99. Einstenio

 

Hoy toca hablar del elemento nombrado en honor al célebre físico alemán Albert Einstein: El einstenio. Creo que procede, en los elementos nombrados en honor a alguien importante, hablar, aunque sea un poquito, sobre el personaje en cuestión. Así que hoy toca aprender sobre el elemento de 99 protones y sobre Albert Einstein. A ver si tienen algo en común.

Einstein

El einstenio, como ya he dicho, tiene 99 protones en su núcleo. Si el átomo es neutro, también tendrá 99 electrones. Además de eso, tiene un montón de neutrones (entre 142 (Es241) y 157 (Es256)). Es uno de los 15 actínidos de la Tabla Periódica (todavía nos quedarán 4 por estudiar: Fermio, mendelevio, nobelio y lawrencio). Sobre los actínidos ya he ido hablando en entradas anteriores, y no quiero repetirme, así que simplemente recordar que tienen ciertas características especiales y comunes debido a su configuración electrónica y son todos radiactivos, entre otras cosas. Lo más importante de momento es esto.  

El einstenio fue descubierto por Albert Ghiorso y su equipo (Stanley Thomson, Gary Higgins) y lo hicieron analizando los restos de una bomba de hidrógeno (La primera de todas, de hecho) llamada Ivy Mike, que se lanzó en el atolón de Enewetak el 1 de noviembre de 1952. En esta última frase hay mucha información que debemos analizar: Primero, Albert Ghiorso fue un gran ingeniero californiano y hablé de él más en detalle en la entrada del berkelio (por si te lo quieres mirar). Sobre la bomba de hidrógeno, expliqué lo que es eso en la entrada del plutonio. Ivy Mike fue desarrollada por un grupo de científicos liderados por un brillante y polémico húngaro, Edward Teller (El conocido como padre de la bomba de hidrógeno) y un americano, Richard Garwin (El que realmente diseñó esta bomba y del que Fermi dijo ser el único verdadero genio que había conocido. Se podría escribir un libro con todo lo que ha hecho este hombre). Respecto al pobre atolón de Enewetak, simplemente decir que es un arrecife en forma de un gran anillo que contiene varias islas y que pertenece a las islas Marshall en el océano Pacífico. El agujero que dejó la bomba puede verse hoy en día buscando “Elugelab” en Google Maps. También puede verse, en la isla Runit, la estructura (domo de Runit) que construyeron para echar allí todos los restos radiactivos derivados de dicha explosión. En fin.  

El caso es que explotaron la maldita bomba (de hecho, no fue la única), y dejaron un agujero en el atolón de un considerable tamaño. De los restos de la explosión descubrieron dos elementos: El Einstenio y el fermio. ¿Y cómo lo hicieron? No fue nada fácil, desde luego. Por un lado, colocaron filtros de papel en tres aviones que cruzaron la nube que dejó la explosión (uno de los aviones se estrelló y el pilotó murió) y por otro, se recogieron muestras del pobre coral que estaba donde explotaron la bomba. Todo ese material fue analizado posteriormente en laboratorio, ya en Estados Unidos. Lo primero que observaron es que había un nuevo isótopo del plutonio, el Pu244, y esa noticia llegó, a través de Seaborg, hasta Berkeley (Donde de la bomba no tenían ni idea, porque era secreto de estado). Allí, Ghiorso pensó que el U238 se debía haber convertido en Pu244 con la absorción de 6 neutrones, entonces ¿Por qué no iba a convertirse en algo mayor, absorbiendo todavía más neutrones? Contactó con Ken Street, que por aquel entonces estaba trabajando en los laboratorios de Livermore, donde habían llevado las muestras de la explosión, y éste les facilitó alguno de los filtros de papel. Los analizaron y vieron signos (partículas alfa de 6´6 MeV) de que un nuevo elemento había allí. Al principio no sabían si era el número 99 ó el 100. Siguieron mirando, utilizando como trazador californio, y finalmente se percataron de que lo que tenían delante era el elemento 99. ¡Lo habían descubierto!  

Se dice que de todo el material que analizaron, “tan solo” pudieron recuperar algo más de 200 átomos de einstenio-253 (Es253), que, supusieron, venía de haber absorbido el uranio-238 15 neutrones y haber decaído 7 veces emitiendo partículas beta. (238+15=253). (Número atómico del uranio es 92 + 7 = 99 protones de einstenio). Dicho isótopo tenía una vida media de 20´5 días. (Por cierto, algunos de esos átomos de uranio pudieron haber absorbido 2 neutrones más, con lo que daría como resultado otro nuevo elemento, el número 100: El fermio).  

El caso es que esa información era confidencial, así que no podían decírselo a nadie, con lo que tuvieron que crearlo. De ese modo podrían anunciarlo y, por lo tanto, nombrarlo. Así que cogieron unos átomos de uranio238, los bombardearon con átomos de nitrógeno y neutrones y obtuvieron einstenio. También lo crearon bombardeando con neutrones átomos de californio o plutonio. Ya en el 61, consiguieron obtener una muestra suficientemente grande como para poder verla. Fueron tan solo 0´01 microgramos de einstenio-253. 

Desde entonces se han creado (entre el laboratorio de Oak Ridge y el de Rusia) no mucha más cantidad de este elemento. La verdad es que no he encontrado el dato, pero como referencia, en el 2021, la producción mundial se supone que fue de unos 400 nanogramos (Ni siquiera podrías verlos). Se consigue en reactores nucleares especiales, normalmente a partir de átomos de plutonio-239, en un complicado proceso que dura años.  

300 microgramos de Es253. 

El caso es que el equipo de Ghiorso finalmente publicó los resultados en 1954, pero se enteraron de que otro equipo de científicos del instituto Nobel de físicas de Estocolmo lo había hecho poco antes (bombardeando uranio con núcleos de oxígeno). A los americanos no les quedó otra que desclasificar los resultados obtenidos tras la explosión del atolón de las islas Marshall, con lo que se les reconoció el descubrimiento y, por lo tanto, tuvieron el honor de nombrarlo.  

Como curiosidad, los graciosetes de California, habían apodado al elemento 99 como pandemonium (o pandemonio, como se hubiera traducido), debido a que al proyecto de la bomba se le llamaba proyecto PANDA. Pero no prosperó, claro. 

Los nombres que eligieron finalmente para el einstenio y el fermio fueron anunciados al mundo en Ginebra en agosto de 1955. Fue Ghiorso el que sugirió empezar a nombrarlos con nombres de famosos científicos. Inicialmente el símbolo para el einstenio fue E, pero luego la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) lo cambio por Es.  

Lo malo es que Albert Einstein había muerto meses antes de anunciarse el descubrimiento, con lo que nunca supo que un elemento llevaría su nombre. Murió en Princeton, Nueva Jersey. Había emigrado a Estados Unidos desde su país natal, Alemania, en 1933, a los 54 años de edad (ya había estado en Estados Unidos antes, en un par de ocasiones. Y es que había viajado bastante por Asia, Europa (España en 1923) y América, dando conferencias y visitando a eminencias). El caso es que fue a Estados Unidos en el 33 y decidió quedarse, porque era judío y veía lo que se estaba cociendo en Alemania.  

Einstein en Espluga de Francolí (Tarragona) en 1923.

Es sobretodo conocido por su teoría de la relatividad, pero la verdad es que Einstein fue mucho más que eso. Publicó cientos de artículos, revolucionó, con sus ideas el mundo de la física e inspiró a muchos otros. Su teoría de la relatividad especial la publicó en el año 1905, a los 26 años de edad, siendo empleado de la oficina de patentes de Berna, Suiza. Publicó también su famosa fórmula: E=mc2 (equivalencia masa-energía) y otros importantes trabajos sobre el efecto fotoeléctrico, movimiento browniano (movimiento de partículas en un fluido estacionario) física estadística y mecánica cuántica. Su teoría de la relatividad general (es en la que se incluye la gravedad) la presentó 10 años después. En 1919 se hizo mundialmente famoso cuando se demostró, durante un eclipse de Sol, sus teorías sobre la curvatura de la luz. En 1921 recibió el premio Nobel por su trabajo sobre el efecto fotoeléctrico (y de cómo la física cuántica realmente se corresponde con la realidad). Contrariamente a lo que la gente cree, sí fue un buen estudiante, sobre todo en las asignaturas de ciencias, donde sacaba las mejores notas. Sí se buscó algún que otro problemilla de adolescente, dada las estrictas normas de la escuela, pero en general, fue un estudiante sobresaliente. Leyó muchos libros de ciencia que le proporcionaba su tío y pudo matricularse en la Universidad de ciencias de Zúrich, así se convirtió en uno de los mejores científicos de la historia.  

El einstenio hoy en día no tiene ninguna aplicación útil más allá de la investigación. Se está investigando en aplicaciones para tratamientos de cáncer, y en su día se utilizó para crear nuevos elementos: El mendelevio (ya lo veremos) con Es253 y otros más pesados con Es254, con una vida media de 270 días. También está el Es252, con una vida media de 470 días. Se sigue investigando así que, quién sabe, cualquier día el einstenio tenga una útil aplicación. 

Molécula orgánica creada con Einstenio (Publicado en 2021), para seguir aprendiendo.