Các nhà khoa học tại LBNL lần đầu tiên xác định trực tiếp các phân tử Nobelium

Các nhà khoa học tại Phòng Thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley (LBNL) đã đạt được một cột mốc quan trọng trong hóa học hạt nhân khi lần đầu tiên sản xuất và xác định thành công các phân tử chứa nguyên tố Nobelium (No). Đây là nguyên tố nặng nhất, với số nguyên tử 102, từng được nhận dạng trực tiếp trong một dạng phân tử.

Nghiên cứu này, do Tiến sĩ Jennifer Pore dẫn đầu, tập trung vào việc so sánh các đặc tính hóa học của Nobelium với Actinium (Ac). Bằng cách tạo ra và phân tích các phân tử chứa cả ion Actinium và Nobelium, nhóm nghiên cứu đã chứng minh một phương pháp mới để nghiên cứu hóa học của các nguyên tố nặng và siêu nặng. Tiến sĩ Pore nhấn mạnh rằng những phép đo này sẽ cải thiện đáng kể sự hiểu biết về các nguyên tố này và vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn, vốn đang được xem xét lại do ảnh hưởng của hiệu ứng tương đối tính. Các hiệu ứng tương đối tính, phát sinh từ điện tích hạt nhân mạnh mẽ, có thể làm thay đổi đáng kể hành vi của các electron trong các nguyên tố nặng, khiến chúng có những sai lệch so với vị trí dự đoán của chúng trong bảng tuần hoàn.

Các nhà khoa học tại LBNL đã sử dụng Cơ sở Cyclotron 88-Inch để thực hiện các thí nghiệm này. Họ đã sản xuất Actinium và Nobelium bằng cách bắn phá các mục tiêu bằng các ion Canxi. Các ion thu được sau đó được tách ra và đưa vào buồng hứng khí, cho phép hình thành và nhận dạng các loài phân tử. Phương pháp mới này đại diện cho một bước tiến vượt bậc so với các kỹ thuật trước đây, vốn chủ yếu dựa vào các phép đo gián tiếp từ các sản phẩm phân rã. Cách tiếp cận của Tiến sĩ Pore cho phép xác định trực tiếp các phân tử bằng cách đo khối lượng của chúng, loại bỏ sự cần thiết phải dựa vào các giả định về các nguyên tố đã biết.

Sự đổi mới này không chỉ làm sáng tỏ bản chất phức tạp của hóa học siêu nặng mà còn mở ra những con đường mới cho nghiên cứu khoa học. Ngoài ý nghĩa khoa học cơ bản, nghiên cứu này còn mang lại những ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực y tế, đặc biệt là trong sản xuất các đồng vị y tế. Các đồng vị phóng xạ có nguồn gốc từ Actinium, chẳng hạn như Actinium-225, đã được sử dụng trong liệu pháp alpha nhắm mục tiêu để điều trị ung thư. Bằng cách hiểu rõ hơn về các nguyên tố phóng xạ và cách chúng tương tác ở cấp độ phân tử, các nhà khoa học có thể tối ưu hóa việc sản xuất các phân tử cần thiết cho các ứng dụng y tế, mang lại hy vọng cho các phương pháp điều trị ung thư hiệu quả hơn và chính xác hơn.