【ZERO】「祝！命名権獲得 113番元素はこうして作られた」まとめ

下記番組のまとめを書きます。

放送局	NHK
番組名	サイエンスZERO（サイエンスゼロ）「祝！命名権獲得 113番元素はこうして作られた」
放送日時	2016年3月13日

目的は、「見逃してしまった人に、概要だけでもお伝えすること」です。

この番組は今でも「U-NEXT」というサイトでオンデマンドで視聴できる可能性があります（タイミングによります）。

「サイエンスZERO」のタイトル一覧はこちらです。

導入部より引用

2015年の大晦日。科学界にビッグニュースが飛び込んできました。
日本の研究グループに周期表113番目の元素の命名権が認められたのです。

でも元素の命名権って何？そう思う人も多いのでは？

この世界を形作る物質はすべて元素からできています。ところが周期表にはまだ空欄があるんです。それを発見した人に与えられるのが命名権。

実はこれまで欧米の国以外に命名権が与えられたことはありませんでした。つまりアジア初の快挙なのです。

113番元素の命名権獲得。その道のりに迫ります。

要点

・新しい元素を人工的に作り出す意義は、元素が何種類あるかを知ること。

・新しい元素を作り出すには実験上の多くの困難を乗り越える必要がある。

・新しい元素は不安定ですぐに崩壊してしまうので、それが作成できた証拠は間接的に示す。

詳細

■ 命名権とは？

＜元素の歴史＞
・H（水素）からBe（ベリリウム）・・・ビッグバン直後にできた
・B（ホウ素）からFe（鉄）・・・星の核融合でできた
・Co（コバルト）からU (ウラン)・・・自然界で見つかった
原子番号 93番以降は人工的に作られた。空いているのも115番以降。

なので今は「見つけた人」というより「作った人」が命名権を取得する。

■ 113番の命名権を得るまで

理化学研究所　仁科加速器研究センター
2004年7月23日に作成成功。
以後3回成功してようやく間違いないと認定された。

■ 元素の作り方

113番元素なら、陽子の数が113個あるということ。
2つの元素を衝突させて、陽子の個数が113個になればよし。

今回は30番の亜鉛Zn を 83番のビスマスBi に衝突させた。この2つを選んだ理由は、原子同士の反発力が原子番号の積に比例するのでそれを小さくできて、かつ安定して存在できる元素だから。

■ 何が難しいか？

・原子の中の原子核は小さいので、衝突させること自体が難しい。だから大量に（2.4兆個/秒）打つ。
・うまく原子核同士が衝突したとしても、核融合に至る確率は100兆分の1くらい。
・衝突後1つにするののも難しい。衝突速度が遅すぎると反発して衝突せず、早すぎると２つに分裂してしまう。今回は光速の10%にまで加速して衝突させた。
・大量にできた衝突後の粒子から新元素を取り出す際、新元素がまとっている電子の個数が不明なのでローレンツ力で検出するのが難しい。
　・新元素の周囲をヘリウムガスで満たせば、新元素の電荷が平均＋12になることを利用した
・2 ミリ秒でアルファ崩壊する。
　・重たい元素は陽子の数が増えて陽子どうしの反発力が強くなるから。
　・量子力学の法則では、どこかに「安定の島」があるかもしれない。
・4回アルファ崩壊してドブニウムになったことで113番元素の作成に成功したことを証明したことになる。

■ 新元素を作る意義

元素は何種類あるかという根源的な問いがある。
理論的には173番まで原子核としてはあるだろうという人もいる。