Unsur transuranium

Unsur transuranium, juga dikenal sebagai transuranium atau unsur transuranik, adalah unsur kimia yang memiliki nomor atom lebih besar dari 92, yang merupakan nomor atom uranium. Semua unsur ini tidak stabil dan meluruh secara radioaktif menjadi unsur lain. Dengan pengecualian neptunium dan plutonium (yang telah ditemukan dalam jumlah kecil di alam), mereka semua tidak terjadi secara alami di Bumi dan merupakan unsur sintetis.

Ikhtisar

Dari unsur-unsur dengan nomor atom 1 hingga 92, sebagian besar dapat ditemukan di alam, memiliki isotop stabil (seperti hidrogen) atau radioisotop yang berumur sangat panjang (seperti uranium), atau eksis sebagai produk peluruhan biasa dari peluruhan uranium dan torium. (seperti radon). Pengecualiannya adalah unsur 43, 61, 85, dan 87; keempatnya terjadi di alam, tetapi hanya dalam cabang yang sangat kecil dari rantai peluruhan uranium dan torium, sehingga semua kecuali unsur 87 pertama kali ditemukan melalui sintesis di laboratorium dan bukan di alam (dan bahkan unsur 87 ditemukan dari sampel induknya yang dimurnikan, tidak langsung dari alam).

Semua unsur dengan nomor atom lebih tinggi pertama kali ditemukan di laboratorium, dengan neptunium dan plutonium kemudian juga ditemukan di alam. Mereka semua bersifat radioaktif, dengan waktu paruh jauh lebih pendek dari usia Bumi, sehingga setiap atom primordial dari unsur-unsur ini, jika pernah hadir pada pembentukan Bumi, telah lama meluruh. Sejumlah kecil neptunium dan plutonium terbentuk di beberapa batuan kaya uranium, dan sejumlah kecil diproduksi selama uji coba senjata nuklir di atmosfer. Kedua unsur ini dihasilkan dari penangkapan neutron dalam bijih uranium dengan peluruhan beta berikutnya (misalnya 238U + n → 239U → 239Np → 239Pu).

Semua unsur yang lebih berat dari plutonium sepenuhnya sintetis; mereka dibuat di dalam reaktor nuklir atau akselerator partikel. Waktu paruh unsur-unsur ini menunjukkan penurunan seiring dengan bertambahnya nomor atom. Namun terdapat pengecualian, termasuk beberapa isotop kurium dan dubnium. Beberapa unsur yang lebih berat dalam deret ini, dengan nomor atom sekitar 110–114, diperkirakan mematahkan tren dan menunjukkan peningkatan stabilitas nuklir, yang terdiri dari pulau stabilitas teoretis.

Unsur transuranium berat sulit dan mahal untuk diproduksi, dan harganya meningkat pesat seiring dengan kenaikan nomor atom. Pada tahun 2008, harga plutonium tingkat senjata ialah sekitar AS$4.000/gram, dan kalifornium melebihi AS$60.000.000/gram. Einsteinium adalah unsur terberat yang telah diproduksi dalam jumlah makroskopis.

Unsur transuranium yang belum ditemukan, atau telah ditemukan tetapi belum diberi nama secara resmi, menggunakan nama unsur sistematik IUPAC. Penamaan unsur transuranium mungkin menjadi sumber kontroversi.

Penemuan dan penamaan unsur transuranium

Sejauh ini, pada dasarnya semua unsur transuranium telah ditemukan di empat laboratorium: Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley di Amerika Serikat (unsur 93–101, 106, dan kredit bersama untuk 103–105), Institut Bersama untuk Riset Nuklir di Rusia (unsur 102 dan 114–118, dan kredit bersama untuk 103–105), Pusat Penelitian Ion Berat GSI Helmholtz di Jerman (unsur 107–112), dan RIKEN di Jepang (unsur 113).
Laboratorium Radiasi (sekarang Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley) di Universitas California, Berkeley, dipimpin terutama oleh Edwin McMillan, Glenn Seaborg, dan Albert Ghiorso, selama 1945-1974:
93. neptunium, Np, dinamai dari planet Neptunus, karena ia mengikuti uranium dan Neptunus mengikuti Uranus dalam urutan planet (1940).
94. plutonium, Pu, dinamai dari planet katai Pluto, mengikuti aturan penamaan yang sama karena ia mengikuti neptunium dan Pluto mengikuti Neptunus di Tata Surya (1940).
95. amerisium, Am, dinamai karena merupakan analog dari europium, dan dinamai dari benua tempat ia pertama kali diproduksi (1944).
96. kurium, Cm, dinamai dari Pierre dan Maria Curie, ilmuwan terkenal yang memisahkan unsur radioaktif pertama (1944), juga karena analognya yang lebih ringan, gadolinium, dinamai dari Johan Gadolin.
97. berkelium, Bk, dinamai dari kota Berkeley, tempat Universitas California, Berkeley berada (1949).
98. kalifornium, Cf, dinamai dari negara bagian California, tempat universitas tersebut berada (1950).
99. einsteinium, Es, dinamai dari fisikawan teoretis Albert Einstein (1952).
100. fermium, Fm, dinamai dari Enrico Fermi, fisikawan yang menghasilkan reaksi berantai terkontrol pertama (1952).
101. mendelevium, Md, dinamai dari kimiawan Rusia Dmitri Mendeleev, yang dianggap sebagai pencipta utama tabel periodik unsur kimia (1955).
102. nobelium, No, dinamai dari Alfred Nobel (1958). Penemuan ini juga diklaim oleh JINR, yang menamainya joliotium (Jl) dari Frédéric Joliot-Curie. IUPAC menyimpulkan bahwa JINR adalah yang pertama menyintesis unsur tersebut secara meyakinkan, tetapi tetap menggunakan nama nobelium karena nama itu telah mengakar kuat dalam literatur.
103. lawrensium, Lr, dinamai dari Ernest O. Lawrence, seorang fisikawan yang terkenal karena pengembangan siklotron, dan orang yang namanya dipakai pada Laboratorium Nasional Lawrence Livermore dan Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley (yang menjadi tuan rumah penciptaan unsur-unsur transuranium ini) (1961). Penemuan ini juga diklaim oleh JINR, yang mengusulkan nama rutherfordium (Rf) dari Ernest Rutherford. IUPAC menyimpulkan bahwa kredit harus dibagikan, mempertahankan nama lawrencium sebagaimana yang tertanam dalam literatur.
104. ruterfordium, Rf, dinamai dari Ernest Rutherford, yang bertanggung jawab atas konsep inti atom (1968). Penemuan ini juga diklaim oleh Institut Bersama untuk Riset Nuklir (JINR) di Dubna, Rusia (dulunya Uni Soviet), dipimpin terutama oleh Georgy Flyorov: mereka menamai unsur ini dengan kurchatovium (Ku), dari Igor Kurchatov. IUPAC menyimpulkan bahwa kredit harus dibagi.
105. dubnium, Db, sebuah unsur yang dinamai dari kota Dubna, tempat JINR berada. Awalnya bernama "hahnium" (Ha) untuk menghormati Otto Hahn oleh tim Berkeley tetapi namanya diganti oleh IUPAC (1997). Penemuan ini juga diklaim oleh JINR, yang menamainya nielsbohrium (Ns) dari Niels Bohr. IUPAC menyimpulkan bahwa kredit harus dibagi.
106. seaborgium, Sg, dinamai dari Glenn T. Seaborg. Nama ini menimbulkan kontroversi karena Seaborg masih hidup, namun akhirnya diterima oleh ahli kimia internasional (1974). Penemuan ini juga diklaim oleh JINR. IUPAC menyimpulkan bahwa tim Berkeley adalah yang pertama yang secara meyakinkan menyintesis unsur tersebut.
Gesellschaft für Schwerionenforschung (Perkumpulan untuk Riset Ion Berat) di Darmstadt, Hessen, Jerman, dipimpin terutama oleh Gottfried Münzenberg, Peter Armbruster, dan Sigurd Hofmann, selama 1980-2000:
107. bohrium, Bh, dinamai dari fisikawan Denmark Niels Bohr, penting dalam penjelasan struktur atom (1981). Penemuan ini juga diklaim oleh JINR. IUPAC menyimpulkan bahwa GSI telah menjadi yang pertama menyintesis unsur ini secara meyakinkan. Tim GSI awalnya mengusulkan nama nielsbohrium (Ns) untuk menyelesaikan perselisihan penamaan pada unsur 105, tetapi ini diubah oleh IUPAC karena tidak ada preseden untuk menggunakan nama depan ilmuwan dalam nama suatu unsur.
108. hasium, Hs, dinamai dari bentuk Latin dari nama Hessen, Bundesland Jerman tempat pekerjaan ini dilakukan (1984). Penemuan ini juga diklaim oleh JINR. IUPAC menyimpulkan bahwa GSI telah menjadi yang pertama menyintesis unsur ini secara meyakinkan, sambil mengakui pekerjaan perintis di JINR.
109. meitnerium, Mt, dinamai dari Lise Meitner, seorang fisikawan Austria yang merupakan salah satu ilmuwan paling awal yang mempelajari fisi nuklir (1982).
110. darmstadtium, Ds, dinamai dari Darmstadt, Jerman, kota tempat pekerjaan ini dilakukan (1994). Penemuan ini juga diklaim oleh JINR, yang mengusulkan nama becquerelium dari Henri Becquerel, dan oleh LBNL, yang mengusulkan nama hahnium untuk menyelesaikan perselisihan pada unsur 105 (meskipun memprotes penggunaan kembali nama yang sudah ada untuk unsur yang berbeda). IUPAC menyimpulkan bahwa GSI adalah yang pertama menyintesis unsur ini secara meyakinkan.
111. roentgenium, Rg, dinamai dari Wilhelm Conrad Röntgen, penemu sinar-X (1994).
112. kopernisium, Cn, dinamai dari astronom Nicolaus Copernicus (1996).
Rikagaku Kenkyūsho (RIKEN) di Wakō, Saitama, Japan, dipimpin terutama oleh Kōsuke Morita:
113. nihonium, Nh, dinamai dari Jepang (Nihon dalam bahasa Jepang) tempat unsur tersebut ditemukan (2004). Penemuan ini juga diklaim oleh JINR. IUPAC menyimpulkan bahwa RIKEN adalah yang pertama yang secara meyakinkan menyintesis unsur tersebut.
Institut Bersama untuk Riset Nuklir (JINR) di Dubna, Rusia, dipimpin terutama oleh Yuri Oganessian, bekerjasama dengan beberapa laboratorium lain termasuk Laboratorium Nasional Lawrence Livermore (LLNL), sejak 2000:
114. flerovium, Fl, dinamai dari fisikawan Soviet Georgy Flyorov, pendiri JINR (1999).
115. moskovium, Mc, dinamai dari Oblast Moskow, Rusia, tempat unsur ini ditemukan (2004).
116. livermorium, Lv, dinamai dari Laboratorium Nasional Lawrence Livermore, yang berkolaborasi dengan JINR dalam penemuannya (2000).
117. tenesin, Ts, dinamai dari negara bagian Tennessee, di mana target berkelium yang diperlukan untuk sintesis unsur ini diproduksi (2010).
118. oganeson, Og, dinamai dari Yuri Oganessian, yang memimpin tim JINR dalam penemuan unsur 114 hingga 118 (2002).

Unsur superberat

Unsur superberat (juga dikenal sebagai atom superberat) biasanya mengacu pada unsur transaktinida yang diawali dengan ruterfordium (nomor atom 104). Mereka hanya dibuat secara artifisial, dan saat ini tidak memiliki tujuan praktis karena waktu paruh mereka yang singkat menyebabkan mereka meluruh setelah waktu yang sangat singkat, mulai dari beberapa menit hingga hanya beberapa milidetik (kecuali untuk dubnium, yang memiliki waktu paruh lebih dari satu hari), yang juga membuat mereka sangat sulit untuk dipelajari.

Atom superberat semuanya telah diciptakan sejak paruh kedua abad ke-20, dan terus diciptakan selama abad ke-21 seiring dengan kemajuan teknologi. Mereka diciptakan melalui pemborbardiran unsur lain dalam akselerator partikel. Misalnya, fusi nuklir kalifornium-249 dan karbon-12 menghasilkan ruterfordium-261. Unsur-unsur ini dibuat dalam jumlah pada skala atom dan tidak ada metode penciptaan massal yang ditemukan.

Aplikasi
Unsur transuranium dapat digunakan untuk menyintesis unsur superberat lainnya. Unsur-unsur dalam pulau stabilitas memiliki aplikasi militer yang berpotensi penting, termasuk pengembangan senjata nuklir kompak. Aplikasi sehari-hari potensial sangatlah luas; unsur amerisium digunakan dalam perangkat seperti pendeteksi asap dan spektrometer.

Lihat pula
Kondensat Bose–Einstein (juga dikenal sebagai Superatom)
Pulau stabilitas
Aktinida minor
Repositori geologi dalam, tempat untuk menyimpan limbah transuranik

Catatan dan referensi

Catatan

Referensi

Bacaan lebih lanjut
Eric Scerri, A Very Short Introduction to the Periodic Table, Oxford University Press, Oxford, 2011.
Unsur Superberat
Bibliografi beranotasi untuk unsur transuranium  dari Alsos Digital Library for Nuclear Issues.
Unsur transuranium
Situs web resmi jaringan Super Heavy Elements (jaringan inisiatif infrastruktur terintegrasi Eropa EURONS)
Darmstadtium dan seterusnya
 Christian Schnier, Joachim Feuerborn, Bong-Jun Lee: Traces of transuranium elements in terrestrial minerals? (Daring, PDF-Datei, 493 kB)
 Christian Schnier, Joachim Feuerborn, Bong-Jun Lee: The search for super heavy elements (SHE) in terrestrial minerals using XRF with high energy synchrotron radiation. (Daring, PDF-Datei, 446 kB)

Fisika nuklir
Serangkaian unsur kimia
Tabel periodik