Einsteinium werd ontdekt na het vernietigen van een eilandje

Ieder scheikundig element heeft zijn eigen plek in het Periodiek Systeem. Ieder element heeft ook een bijzonder verhaal. Ook Einsteinium.


Illustratie Lynne Brouwer

Een element naar je vernoemd krijgen is een grootse eer voor een natuurkundige. Albert Einstein viel die eer te beurt in 1955, toen bekend werd gemaakt dat het 99ste element einsteinium heet. Een paar maanden daarvoor was hij overleden, dus of hij er inderdaad blij mee was zullen we nooit weten.

De vernoeming is op zijn minst ironisch te noemen, gezien de vindplaats van het element: in de ontploffingswolk van de eerste waterstofbom.

In de jaren 40 en 50 was Einstein diverse keren in het nieuws als tegenstander van nucleaire wapens – waar hij overigens ook vaak de geestelijk vader van genoemd wordt dankzij zijn formule E = mc2. In februari 1950 waarschuwde Einstein op televisie voor de waterstofbom: „De waterstofbom verschijnt aan de horizon als een haalbaar doel, heeft de president plechtig afgekondigd. Indien succesvol, is radioactieve vergiftiging van de atmosfeer, en dus de vernietiging van elk leven op aarde, binnen het bereik van technische mogelijkheden gekomen.”

Gevechtsvliegtuigen met filters

De bom kwam er toch. Twee jaar later, in 1952, werd bij de eerste test het eilandje Elugelab in de Stille Oceaan weggevaagd. De Amerikaanse overheid stuurde gevechtsvliegtuigen met speciale filters aan de vleugels door de resulterende paddenstoelwolk heen. Daarin werden het 99ste en 100ste element ontdekt. Einsteinium komt niet van nature voor. Het bestond alleen dankzij de waterstofbom. Drie jaar na de test verviel de geheime status van de test, en schreven wetenschappers van de Universiteit van Californië in Berkeley over de ontdekking.

Einsteinium is net als de andere elementen aan de onderkant van het periodiek systeem zwaar en instabiel. Het valt snel uit elkaar, waarbij schadelijke straling vrijkomt. Waterstofbommen laten ontploffen om einsteinium te verzamelen was geen optie, dus het was geen sinecure om het element verder te onderzoeken. Pas in 1961 kregen onderzoekers het voor elkaar voldoende einstenium te fabriceren om het element te kunnen bestuderen. Ze zagen toen dat het een zilverachtig metaal betrof.

Veel andere eigenschappen bleven onbekend. Tot februari 2021, toen wederom onderzoekers uit Berkeley over metingen aan einsteinium publiceerden in Nature. Het gedraagt zich anders dan elementen die eerder in het periodiek systeem voorkomen, concludeerden ze op basis van onder meer de bindingslengte (korter dan verwacht) en de energieniveaus van de elektronen (het mist drie negatief geladen elektronen, waar voorgangers er twee missen).

Deeltjesversneller in Tennessee

De metingen werden gedaan met minder dan 200 nanogram einsteinium (een nanogram is een miljardste van een gram). En er zat ook nog eens van alles tegen bij het onderzoek. Het – van een deeltjesversneller in Tennessee gekregen – monster bleek vervuild, er kwam ook californium in voor. Vervolgens ging tijd verloren omdat bij ander onderzoek een radioactieve stof rond de meetinstrumenten werd gemorst.

En toen kwam de pandemie en werd het lab gesloten. Het onderzoek aan het uiteenvallende – verdwijnende – element lag weer stil. De halfwaardetijd van deze einsteinium-variant was 275 dagen, meer dan de 20 dagen van de variant in de waterstofbomresten, maar alsnog is de frustratie van de onderzoekers levendig voor te stellen. Toch bleef er zelfs nog een ietsje over voor vervolgonderzoek. Stay tuned.