ÉLÉMENTS SUPERLOURDS

ÉLÉMENTS SUPERLOURDS

Il existe actuellement cent sept éléments chimiques connus, dont quatre-vingt-neuf éléments naturels et dix-huit créés artificiellement par l’homme. Les plus lourds ont des noyaux tellement radioactifs que leur durée de vie est de plus en plus courte. Cependant, au-delà d’une zone pour laquelle aucun noyau lié n’est plus possible, on prévoit, autour du numéro atomique Z = 114 et du nombre de masse A = 298, un îlot d’une quarantaine d’isotopes répartis sur une dizaine d’éléments totalement inconnus dont les durées de vie seraient comprises entre quelques minutes et des millions d’années. Ces éléments, qualifiés de superlourds, doivent avoir des propriétés chimiques assez voisines de celles des éléments compris entre le platine, le plomb, le radium et les actinides. On les a cherchés en vain dans la nature, mais on tente de les synthétiser grâce aux accélérateurs à ions lourds en bombardant des cibles de thorium ou d’uranium par des projectiles divers comme le krypton ou le cuivre. Les noyaux superlourds devraient fissionner facilement et présenter des propriétés nucléaires très intéressantes.

Place dans le tableau périodique

Les éléments naturels sont classés dans le tableau périodique entre l’hydrogène et l’uranium ; leur numéro atomique Z, allant de 1 à 92, correspond au nombre de protons contenus dans leur noyau qui est également le nombre d’électrons périphériques. Pour chaque élément, donc pour chaque valeur de Z, il existe plusieurs «isotopes» ^{[cf. ISOTOPES]}, différant les uns des autres par la masse, en raison du nombre de neutrons, particules neutres qui, avec les protons, sont des constituants du noyau (ou nucléons). Le nombre de masse A est le nombre de nucléons d’un noyau (A = N + Z, si N est le nombre de neutrons). Deux cent quatre-vingt-un noyaux, donc deux cent quatre-vingt-une valeurs de A, correspondent aux isotopes des éléments naturels (deux pour l’hydrogène, trois pour l’oxygène, un seul pour le sodium, dix pour l’étain). Mais quelque mille huit cents nouveaux noyaux ont été fabriqués artificiellement depuis cinquante ans. Ces noyaux sont radioactifs et ont été produits par des réactions nucléaires (cf. chimie NUCLÉAIRE).

Non seulement de nouveaux isotopes d’éléments connus ont été ainsi créés, mais trois éléments nouveaux ont été découverts, qui n’existaient pas sur la Terre: le technétium (Z = 43), le prométhéum (Z = 61) et l’astate (Z = 85). Au-delà de l’uranium (Z = 92), le tableau périodique a été prolongé de quinze nouveaux éléments (jusqu’à Z = 107), pour lesquels il n’existe évidemment aucun isotope stable ^{[cf. TRANSURANIENS]}. Mais la spectaculaire découverte de ces quinze transuraniens, parmi lesquels le plutonium, va-t-elle s’arrêter à l’élément 107? Les radio-isotopes formés ont des durées de vie de plus en plus courtes lorsqu’on va au-delà du plutonium (Z = 94), les probabilités de synthèse deviennent très faibles, et on ne peut fabriquer que quelques atomes de l’élément 107, qui disparaissent en quelques millisecondes.

Sur la figure 1, on a représenté par de petits points les noyaux actuellement connus. Puisque chacun d’eux a Z protons et N neutrons, la place d’un noyau sur un diagramme portant Z en ordonnée et N en abscisse est parfaitement définie. Lorsque le noyau est stable (durée de vie infinie), il est indiqué en noir. Lorsqu’il est radioactif (durée de vie limitée), on le représente en grisé. De cette façon, tous les noyaux connus sont rassemblés sur une péninsule émergeant d’une «mer d’instabilité». Avec cette image, on pourrait dire que les noyaux stables sont ceux qui sont toujours situés au-dessus du niveau de la mer, alors que les noyaux radioactifs sont découverts au cours des marées basses, et d’autant plus rarement qu’ils sont de vie plus courte. Au-delà du bismuth (Z = 83), le bout de la péninsule est à demi immergé puisque aucun élément n’est parfaitement stable. L’uranium (Z = 92; A = 238) a une période radioactive (temps de disparition de la moitié des noyaux) légèrement supérieure à l’âge de la Terre. Au-delà de Z = 107, les périodes radioactives prévues sont tellement faibles que la pointe de la péninsule plonge profondément dans la «mer d’instabilité».

Cependant, au large, apparaît sur la figure une île, autour de Z = 114 et de N = 184, pour laquelle l’existence de nouveaux noyaux est prédite. Cette région, qui devrait comprendre entre dix et cinquante noyaux observables répartis sur une dizaine d’éléments, est appelée depuis quelques années «îlot d’éléments superlourds». Bien qu’elle ne corresponde pour le moment qu’à des prévisions théoriques, elle passionne les chimistes nucléaires. Pour comprendre les raisons de l’apparition de cet «îlot d’Ouessant» au large de la péninsule de Bretagne, il faut examiner les raisons qui font que les noyaux sont plus ou moins stables, les raisons qui font que trop de nucléons mis ensemble ne constituent plus un noyau lié.

Stabilité et instabilité nucléaires

Fission spontanée et radioactivité par émission de particules alpha

La cohésion d’un noyau est due aux forces qui lient les nucléons entre eux lorsque ceux-ci sont très proches les uns des autres. En particulier, il existe une très forte attraction entre un proton et un neutron ou entre les deux partenaires d’une paire couplée de neutrons ou de protons. Les meilleures conditions pour que ces forces s’exercent sont celles d’un volume pour lequel la surface est le plus faible possible, c’est-à-dire la sphère. En effet, à la surface, l’absence de nucléons diminue les forces nucléaires moyennes, de la même façon qu’à la surface d’une goutte d’eau les molécules constituantes ont tendance à quitter la goutte par évaporation.

Mais les protons sont chargés. Ces charges positives se repoussent entre elles. La stabilité d’un noyau est donc un compromis entre les forces attractives nucléaires et les forces répulsives électrostatiques (on les qualifie de coulombiennes, car les lois de répulsion entre charges ont été trouvées par Charles Augustin Coulomb). L’accumulation de plus de cent protons dans un noyau ne peut plus être efficacement contrebalancée par les attractions nucléaires qui ne s’exercent qu’entre quelques nucléons, les forces nucléaires étant à courte portée. Le résultat est que les noyaux de Z élevé présentent deux tendances de plus en plus marquées: l’émission de particules 見 (noyaux d’hélium) et la fission spontanée. L’émission 見 correspond à une perte de deux unités de charge, de sorte que le produit (Z – 2) + ⁴²He est plus stable que Z. La fission spontanée correspond à une probabilité de passage du noyau (A, Z) en deux fragments qui sont beaucoup plus stables que le noyau père: A¹, Z¹ et A², Z². Ce phénomène devient tellement probable au-delà de Z = 107 que toute tentative de former un noyau de Z plus élevé est immédiatement suivie de la rupture en deux fragments plus légers.

Couches complètes de nucléons et nombres magiques

Dans ces conditions, comment peut-on espérer trouver cet îlot de stabilité pour Z encore plus élevé? Cela provient d’un effet de cohésion dont nous n’avons pas encore parlé, l’effet de «couche complète». Dans un noyau, les neutrons et les protons présentent des mouvements précis sur des orbites définies. Le nombre des orbites possibles correspondant à une catégorie d’énergie de liaison n’est pas indéfini. Lorsque toutes les orbites sont occupées, on dit que l’on a une couche complète ou fermée. Cela signifie qu’un nucléon supplémentaire devra trouver dans le noyau une autre catégorie de mouvement avec une autre série d’énergie de liaison. L’existence de ces couches est observée pour les noyaux stables des éléments naturels. Lorsque la couche est complète, on a un nombre de nucléons qualifié de «magique», et le noyau formé est plus lié que ses voisins. Une énergie de liaison supplémentaire apparaît pour certaines organisations particulières des neutrons et des protons. Il en est ainsi du noyau d’hélium (Z = 2, N = 2), d’oxygène 16 (Z = 8, N = 8), de calcium 40 (Z = 20, N = 20) et de plomb 208 (Z = 82, N = 126). L’énergie de liaison supplémentaire est alors de 10 MeV. Or cela peut suffire pour empêcher la fission spontanée en maintenant assez de cohésion dans la forme sphérique et en interdisant la déformation du noyau conduisant à une scission en deux fragments. Il faut en effet retenir que l’uranium 238, de stabilité relativement grande puisque sa période radioactive est de 5.10⁹ ans, fissionne dès qu’on apporte 6 MeV. C’est donc une barrière de 6 MeV qui le protège contre une rupture en deux fragments qui libère ensuite près de 200 MeV. Si un noyau de Z plus élevé que 92 n’a plus que 1 MeV de barrière contre la fission, celle-ci interviendra spontanément très vite. C’est le cas pour Z 閭 102. Mais si une énergie de liaison supplémentaire apparaît par la constitution d’une couche complète de neutrons ou de protons, alors une barrière de fission plus grande subsistera contre la rupture en deux fragments provoquée par la répulsion coulombienne.

Quelles sont les valeurs des nombres «magiques» pour les neutrons et les protons? On connaît, pour les neutrons, N = 2, 8, 20, 28, 50, 82 et 126; pour les protons, Z = 2, 8, 20, 28, 50 et 82. Il est naturel de penser que 126 soit aussi «magique» pour les protons, et c’est ce qui fut supposé d’abord aux environs de 1963. Cependant, la valeur exacte est 114, comme les calculs théoriques l’ont montré en tenant compte de l’effet coulombien. On est arrivé à la conclusion que la double couche fermée était atteinte pour Z = 114 et N = 184, c’est-à-dire pour un noyau de A = 298.

Barrière de fission et durée de vie des noyaux superlourds

De nombreux théoriciens ont alors calculé les masses des noyaux placés autour de ce point en incluant l’effet de couche. Ils ont examiné les effets de déformation sur l’énergie de liaison pour en déduire la barrière de fission. Les calculs ont été, bien entendu, d’abord appliqués aux noyaux connus de plomb et de transuraniens pour savoir s’ils représentaient bien la réalité à travers toutes les caractéristiques observables de ces noyaux (émission 見, forme plus ou moins sphérique, durée de vie en fission spontanée, hauteur des barrières de fission, etc.). Ainsi une barrière de fission de 13 MeV apparaît pour les noyaux ²⁹⁸¹¹⁴X, alors que le calcul négligeant l’effet de couche donnerait une barrière nulle, c’est-à-dire aucune restriction à la déformation et à la conséquence immédiate de rupture en deux fragments. Cet exemple calculé par J. R. Nix à Los Alamos est illustré sur la figure 2 où l’énergie potentielle du noyau est portée en fonction de la déformation. Cela correspondrait à 10¹⁵ ans.

Il faut cependant tenir compte de la décroissance possible par émission 見 qui réduit la période radioactive à une dizaine d’années, car le noyau ²⁹⁸¹¹⁴X est trop pauvre en neutrons par rapport à la proportion la plus favorable N/Z. Compte tenu de cet autre effet, la durée de vie la plus longue devrait apparaître pour ²⁹⁴¹¹⁰X et atteindre 100 millions d’années. On peut tracer sur la figure 3, inspirée des calculs de Nix, la zone des noyaux de durée de vie supérieure à 5 minutes et celle des noyaux de durée de vie supérieure à 100 000 ans. Les noyaux situés dans le haut du diagramme disparaissent principalement par décroissance 見, ceux qui sont situés directement vers le bas le font par décroissance 廓^- (émission d’électrons négatifs), ceux vers le bas à gauche ou à droite le font par fission spontanée. On peut compter qu’environ sept éléments et une quarantaine d’isotopes de cet îlot auraient des durées de vie dépassant quelques minutes, entre Z = 108 et Z = 116, avec N compris entre 176 et 194.

Ces prédictions peuvent, cependant, être erronées à un facteur important près. On estime à 10⁵ l’incertitude, ce qui signifierait que les plus stables des noyaux ont une période radioactive qui peut aller de 10³ à 10¹³ ans, selon le pessimisme ou l’optimisme des prévisions. Quoi qu’il en soit, la question se pose: alors qu’on croyait avoir trouvé tous les éléments qui existent dans la nature, n’y a-t-il pas un élément superlourd qui aurait été créé pendant la formation du système solaire et qui subsisterait à l’état de traces? Et même si ce n’est pas le cas, peut-on en faire la synthèse comme celle des transuraniens plus proches? Enfin, si ces noyaux existent, quelles sont les propriétés chimiques des éléments correspondants?

Prédictions des propriétés chimiques des éléments superlourds

Si la production d’éléments superlourds est réalisée un jour, l’étude de leurs propriétés chimiques sera d’un intérêt considérable. Jusqu’où et comment se prolonge le tableau périodique? Les électrons sont-ils placés sur les orbitales prévues? Quels types de composés donneront ces éléments?

Les positions des éléments 106 à 126 dans le tableau périodique ont été prévues soit par une analyse qualitative analogue à celle faite voici un siècle par D. J. Mendeleïev, soit par des calculs précis des niveaux d’énergie des électrons sur les couches et sous-couches prévues par la mécanique quantique (cf. classification PÉRIODIQUE, fig. 1). À partir de l’élément 89, l’actinium, une série de 14 éléments, appelés actinides par Glenn T. Seaborg, débute et se termine à l’élément 103, le lawrencium. Il a été montré que les propriétés chimiques de l’élément 104, le rutherfordium, sont très analogues à celles de l’homologue placé au-dessus dans la colonne IV, l’hafnium. On peut prévoir ainsi qu’une série d’éléments de transition correspondant au remplissage des électrons 6d (cf. classification PÉRIODIQUE, TRANSURANIENS) va apparaître jusqu’à Z = 110, l’eka-platine. L’élément 108 ne sera jamais étudié puisque le noyau n’existe probablement pas. En revanche, on peut penser que les eka-platine, eka-or, eka-mercure auront des durées de vie assez longues. Ce seront des métaux nobles, à forte densité (27 pour l’élément 110). Les éléments 113 à 118 correspondent au remplissage de la sous-couche 7p et seront donc les homologues des thallium, plomb, bismuth, polonium, astate et radon. Cependant, les calculs montrent que seuls les électrons p devraient participer activement aux liaisons et que, en particulier, l’eka-plomb aura surtout le degré d’oxydation + 2, et l’eka-bismuth le degré + 3. On peut prévoir des propriétés plus franchement métalliques et électropositives. Quant à l’eka-radon 118, il devrait être un gaz noble relativement réactif.

Les éléments 119 et 120 seraient très typiquement des eka-francium et eka-radium, mais, à partir de Z = 121, un intéressant problème surgit. Ou bien, comme au niveau de Z = 57 (lanthanides) et de Z = 89 (actinides), la couche f , 6f en l’occurrence, se remplit et on obtient une série de quatorze éléments f , ou bien la sous-couche 5g apparaît, sur laquelle 18 électrons peuvent être placés. Rappelons que g signifie l = 4, et (2l + 1) états, donc neuf états avec deux états de spin pour chaque état orbital. Il y a tout lieu de penser que le remplissage de 6f et de 5g sera difficile à distinguer et que trente-deux éléments, les «superactinides» de Seaborg, peuvent se situer là. On n’a guère l’espoir, quoi qu’il en soit, de dépasser Z = 126.

Les problèmes d’identification et de séparation chimique pour ces éléments superlourds sont à la fois passionnants et difficiles. Peu d’atomes seront produits et le saut vers l’inconnu est beaucoup plus important que lorsqu’on passait de l’uranium au neptunium ou au plutonium.

Recherche des éléments superlourds dans la nature

La prédiction selon laquelle l’élément 110 pourrait avoir une période radioactive supérieure à 10⁸ ans suggère que de faibles quantités de cet élément subsisteraient sur la Terre si elles ont pu être formées par capture rapide de neutrons. La recherche de l’eka-platine a donc été entreprise dans des minerais de platine, car on a supposé que l’élément 110 a des propriétés chimiques peu différentes de celles de ce dernier métal. Quelle méthode utiliser alors pour le mettre en évidence? Plusieurs existent, toutes fondées sur les propriétés nucléaires ou atomiques prévues pour les éléments superlourds. L’une des plus sensibles exploite le fait que les noyaux de ces éléments doivent fissionner spontanément et que les traces de fragments de fission projetés sont visibles au microscope dans certains matériaux.

Une autre technique est fondée sur la prévision selon laquelle chaque fission d’élément superlourd est accompagnée de plusieurs neutrons. La mesure du nombre de neutrons qui seraient émis par un échantillon de platine, d’osmium, de mercure permet d’estimer la limite de proportions d’éléments superlourds nobles (de 109 à 114). De plus, la fission de ces éléments doit présenter des caractéristiques différentes de celles de la fission de l’uranium et des nucléides mieux connus. Un nombre important de neutrons, peut-être dix, doit accompagner chaque fission, au lieu de moins de trois dans le cas de l’uranium. Dans des conditions de protection contre le rayonnement cosmique (tunnel très profond), les chercheurs de Berkeley ont mesuré la multiplicité de neutrons pour chaque fission observée dans de nombreux minéraux, roches, échantillons de plomb, or, platine. Jusqu’ici, tous les essais se sont soldés par des échecs. La proportion d’éléments superlourds est inférieure à 10^-15 gramme par gramme d’échantillon. Il semble que la nature ait été incapable de synthétiser ces éléments, ou que les durées de vie soient plus faibles que prévu.

La nucléogenèse des éléments lourds a lieu par capture de neutrons. À des flux suffisants, par exemple ceux des explosions thermonucléaires, jusqu’à 19 neutrons s’ajoutent à un noyau comme ²³⁸U pour donner ²⁵⁷⁹²U, lequel, par une série rapide de désintégrations 廓^-, conduit de Z = 92 à Z = 100 jusqu’au ²⁵⁷¹⁰⁰Fm ^{[cf. TRANSURANIENS]}. Mais il semble impossible, par ce processus, de dépasser A = 258, car, au-delà, les noyaux fissionnent dès leur formation, de sorte que la décroissance 廓^- est interrompue. Ainsi, peut-être, les noyaux superlourds, bien que potentiellement stables, n’ont-ils jamais été créés. Alors l’homme peut-il tenter de prendre le relais et d’imaginer des méthodes entièrement nouvelles de synthèse nucléaire?

Production artificielle par accélérateurs à ions lourds

Les ions lourds projectiles

Pour gagner une île en partant de la terre ferme, on peut tenter de franchir le bras de mer par un gué. C’est la méthode d’addition de neutrons, donc d’augmentation de A, unité par unité, qui semble être inefficace, car chaque pierre du gué s’effondre avant le passage à la suivante. Reste alors le vol de la terre ferme à l’îlot, en emportant en une seule étape tous les nucléons nécessaires au noyau final. L’idée est donc de bombarder des cibles lourdes, comme ²³²Th, ²⁴⁸Cm, par des projectiles déjà de taille importante. Ces projectiles doivent être portés à des énergies élevées. En effet, la fusion n’est possible avec le noyau cible que si les nucléons des deux partenaires sont très proches. Or, avant d’en arriver là, la charge globale du noyau projectile est repoussée par la charge du noyau cible. Il faut apporter de l’énergie cinétique pour vaincre cette répulsion électrostatique. Le moyen est maintenant fourni par les accélérateurs à ions lourds. Des atomes d’oxygène, de néon, d’argon, de calcium, de krypton sont d’abord ionisés, c’est-à-dire perdent quelques électrons au niveau de sources d’ions. Ces ions, multichargés (O⁵⁺, Ne⁵⁺, Ar⁵⁺, Kr⁵⁺, etc.), sont alors accélérés par des différences de potentiel électrique et atteignent des énergies de plusieurs centaines de mégaélectronvolts. Pour «sauter» de Z = 92 à Z = 110, l’oxygène ou le néon ne suffisent pas. Il faut au moins l’argon (⁴⁰¹⁸Ar).

Les essais de production d’éléments superlourds ne peuvent donc avoir lieu qu’auprès des centres où des accélérateurs d’ions très lourds ont été construits. La première machine capable de ces performances fonctionne depuis 1970 en France, à l’université Paris-Sud Orsay. Baptisée Alice, elle a fourni de nombreux faisceaux, par exemple d’argon Z = 18, de krypton Z = 36, de calcium Z = 20, de cuivre Z = 29 et de sélénium Z = 34. Depuis 1972, le gros cyclotron de Dubna (U.R.S.S.) a fourni, entre autres, des ions de zinc Z = 30 et de xénon Z = 54.

À Berkeley, l’accélérateur Super-Hilac (super-heavy ions linear accelerator ) fournit depuis 1975 des faisceaux d’ions du krypton et du xénon. De plus, cet accélérateur injecte des ions plus légers dans un synchroton qui les porte à des énergies très élevées de plusieurs gigaélectronvolts. Et, surtout, l’accélérateur Unilac (universal linear accelerator ) de Darmstadt (R.F.A.) fournit depuis 1976 tous les ions des éléments allant du carbone à l’uranium. Actuellement, ce centre est certainement le pôle mondial de la recherche des nouveaux noyaux produits par des ions lourds. C’est d’ailleurs là que l’élément 107 a été produit en 1981. Enfin, en France, G.A.N.I.L. (grand accélérateur national d’ions lourds), situé à Caen, est entré en fonctionnement en novembre 1982.

Les réactions nucléaires de fusion

Mais il ne suffit pas de disposer d’une bonne cible et d’un projectile ayant le nombre de protons nécessaire pour arriver autour de Z = 110-120. Encore faut-il que le nombre total de neutrons soit aux environs de 184. Or, l’utilisation d’un couple cible-projectile de noyaux stables fait que cet objectif est pratiquement irréalisable par une simple fusion des deux noyaux. On peut comprendre cette difficulté en regardant à nouveau la figure 1. Les projectiles ont un rapport N/Z peu supérieur à 1, car c’est le rapport assurant la stabilité jusqu’à Z = 20. En revanche, le rapport N/Z est beaucoup plus grand que 1 pour les noyaux lourds, et la courbe Z = f (N) s’infléchit de plus en plus lorsque N est grand. Par exemple, la fusion ⁸⁴³⁶Kr + ²³²⁹⁰Th conduit par addition à ³¹⁶¹²⁶X trop pauvre en neutrons. Le tir est mal réglé et tombe au nord-ouest de l’îlot de stabilité. On a cherché les meilleures combinaisons possibles et, jusqu’à maintenant, deux seulement ont été essayées. La première réaction a été tentée à Berkeley avec un très faible faisceau d’argon sur une cible de curium 248. Le noyau de fusion attendu, de Z = 114, ne dispose que de 174 neutrons, et il n’est pas étonnant que l’expérience ait échoué. La seconde réaction a été étudiée à Orsay avec des cibles de thorium, d’uranium et de plomb et un faisceau de krypton. Les noyaux de fusion sont alors respectivement de Z = 126, Z = 128 et Z = 118, tous un peu au-dessus de l’îlot de stabilité prévu, comme l’illustre la figure 3. On a cherché à identifier les masses des produits obtenus et regardé la région des masses voisines de 300. On a, de plus, tenté d’observer d’éventuelles fissions spontanées et surtout des désintégrations 見 qui conduiraient à des noyaux fils, plus proches de la région de grande stabilité (fig. 3). Pour le moment, on a seulement pu estimer des limites de probabilités de production (section efficace de 10^-30 cm²).

Plus récemment, des essais ont été faits à Dubna avec des ions xénon. Aucun résultat nettement positif n’est apparu pour la création d’éléments superlourds.

Il semble donc que la synthèse soit difficile. Les intensités des faisceaux actuels sont probablement encore trop faibles, mais il y a peut-être aussi des empêchements de principe pour que deux noyaux complexes fusionnent totalement et aussi pour que le nouveau noyau atteigne son état fondamental non déformé à partir d’un ensemble de fusion très spécial.

Ces problèmes de physique et de chimie nucléaires fondamentaux sont en cours d’étude, et les résultats devront mieux guider les tentatives ultérieures de synthèse. Enfin, il serait naïf de penser qu’aux premiers essais, à l’aide de projectiles qui ne sont pas les meilleurs, des éléments superlourds auraient pu être découverts. Il faut donc, d’une part, approfondir l’étude des mécanismes des réactions très nouvelles qui apparaissent, d’autre part, multiplier les essais avec des faisceaux plus intenses et surtout plus variés.

Propriétés nucléaires

On a vu l’intérêt que présente l’étude des propriétés chimiques des atomes de Z allant de 108 à 126. Du point de vue nucléaire, ces isotopes devraient présenter des propriétés assez extraordinaires. En raison de la part importante de l’énergie coulombienne issue de la charge plus élevée des éléments superlourds, la quantité d’énergie libérée au moment de la fission en deux fragments est plus grande que dans le cas des noyaux conventionnels. On devrait obtenir plus de 300 MeV pour ²⁹⁸¹¹⁴X au lieu de 200 MeV environ libérés au cours de la fission de ²⁴⁰Pu. Les fragments seraient alors projetés avec une énergie cinétique de 235 MeV, et l’énergie d’excitation restante conduirait à l’émission en moyenne de dix neutrons par fission au lieu de 2,9 pour le plutonium. Cela créerait des conditions extrêmement favorables de fissions en chaîne.

L’autre mode de désintégration le plus important de ces noyaux est l’émission 見. On s’attend à des énergies de particules 見 de 10 à 14 MeV, beaucoup plus élevées que celles des émetteurs connus actuellement. Il est donc possible qu’une série de décroissances 見 se succèdent avec des descendants ayant des vies de plus en plus longues. La mesure de ces décroissances 見 successives serait un très fort indice en faveur de l’atteinte de l’îlot des superlourds. Il n’y a eu sur ce point qu’une légère indication dans ce sens au cours d’expériences effectuées à Orsay.

Pour le moment, les éléments superlourds ne sont donc qu’une conception théorique, un magnifique exemple de ce que la connaissance scientifique peut créer. Si leur existence est mise en évidence et leur synthèse réalisée, ce sera l’un des succès les plus spectaculaires de l’intelligence spéculative des théoriciens, de l’habileté créatrice des expérimentateurs et des constructeurs d’accélérateurs qui auront été capables de réaliser ce que la nature n’a pas su créer.

Encyclopédie Universelle. 2012.