الأكتينيدات

صف سيبورغ الجديد

حتى أربعينيات القرن العشرين كان الثوريوم والبروتكتينيوم واليورانيوم توضع في المتن الرئيسي للجدول الدوري، تحت الهافنيوم والتنتالوم والتنغستن. وحين صنع فريق غلين سيبورغ الأمريسيوم والكوريوم ووجد أنهما يسلكان سلوك الأتربة النادرة، اقترح أن أثقل العناصر تشكّل سلسلة ثانية أسفل اللانثانيدات. وحذّره زملاؤه من أن الفكرة ستضر بمسيرته المهنية، لكنها ثبتت صحتها، وقادت اكتشاف كل أكتينيد جاء بعدها.

مصنوعة لا موجودة

لا يوجد في الطبيعة بكميات معتبرة سوى الأكتينيوم والثوريوم والبروتكتينيوم واليورانيوم، مع آثار من النبتونيوم والبلوتونيوم. أما كل عنصر من الأمريسيوم فصاعدًا فقد صُنع أول مرة صناعيًا، في المفاعلات النووية أو السيكلوترونات، أو في حالة الأينشتاينيوم والفيرميوم، في حطام تجربة قنبلة هيدروجينية.

وكلما تقدمنا في السلسلة ازدادت صعوبة إنتاج عناصرها وتسارع تحللها. فالبلوتونيوم يُنتج بالأطنان، والكاليفورنيوم بالغرامات سنويًا على مستوى العالم، أما أثقل الأكتينيدات، من الفيرميوم إلى اللورنسيوم، فلا يُصنع منها إلا بضع ذرات في كل مرة.

كل الأكتينيدات مشعة

لا يوجد لأي من الأكتينيدات نظير مستقر. فالثوريوم-232 واليورانيوم-238 يتحللان ببطء شديد، على مدى مليارات السنين، حتى إن كثيرًا مما تكوّن منهما مع نشأة الأرض لا يزال موجودًا. ويسخّن تحللهما باطن الأرض، وينتج معظم الهيليوم الذي نستخرجه من جوفها.

وبعضها الآخر قصير العمر إلى حد أن خواصه لا تُعرف إلا من النظرية. ويتطلب التعامل مع الأكتينيدات الأشد إشعاعًا صناديق قفازات وأذرع تحكم عن بُعد ودروعًا واقية.

الطاقة والأسلحة وكواشف الدخان

والخواص النووية نفسها التي تجعل الأكتينيدات مفيدة تجعل إدارة نفاياتها صعبة. فالوقود المستنفد يبقى خطرًا آلاف السنين، وتبني دول مثل فنلندا مستودعات جيولوجية عميقة لعزله.

• اليورانيوم: وقود محطات الطاقة النووية التي توفر نحو عُشر كهرباء العالم
• البلوتونيوم: الأسلحة النووية، ووقود المفاعلات، ومصادر طاقة البلوتونيوم-238 في المسابير الفضائية مثل فوياجر
• الأمريسيوم: مصدر التأين داخل معظم كواشف الدخان المنزلية
• الكاليفورنيوم: مصادر نيوترونات محمولة لتشغيل المفاعلات وتحليل المواد
• الثوريوم: وقود محتمل لمفاعلات المستقبل، وهو أوفر من اليورانيوم