في الكيمياء يعد عنصر رذرفورديوم أحد العناصر الكيميائية برمز Rf ورقم ذري مقداره 104 في الجدول الدوري، حيث يصنف كأحد المعادن الانتقالية، والراذرفورديوم يتخذ شكل المادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.
اكتشاف عنصر الرذرفورديوم
أبلغ العلماء العاملون في المعهد المشترك للأبحاث النووية في دوبنا في روسيا لأول مرة عن إنتاج عنصر الرذرفورديوم في عام 1964 ميلادي، كما وقد قاموا بقصف ذرات نظير البلوتونيوم 242 بأيونات نظير النيون 22 مشكلين ما اعتقدوا أنه ذرات من نظير رذرفورديوم 260 وأربعة نيوترونات الحرة.
في عام 1969 ميلادي حاولت مجموعة من العلماء العاملين في مختبر لورانس للإشعاع المعروف الآن باسم مختبر لورانس بيركلي الموجود في بيركلي في كاليفورنيا تأكيد اكتشاف مجموعة دوبنا، ولكن بسبب نقص المعدات اللازمة لتسريع أيونات النيون، قامت مجموعة بيركلي بقيادة ألبرت غيورسو بعملية قصف ذرات نظير كاليفورنيوم 248 ونظير كاليفورنيوم 249 بأيونات الكربون 12 والكربون 13، مما أدى إلى إنتاج ذرات النظير رذرفورديوم 257، النظير رذرفورديوم 258، النظير رذرفورديوم 259 والنظير رذرفورديوم 261.
ومع كل ماسبق لم يتمكنوا من إنتاج نفس النظير مثل مجموعة دوبنا، حيث أنه لا يزال الفضل في اكتشاف عنصر الرذرفورديوم قيد المناقشة، أن من أكثر نظائر الرذرفورديوم استقرارًا هو النظير راذرفورديوم 263، وهذا النظير له عمر نصف يبلغ حوالي 10 دقائق ويتحلل من خلال عملية الانشطار التلقائي.
في عام 1964 ميلادي، قام العاملون في معهد البحوث النووية المشترك في دوبنا (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية) بقصف البلوتونيوم مع تسارع 113 إلى 115 ميغا فولت من أيونات نيون، ومن خلال قياس مسارات الانشطار في زجاج خاص بواسطة مجهر، اكتشفوا نظيرًا يتحلل عن طريق عملية الانشطار التلقائي، واقترحوا أن هذا النظير الذي له نصف عمر 0.3 +/- 0.1 ثانية، قد يكون 260-104، وهو ناتج عن التفاعل التالي: 242Pu + 22Ne> 260Rf + 4n.
من المتوقع أن يكون للعنصر 104 وهو أول عنصر معاملات خصائص كيميائية مماثلة لتلك الخاصة بالهافنيوم، من شأنه على سبيل المثال تكوين مركب متطاير نسبيًا مع الكلور (رباعي كلوريد)، أجرى العلماء السوفييت تجارب تهدف إلى تحديد الهوية الكيميائية وحاولوا إظهار أن نشاط 0.3-s أكثر تقلبًا من نشاط ثلاثي كلوريد الأكتينيد غير المتطاير نسبيًا، ولا تفي هذه التجربة باختبار الفصل الكيميائي للعنصر الجديد عن العناصر الأخرى، لكنها تقدم أدلة مهمة للتقييم، كما وقد قللت البيانات الصادرة عن العلماء السوفييت من عمر النصف للنظير الذي عملوا معه من 0.3 إلى 0.15 ثانية.
معلومات عامة عن الرذرفورديوم
لا يوجد عنصر الرذرفورديوم بشكل طبيعي في القشرة الأرضية، لقد تم منح الفضل في التوليف الأول لهذا العنصر بشكل مشترك إلى ألبرت غيورسو وفريقه في جامعة كاليفورنيا في بيركلي وجورجي فليروف وفريقه في المعهد المشترك للأبحاث النووية (JINR) في دوبنا، روسيا، كما وقد تم تسمية العنصر لإرنست رذرفورد، الحائز على جائزة نوبل لتطوير نظرية التحولات الإشعاعية.
يعتبر الرذرفورديوم مهمًا في أبحاث فيزياء الجسيمات، لكن ليس له تطبيقات تجارية، نظير (261-Rf) كان أحد منتجات الاضمحلال المستخدمة لتأكيد تخليق الكوبرنسيوم في تجربة معجل الجسيمات، ونظرًا للكميات الصغيرة التي يتم إنتاجها وعمرها النصفي القصير، لا توجد حاليًا أي استخدامات للروذرفورديوم خارج البحث العلمي الأساسي.
في عام 1969 ميلادي، غيورسو ونورميا وهاريس إسكولا وب. أفاد إسكولا من جامعة كاليفورنيا في بيركلي أنهم حددوا بشكل إيجابي نظير اثنين وربما ثلاثة نظائر للعنصر 104، وأشارت المجموعة إلى أنها بعد محاولات متكررة أنتجت النظير 260 104 والذي أبلغت عنه مجموعات دوبنا في عام 1964 ميلادي.
لم يقم المحققون الأمريكيون باتباع نفس الإجراءات التي اتبعتها مجموعة دوبنا؛ وذلك لأن المعدات الأمريكية لم تستطع تسريع أيونات النيون 22 إلى الطاقات اللازمة، وبدلاً من ذلك قاموا بعملية قصف للنظير كاليفورنيوم 249 بأيونات الكربون 12 والكربون 13، وعلى الرغم من عدم تمكنهم على تحصيل نفس النظير مثل العلماء السوفييت، فقد قام فريق بيركلي بالإبلاغ عن تحديد إيجابي لاثنين وربما ثلاثة نظائر للعنصر 104.
تم قصف كاليفورنيوم 249 بالكربون 12 أنتج نظيرًا برقم كتلي 257 ونصف عمر من 4-5 ثوان، بينما أنتج قصف الكربون 13 نظيرًا برقم كتلي 259 وعمر نصف يتراوح من ثلاث إلى أربع ثوانٍ، وقد قام المحققون في بيركلي لاحقًا بقصف الكوريوم 248 بالأكسجين 18، بتركيب نظير للعنصر 104 له رقم كتلي 261 وعمر نصف يبلغ 70 ثانية.
على الرغم من أن السوفييت لم يتمكنوا من صنع سوى عدد قليل من الذرات من نظيرهم الكتلي 260 حصلت مجموعة بيركلي على آلاف الذرات ذات الأعداد الكتلية 257 و 259، وقاموا بقياس طاقات انبعاثاتها (جسيمات ألفا) والكشف عن نواتج الاضمحلال (نظائر النوبليوم)، وبالتالي تقديم أدلة أكثر شمولاً لاكتشافها، وبالتالي قرر الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية في النهاية تسمية العنصر 104 باسم رذرفورديوم.
