peluruhan dilaporkan hingga pukul 4 pagi. Seaborg diberi tahu dan tim dibiarkan tidur. Analisis tambahan dan percobaan lebih lanjut menunjukkan isotop mendelevium yang dihasilkan memiliki massa 256 dan meluruh melalui penangkapan elektron menjadi fermium-256 dengan waktu paruh 1,5 jam.

Menjadi unsur pertama dalam seratus unsur kimia kedua, diputuskan bahwa unsur tersebut akan diberi nama "mendelevium" dari ahli kimia Rusia Dmitri Mendeleev, bapak tabel periodik. Karena penemuan ini terjadi selama Perang Dingin, Seaborg harus meminta izin dari pemerintah Amerika Serikat untuk mengusulkan agar unsur tersebut diberi nama dari orang Rusia, tetapi dikabulkan. Nama "mendelevium" diterima oleh Persatuan Kimia Murni dan Terapan Internasional (IUPAC) pada tahun 1955 dengan lambang "Mv", yang diubah menjadi "Md" pada Sidang Umum IUPAC berikutnya (Paris, 1957).