1952年11月1日、米軍で働いていたアメリカの科学者のチームが、コードネーム「アイビーマイク」という奇妙な3階建ての構造物にスイッチを投げました。これは世界初の水素爆弾であり、日本に投下された原子爆弾の700倍の強力な新種の核兵器でした。
爆弾テストは、南太平洋のマーシャル諸島にあるエニウェトクという小さな環礁で行われました。アイビーマイクが爆発したとき、それは10.4メガトンの爆発力を放出しました。これはおよそ10.4百万スティックのTNTに相当します。爆弾が広島に投下され、比較のために、単に生産15キロトン（TNTの15,000スティック）。
爆発はエニウェトク環礁を完全に蒸発させ、幅3マイル（4.8キロメートル）のキノコ雲を生み出しました。防護服を着た労働者は、近隣の島から放射性降下物を収集し、分析のためにカリフォルニアのバークレー研究所（現在はローレンスバークレー国立研究所）に送り返しました。そこで、アルバート・ギオルソが率いるマンハッタン計画研究者のチームは、99個の陽子と99個の電子を含む真新しい元素のわずか200個の原子を分離しました。
1955年、研究者たちは発見を世界に発表し、科学的英雄であるアインスタイニウムにちなんで名付けました。
大きくて不安定
アインスタイニウムは、カリホルニウムやバークリウムのような他の非常に重くて放射性の元素と一緒に周期表の原子番号99を占めています。いくつかの放射性元素、特にウランは、地球の地殻に意味のある量で存在します（2.8 ppmで、地下には金よりも多くのウランがあります）。しかし、アインスタイニウムを含むさらに重い元素でさえ、水素爆弾を爆発させるか、原子炉内で亜原子粒子を一緒に叩くことによってのみ人工的に作成することができます。
元素を放射性にするものは何ですか？周期表の下部にあるアインスタイニウムとその近傍の場合、それはそれらの原子の大きさです、と医用画像に使用される他の放射性元素を幅広く扱ってきた医薬品化学者のジョセフ・グラジッチは説明します。
「元素が特定のサイズになると、原子核が非常に大きくなり、崩壊します」とGlajch氏は言います。「何が起こるかというと、それは中性子および/または陽子と電子を吐き出し、より低い元素状態に崩壊するということです。」
放射性元素が崩壊すると、それらはアルファ粒子、ベータ粒子、ガンマ線、その他の放射線の形をとる亜原子粒子のクラスターを放出します。ある種の放射線は比較的無害ですが、他の種類の放射線は人間の細胞やDNAに損傷を与える可能性があります。
短い「貯蔵寿命」
放射性元素が崩壊すると、それらは異なる原子重量を持つ異なる同位体も形成します。元素の原子質量は、原子核内の中性子の数を陽子の数に加算することによって計算されます。たとえば、1952年に南太平洋で収集されたアインスタイニウムは、99個の陽子と154個の中性子を持つアインスタイニウム-253と呼ばれる同位体でした。
しかし、同位体は永遠に続くわけではありません。それらはそれぞれ異なる「半減期」を持っています。これは、材料の半分が新しい同位体またはより低い元素に完全に崩壊するための推定時間です。アインスタイニウム253の半減期はわずか20。5日です。一方、自然界で最も一般的なウランの同位体であるウラン238の半減期は、44.6億年です。
実験室でアインスタイニウムのような重い放射性元素を合成することの難しいことの1つ（そして実験室では、高度に専門化された原子炉を意味します）は、大きな元素が非常に速く崩壊し始めることです。
「ますます大きな元素や同位体を作成するにつれて、それらを見るのに十分な長さでそれらを維持することはますます困難になります」とGlajchは言います。
小規模での大きなブレークスルー
そのため、最近、科学者のチームがこの超希少元素の化学的性質のいくつかを測定するのに十分な長さの短命のアインスタイニウムのサンプルを首尾よく保持したとき、化学の世界で非常に興奮しました。
ローレンスバークレー国立研究所のレベッカアーベルゲルが率いる科学者たちは、テネシー州のオークリッジ国立研究所が製造したアインスタイニウム254の小さなサンプルを辛抱強く待っていました。サンプルの重量は250ナノグラムまたは2500億分の1グラムで、半減期は276日でした。2020年にCOVID-19のパンデミックが発生したとき、研究は数か月間中止され、その間、サンプルの7％が30日ごとに劣化しました。
Abergelの画期的な進歩は、分子結合の長さや発光する波長などを測定するのに十分な長さのアインスタイニウム254の単一原子を所定の位置に保持できる分子「爪」の作成によってもたらされました。これらの測定値は両方とも、アインスタイニウムとその従兄弟が癌治療などにどのように使用される可能性があるかを理解するために重要です。
今それはクールです
アインスタイニウムを含む核科学者のアルバート・ギオルソは、1950年代から1970年代にかけての放射線分析における画期的な研究を通じて、周期表で記録的な12の元素を共同発見しました。
