☆★ ぼっちがバーゲンセールで日頃の鬱憤を晴らすいい買い物の日。& 聖マルティヌスの日/リメンブランス・デー(戦没者追悼記念日、復員軍人の日)にして 介護の日。更には…☆★ ポッキー・プリッツは元よりもやし・たくあん・麺、果てはきりたんぽや豚まん等色んな食べ物を記念する日。やっぱ食欲の秋だねぇ。☆★ アメリカでは何かに感謝する日だが、2,738名の生贄を差し出して平和の女神が降臨した(1918年=第一次世界大戦が終結=)日でもあるからイギリスやカナダ・オーストラリアではお墓にポピーを供える日だったりする。しかしながら リビアでエコ革命が起こり、カダフィー大佐がリビアを緑一色で埋め尽くす(1977年)。
本日記載附録(ブログ)
地球上のありとあらゆるものは、様々な元素でできている、/なかでも「大きな元素」は自然には存在せず、人工的につくったものだ
大学院生の住田貴之とともに実験結果の初期解析を行なった結果、2012年8月に3個目の113番元素の合成を新たな崩壊経路で確認する
この実験が新元素の合成成功に結び付き、世界の科学者が“超重元素の錬金術師”と彼を呼び、113番元素は「ニホニウム」（nihonium元素記号：Nh）との命名される
【この企画はWebナショジオ】を基調に編纂（文責 & イラスト・資料編纂＝涯 如水）
様々な科学手法・長期間の反復実験を重ねる“超重元素の錬金術師”=森田浩介=
森田浩介(07/13) ◇◆ 第三回 「光速の10％でそっとくっつける」超重元素合成 =2/2= ◆◇
=閑話休題=
さて、亜鉛70のビームをぶつけるには、実際どんなふうにするのか。
まず、基本的なこととして、加速器は電場によって粒子を加速するので、大元の物質は帯電したイオンの状態になっていなければならない。
「我々が使ってきたのは、ECRイオン源という強力なビーム源です。まず亜鉛70を酸化物にして焼結して、お茶わんの磁器みたいな状態にするんです。その表面を高熱のECRプラズマというもので叩いてやると、亜鉛70の原子が熱で飛びだしてきて、さらにそのまわりの電子が剥ぎ取られイオンになる。そして、亜鉛70の電子が10個ぐらい剥げたくらいのやつを加速器に導いてやります」
加速器というと、原子核物理どころか、もっと高エネルギーを要する素粒子物理の実験をつい思い起こす。できるだけ高速でぶつけて、きわめて高いエネルギー状態でのみ存在し得る粒子を観測する類のものだ。ただ、ここではかなり勝手が違う。森田さんは、「そっとくっつける」と表現した。
「目標とする物質は、ちょっとでも余計なエネルギーを与えると核分裂したくてしようがない不安定なものですので、なるべくそっとくっつけたいんですよ。原子核と原子核ですので、両方プラスの電荷を持ってます。近づいてくると、ターゲットは反発力で逃げるんですね。だから、逃げるよりも遅いと表面がくっつく前に離れていっちゃう。
でも、ちょっとでも余計なエネルギーを与えてゴンとぶつかるとすぐに核分裂になっちゃうんで。ちょうど追いかけて、逃げていって、近づいて……表面と表面がそっと触るくらいの衝突をさせるんです。核表面と核表面がくっつくと、原子核同士の核力が働き始めるので、そこですっと入るような融合を目指すんですね」
そっとくっつける、とはいっても、113番元素の場合光速の10％ぐらいまで加速したそうなので、日常的な感覚からはきわめて高速だ。それを、570日間にわたって続け、総計1.3×10の20乗個もの亜鉛70をビスマス209にぶつけ、やっと合成に成功したのが3回！
「軽い原子核だと融合させるのは難しくないんです。普通の大きさの、たとえば原子番号が10と50のものをそばにやると、表面が接触しただけで自動的に核融合が起きます。でも、重たい原子核になると、もう離れよう離れようとする力が強くって……それで、ものすごく低い確率になるんですね」
その「もの凄く低い確率」が、1.3×10の20乗回のうちの3回、というわけだ。
なお、原子核同士が、容易にくっつく場合と、難しい場合というのは一応、判定の目安があるそうだ。「原子番号の積が、大体1500くらい」が、ボーダーライン。理論的に予想できる数字なのだそうだがそれを素人が理解しようにも無謀そうな気配がしたので、ここは「そのようなもの」と思っておく。亜鉛の原子番号は30、ビスマスは83なので、かけると2500ほどになる。たしかに1500をはるかに超えている。
亜鉛70のビームを「そっと」ぶつけて、ごく希に起こる確率イベントをひたすら待ち、そして、やっと新元素が合成されると、どうなるか。
今度はそれを検出しなければならない。
次回は“とある超重元素の検出装置”に続く
＝＝＝ 参考資料： インタビュー・森田浩介(3/5) ＝＝＝
元素発見の優先権を主張
2005年4月2日、2個目の113番元素の合成に成功した。そして2006年、国際純正・応用化学連合（IUPAC）と国際純粋・応用物理学連合（IUPAP）の合同作業部会（JWP）から、“新元素を発見したグループは申し出よ”というコール（呼び掛け）があった。JWPはIUPACとIUPAPが推薦した6人で構成され、数年に一度コールを出し、誰が新元素を発見したのかを審議し優先権を認定する。優先権が認定されると、新元素に名前を付けることができる。
もちろん森田准主任研究員たちは名乗りを上げた。しかし、113番元素発見の優先権は認められなかった。「2個では観測数が少ないこと、また、113番元素の崩壊過程は2タイプあるのに一方だけでは合成の証拠としては不十分ということでした」
合成した278113は2個とも、α粒子（中性子2個と陽子2個で構成されるヘリウム原子核）を放出するα崩壊を4回繰り返し、原子番号111のレントゲニウム（274Rg）、109のマイトネリウム（270Mt）、107のボーリウム（266Bh）、105のドブニウム（262Db）へと崩壊。その後、262Dbは自発核分裂を起こして2個の原子核に分裂した。
「新元素の合成を証明するには、その元素が崩壊連鎖を起こして既知の原子核に到達することが重要です。私たちは、266Bhは既知の原子核だから、そこからさかのぼることで合成された元素は278113であると主張しました。
しかしJWPは、266Bhは1例しか報告がないので既知の原子核とはいえない、また262Dbは33％の確率で自発核分裂を起こし、67％の確率でα崩壊を起こすことが知られているにもかかわらず2例とも自発核分裂なのはおかしい、と指摘してきました。ならば、まずは266Bhを直接合成し、自分たちの手で既知の原子核であることを証明しようと考えました」
森田准主任研究員らは2008年から2009年にかけて、266Bhを約20個、直接合成することに成功。それら266Bh が、278113で観測されたのと同じ時間をかけて同じエネルギーを放出してα崩壊すること、その結果できた262Dbが33％の確率で自発核分裂を、67％の確率でα崩壊を起こすことを確認し、266Bhが既知の原子核であることを証明した。
そして2012年5月、JWPから再びコールが出た。森田准主任研究員らは、266Bhを直接合成し既知の原子核であることを証明したことなどを追加の証拠として再度、113番元素発見の優先権を主張した。現在審議中である。
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