アインスタイニウム
しかし、非常に多くの中性子の急速な捕獲は、ベータ崩壊前に超新星爆発における特定の重い化学元素(ニッケルより重い)の宇宙元素合成(生成)を説明するために必要ないわゆるr過程複数中性子吸収の必須な直接的な実験的確認を提供する。このような過程は宇宙における多くの安定した元素の存在を説明するために必要である。
一方、元素99(および新たな元素100フェルミウム)の同位体はバークレーおよびアルゴンヌ研究所で窒素14とウラン238の間の核反応で生成され、その後、プルトニウムかカリホルニウムの強い強い中性子照射により生成された。
Cf 98 252 → ( n , γ ) Cf 98 253 → 17.81 d β − Es 99 253 → ( n , γ ) Es 99 254 → β − Fm 100 254 {\displaystyle {\ce {^{252}_{98}Cf ->[{\ce {(n,\gamma)}}] ^{253}_{98}Cf ->[\beta^-][17.81 {\ce {d}}] ^{253}_{99}Es ->[{\ce {(n,\gamma)}}] ^{254}_{99}Es ->[\beta^-] ^{254}_{100}Fm}}}
これらの結果は1954年にいくつかの論文において、この元素について実施された最初の研究ではないという声明つきで発表された。また、バークレーのチームはアインスタイニウムとフェルミウムの化学的性質に関するいくつかの結果を報告した。アイビー・マイクの結果は機密指定ではなくなり、1955年に公開された。
元素99と100の発見で、アメリカのチームはスウェーデンのストックホルムにあるノーベル物理学研究所のグループと争った。
アインスタイニウムの高い放射能は放射線療法での潜在的な用途があり、有機金属錯体はアインスタイニウム原子を体内の適切な臓器に届けるために合成されている。クエン酸アインスタイニウム(およびフェルミウム化合物)を犬に注射する実験が行われている。アインスタイニウム(III)もベータジケトンキレート錯体に組み込まれたが、これはランタノイドと類似の錯体が以前有機金属化合物の中で最も強いUV励起発光を示したためである。アインスタイニウム錯体を調製するとき、EsイオンはGdイオンで1000倍に希釈され、これにより測定に必要な20分間に化合物が崩壊しないように放射線による損傷を減らすことができた。結果生じたEsからの発光は非常に弱く、検出することができなかった。このことはキレートマトリックスからEsイオンへの効率的なエネルギー移動を妨げる化合物の個々の構成要素の好ましくない相対エネルギーにより説明された。他のアクチノイドのアメリシウム、バークリウム、およびフェルミウムについても同様の結論が出された。
しかし、Esイオンの発光は無機塩酸溶液やジ(2-エチルヘキシル)オルトリン酸を含む有機溶液で観察された。これは約1064nm(約100nmの半値幅)に広いピークを示し、緑色光(波長約495nm)により共鳴的に励起される。発光の寿命は数マイクロ秒で量子収率は0.1%未満である。ランタノイドと比較してEsの非放射減衰率は比較的高く、f電子と内部Es電子の相互作用が強いことに関連していた。
3%の割合でアインスタイニウムからバークリウム、そしてカリホルニウムに急速に変化する)が含まれる。
Es 99 253 → 20 d α Bk 97 249 → 314 d β − Cf 98 249 {\displaystyle {\ce {^{253}_{99}Es ->[\alpha][20 {\ce {d}}] ^{249}_{97}Bk ->[\beta^-][314 {\ce {d}}] ^{249}_{98}Cf}}}
よって、ほとんどのアインスタイニウムの試料は汚染されており、それらの固有の特性は時間の経過とともに蓄積された実験データを外挿することで推定されることがしばしばある。汚染の問題を回避する他の実験的手法には、発光特性の研究などで波長可変レーザーによるアインスタイニウムイオンの選択的光励起などがある。
アインスタイニウム金属やその酸化物およびフッ化物の磁気特性が研究されてきた。3つの材料全てが液体ヘリウムから室温まででキュリー・ワイス常磁性の挙動を示した。有効磁気モーメントはEs2O3では10.4±0.3 μBであり、EsF3では11.4±0.3 μBであり、これらの値はアクチノイドの中で最も高い値であり、対応するキュリー温度は53および37Kである。
1952年の最初の水爆の爆発による破片の一部として発見された。最も一般的な同位体であるアインスタイニウム253(半減期20.47日)は、年間1ミリグラム程度の総収量で、いくつかの専用高出力原子炉におけるカリホルニウム253の崩壊から人工的に生成される。原子炉での合成に続いて、アインスタイニウム253を他のアクチノイドおよびそれらの崩壊生成物から分離する複雑な工程がある。他の同位体は、重いアクチノイド元素に軽いイオンを衝突させることで、さまざまな実験室で合成されているものの、アインスタイニウム253に比べてはるかに少量である。生成されるアインスタイニウムが少量であり、最も簡単に生成される同位体の半減期が短いため、現在のところ実用的な用途はほとんどなく、もっぱら基礎的な科学研究に用いられる。特に、アインスタイニウムは、1955年に初めて新元素メンデレビウムの17個の原子を合成するために使用された。
アインスタイニウムは柔らかく銀色の常磁性の金属である。