Periyodik cetvelde Enrico Fermi’nin anısına Fermiyum adı verilen 100. Elementten sonrası çok acayip hikayeler sunuyor bize. Fermiyum sonrası yani Transfermiyum adı verilen ve laboratuvarda üretilen bu elementlerin keşif yolculuğu hatta bir noktada “Transfermiyum Savaşları” olarak bir bilinen bir dönemi de başlatacaktı… İşin içinde siyasi, bilimsel ve kültürel yığınla mücadelenin bulunduğu bu hikayeyi gelin derinlemesine inceleyelim…
Transfermiyum çağını başlatan olay 1950’lerde gerçekleşiyor. 1950’ler dediğimizde de zaten biliyorsunuz. Soğuk savaş döneminin başlarından bahsediyoruz. Amerika ve Sovyetler Birliği arasındaki bitmek bilmeyen mücadelenin fitilinin ateşlendiği dönemler. Bir taraftan gerek daha güçlü nükleer silahlar üretme yarışı devam ediyordu ve işte bu ortam içerisinde Amerika’da Berkeley’de araştırmacılar yeni bir element keşfetmişlerdi. Ve bu bir anlamda savaş ortamında, her şeyi göze alarak keşfettikleri bu 101. elemente Mendeleev’i onurlandırmak adına “Mendeleviyum” adını vermek vermişlerdi.
Bu hamle çok değerliydi. Hatta bir kimyacı bu olay için “Bir rus bilim insanının ismini bir elemente vermek uluslararası ilişkiler için tahmin ettiğimizden de önemliydi” demişti. Ama tabi bu iyi niyet çok uzun sürmeyecek ve gelecek elementlerin isimlendirilmesinde daha zorlu süreçler bizi bekliyordu.
Normalde elementler mitolojiden, astronomik cisimlerden, fiziksel özelliklerinden veya bulundukları minerallerden esinlenilerek isimlendirilirdi. Örneğin “berilyum” elementi beril mineralinde bulunduğu için, Uranyum elementi Uranüs gezegeninden esinlenilerek ve indiyum elementi de spektrumunda görülen “indigo” yani “çivit mavisi” renkten esinlenilerek isimlerini almıştır. Elementler ayrıca bulundukları yerlere göre de isimlendirilebiliyordu. İsveç’te bulunan eski bir maden kasabası Ytterby’de bulunan cevherlerde örneğin dört ayrı element keşfedilmiş ve bu elementler sırası ile iterbiyum, itriyum, terbiyum ve erbiyum isimlerini almışlardı. Pek uğraşmamışlar anlayacağınız 🙂
Bir elemente bir insanın isminin verilmesi çok çok nadirdi fakat işte daha önceki videolarda bahsettiğimiz gibi artık doğada bulunmayan elementler laboratuvarlarda üretilmeye başlandığında bu da değişecekti.
95. elementten başlayarak keşfedilen tüm elementlere ya keşfi yapanın ya da keşfin yapıldığı yerin ismi veriliyordu. Bu da anlaşılabilir elbette. Fakat insan yapımı elementlerin neredeyse tamamı işte bahsettiğimiz gibi Soğuk Savaş döneminde keşfedilecekti ve daha da önemlisi. Ta 1980’lere kadar tüm dünyada bu tür keşiflerin yapılabileceği en iyi iki laboratuvardan biri Amerika’daki Berkeley laboratuvarı, diğeri de Rusya, Dubna’daki Birleşik Nükleer Araştırmalar Enstitüsüydü. O nedenle işte bazı sorunların da yaşanması kaçınılmazdı.
95. element olan amerikyumdan 101. Element mendelevyuma kadar da bir sorun olmamıştı aslında. Asıl sorun 1957’de baş gösterecekti. Illinois’deki Argonne Ulusal Laboratuvarı, İngiltere’deki Harwell Laboratuvarı ve İsveç’teki Nobel Fizik Enstitüsündeki araştırmacılardan oluşan bir ekip 102. Elementi keşfetmişlerdi bu yıl içerisinde. Ve bu elemente de Nobelyum ismini uygun görmüşlerdi. Bu arada bu isimlendirmeleri düzenleyen IUPAC isimli bir organizasyon var. Bir element keşfettiğinizde Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği gibi bir anlamı olan bu kuruma başvuruyorsunuz ve onlar da keşfinizi ve verdiğiniz ismi kayıt altına alıyorlar. Bu element için de başvuruyu hemen kabul etmişlerdi.
ABD ve Rusya’daki laboratuvarlar da bundan haberdar olmuş ve bu elementi kendileri de doğrulamak istemişlerdi tabi. Ama aynı şartların yeniden oluşturulması biraz zor görünüyordu. Zira bir atoma daha fazla proton ve nötron eklediğinizde atom çekirdeği ağırlaştıkça gittikçe daha dengesiz hale geliyordu. Bu da kimi zaman bu atomun çok kısa sürelerde, bazen saniyeler içinde bozunabileceği anlamına geliyordu. Daha da zoru. Bu yapay elementlerin üretimi de çok zordu. Öyle ki bildiğiniz tek tek üretiliyordu kimi zaman. Tüm bu nedenlerle bu yeni elementleri yeniden üretmek, araştırmak çok zordu.
O nedenle ne Berkeley ne de Rusya’daki laboratuvarda orijinal keşifteki şartlar oluşturulamamıştı. Onun yerine kendi yöntemlerini kullanarak sıfırdan yeniden üretmeleri gerekmişti. Ama işin garibi kendileri de bu keşfi sahiplenmiş ve 102. Elementin kaşifleri olarak IUPAC’a başvuruda bulunmuşlardı. Berkeley ekibi Nobelyum isminde mutabık kaldıklarını söylemiş ama Rus ekip buna karşı çıkmıştı. Elemente Marie Curie’nin kızı Irene’nin kocası Frederic Joliot’a ithafen “joliotium” ismini vermek istemişlerdi. Neden bir Fransız’ı istediklerini sorabiliriz. Birincisi Joliot yapay radyoaktivitenin kaşifiydi ve bu keşfi ile Nobel Kimya ödülünü de almıştı. Ama daha da önemlisi Frederic Joliot radikal bir komünistti… Bu tek başına sovyetler için yeterli bir sebep olabilirdi. Fakat kurum Rusların teklifini reddetmiş ve element Nobelyum olarak tescil edilmişti. Ruslar tabi bundan çok memnun değillerdi.
Ve işler artık iyice kızışacak ve Transfermium Savaşları asıl şimdi başlayacaktı.
Şimdi Berkeley ve Dubna laboratuvarları arasındaki temel farklılıklardan biri de çalışma yöntemleriydi. Her iki laboratuvar da yeni bir element keşfetmek için kendine has bir yöntem kullanıyordu. Sovyetlerin kullandığı yöntemlerden biri “rasgele fizyon” olarak bilinen yöntemdi. Bu yöntemde ağır atomlar rasgele biçimde daha küçük ve hafif atomlara veya parçacıklara bölünüyordu. Bu yöntemi de Sovyet nükleer fizikçi Georgy Flerov 1940’larda icat etmişti. Fakat Amerikalılar rasgele fizyon aktivitelerini ölçmenin yeni bir elementin keşfedilmesi için yeterli olmadığını düşünüyordu. Onlar bozunan atomları geriye dönük analiz ederek hangi daha ağır elementlerin oluştuğunu keşfetmeyi tercih ediyorlardı.
Ve 104 ve 105. Elementlere geldiğimizde işte savaş bir anlamda çatışmaya dönüşecekti artık.
Dubna ve Berkeley laboratuvarları arasındaki gerilim uluslararası konferanslarda, konferans yazılarında ve dergi makalelerinde kişisel atışmalara ve hakaretlere kadar varıyordu artık. 1975 yılında bu gerginliği bir şekilde çözmek amacıyla Eylül ayında iki rakip grup arasında bir toplantı ayarlanmıştı. Bu toplantıda nükleer kimyanın en önemli isimlerinden biri Glenn Seaborg Rusları, Amerikalıları ciddiye almamakla suçlamış ve bir çözüme ulaşmadan toplantı sona ermişti. 1976’nın Mayıs ayında ise Ghiorso ve Flerov arasında gayriresmi bir toplantı gerçekleşmiş ve bu toplantıda da artık seviye itiş kakışa kadar gitmişti. Aynı yıl içinde Ghiorso artık Dubna laboratuvarında yapılan hiçbir keşfi kendilerinin de ciddiye almayacağını açıklamıştı.
106. element ile ilgili karmaşa ise Dubna Berkeley değil bu sefer Berkeley ile IUPAC kurumu arasında gerçekleşecekti. 1994 yılında Berkeley ekibi 106. Elementi birçok elementin keşfinde önemli rol oynayan Glenn Seaborg’u onurlandırmak adına bu elemente onun adını vermek istediğini söylemişti. Bu arada Seaborg da hala yaşıyordu. Fakat IUPAC daha önce yaşayan insanların ismi elementlere verilemez gibi bir kuralı olmamasına rağmen bu gerekçe ile bu talebi reddetmişti. Bayağı hararetli görüşmeler, yazışmalar sonrasında ise IUPAC en nihayetinde bu kararından vazgeçmiş ve 106. Element artık Seaborgium adını almıştı. Seaborg bununla alakalı “Daha büyük bir onur düşünemiyorum. Bu Nobel ödülü almaktan bile daha değerli bir şey” demişti…
Seaborg dışında yaşarken bu onura layık görülen başka bir isim ise 118. Element oganesson’a ismini veren Yuri Oganessian’dı. Tesadüf ki Oganesson da Dubna laboratuvarından yetişen bir isimdi.
Ama tabi Transfermium savaşlarının sonlanması için bir şeyin kararlaştırılması gerekiyordu. İki laboratuvar da kendi çapında elementleri üretmiş ve sahiplenmişti. Ama özellikle 102. İla 109. Elementleri gerçekten kim keşfetmişti. 1986 yılında fizikçiler ve kimyacılardan oluşan bir ekip bu konuyu karara bağlamak için IUPAC’ta bir araya gerdiler. Transfermium Çalışma Grubu olarak bilinen bu ekip bir elementin keşfedilip keşfedilmediğini belirleyen oldukça teknik bazı kriterler belirlediler. Daha sonra bu kriterleri 101. İla 109. Elementlere uygulayarak isimlendirme konusundaki tartışmaları da bitirdiler. Bu ekibin belirlediği kriterler o kadar sağlam temellere oturtulmuştu ki 110. Element sonrası için de belirleyici oldu ve artık herhangi bir tartışmaya mahal vermeden herkes hak ettiği başarıya sahip olabildi.
Soğuk Savaş belki sona ermiş olabilir fakat transfermium yani fermium sonrası elementlerin çağı henüz kapanmış değil. Yeni element avı hala devam ediyor ve bu konuda çalışan laboratuvarların sayısı da gittikçe arttı. Almanya Darmstadt’taki GSI laboratuvarı mesela bu tartışmalardan uzak bir şekilde inanılmaz bir başarı göstererek 107. Element ila 112. Element arasındaki tüm elementleri üretti. 113. Element Japonya’daki Riken’de üretildi. Dubna ise daha fazla işbirliği yapmaya başlamış Livermore ve Oak Ridge laboratuvarları ile birlikte 114 ila 118. Elementler arasındaki tüm elementleri üretmeyi başardı.
Bu işin en önemli noktası yeni bir element oluşturmak inanılmaz pahalı bir çaba. Milyon dolarlardan bahsediyoruz en iyi ihtimalle. O zaman soru şu. Niye uğraşıyoruz ki? Millet niye bu işe acayip bir insan gücü ve yatırım ayırıyor? Bunun en basit cevabı “prestij”dir… Hem ülkeler için, hem bilim insanları hem de üniversiteler için… Sorulduğunda tabi bilim insanları için en temel çaba gerçeğin ortaya çıkarılması olacaktır. Örneğin kaç tane element olabilir? Maddenin stabilite sınırı nerededir? Bunu bulmaya çalışıyorlar elbette temelde. Ama tüm bu çabaların en önemli çıktılarından biri de bu çalışmalar sayesinde yepyeni keşifler, teknikler ve teknolojiler de üretiliyor ve bunlar çok farklı alanlarda bilimi bir adım öteye taşıyor. Ya da belki de daha basit bir cevabı vardıur. Berkeley laboratuvarından Ghiorso’nun söylediği gibi “İnsanlar bu çalışmaları yapıyor çünkü merak duyuyorlar…”
Merak… Sizin de merak ateşiniz asla sönmesin…
