Gli elementi transuranici sono chiamati così perché nel sistema periodico seguono l’Uranio, (trans-uranici, cioè oltre l’uranio). C’è un motivo per cui l’Uranio fa da spartiacque: i suoi 92 protoni del nucleo son davvero tanti, e iniziano a sperimentare in maniera seriamente pericolosa la repulsione elettrostatica. I protoni sono tutte cariche positive, e quindi tendono a respingersi tra di loro. Per numeri atomici più bassi, cioè per quegli elementi con un numero di protoni inferiore, tale tendenza a respingersi è mitigata dalla presenza di neutroni, particelle elettricamente neutre che “diluiscono un po’ i protoni e le loro cariche positive, rendendo i nuclei stabili. Ma nel caso dell’Uranio non ci sono neutroni che tengono: i protoni iniziano a essere troppi così ogni altro nucleo con un numero di protoni superiore è instabile e tende a frammentarsi.

Nel 1940, un tale Edwin McMillan riesce a sintetizzare l’elemento 93, con tecniche di bombardamento nucleare. Questo elemento è instabile ma vive quanto basta per essere riconosciuto. McMillan gli dà il nome di Nettunio, proprio perché il pianeta Nettuno sta dopo Urano. È una scoperta epocale, che dà notorietà al fisico che prenderà il nobel nel 1951 per la chimica. Il governo americano lo arruola assieme ad altri astri della scienza per studi militari, come ad esempio il radar. Si porta con sé l’amico Glenn Seaborg, il quale di punto in bianco si trova in uno dei più potenti laboratori e con un’idea (quella di McMillan) di cercare il numero 94 perché il 93 decade dando il 94. Seaborg ha la strada spianata e riesce nell’intento scoprendo l’elemento dl numero 94 al quale darà il nome di Plutonio, giusto per seguire, senza troppa fantasia, l’ordine dei pianeti del sistema solare. Si prende il merito della scoperta accostando McMillan in notorietà). Fortuna sì, ma bravura e spirito di sacrificio anche, come vedremo a breve.

Nel 1942 Seaborg si trasferisce a Chicago per lavorare, anche lui, a progetti per il governo americano. Porta con sé un tecnico in gamba, Albert Ghiorso, il quale abbandona Berkeley perché stufo del lavoro che faceva. Ma a Chicago sarà incaricato  di fare lo stesso, identico, lavoro di prima: installare rilevatori per la radioattività. Poveraccio, ma fino a un certo punto. E il perché, anche questo lo vedremo a breve.

In quei laboratori inizia quindi la caccia agli elementi, e Seaborg e Ghiorso la fanno mettendo a punto una tecnica nuova. Prima, infatti, si bombardava un dato elemento con neutroni per sintetizzare l’elemento con numero atomico più alto di un’unità. Seaborg e Ghiorso, invece, utilizzano altri proiettili: le particelle alfa, cioè nuclei di elio che sono formati da due protoni e due neutroni. Questo permette non solo l’aumento di due unità nel numero atomico (da 94 a 96 per esempio) ma anche la spontanea formazione del numero intermedio (95) per decadimento nucleare. Due piccioni con una fava, quindi. Inoltre le particelle alfa si accelerano facilmente in quanto particelle cariche. Vengono così scoperti L’americio (numero atomico 95) e il Curio, (96) in onore al continente americano e alla scienziata Marie Curie. Successivamente, nel 1949, vennero scoperti il 97 e il 98 (Berkelio e Californio) e nel 1952 il 99 (Einstenio) e il 100 (Fermio), questi ultimi due in dei coralli del pacifico, a causa di un’esplosione nucleare che aveva sottoposto i coralli a dosi massicce di radiazioni.

Non era un lavoro facile, tant’è che Seaborg aveva proposto il simbolo Bm anziché Bk (Berkelio) per l’elemento n. 97 per indicare il bowel movement (il transito intestinale) perché quello str***o di elemento 97 aveva fatto patire parecchio prima di farsi scoprire. Ovviamente la proposta passò in minoranza.

Ma aumentando di numero atomico gli elementi sono sempre più instabili, è sempre più difficile prepararli, sempre più difficile analizzarli e c’è sempre meno tempo a disposizione per studiarli, a causa dei rapidi decadimenti nucleari che li portano a diventare altri elementi. Le quantità sono sempre più risicate, figuratevi che per avere una quantità adeguata Einstenio (numero atomico 99) tale da provare a fare il salto al numero 101, sono stati tre anni di fila a bombardare Plutonio.

 

Gli esperimenti poi constavano di due fasi: (i) bombardamento del target adeguato con particelle alfa e (ii) analisi del risultato per vedere se era presente l’elemento desiderato. E queste due operazioni si facevano in due laboratori diversi, così dalla preparazione all’analisi doveva passare il minor tempo possibile. Si dice che Ghiorso stesse sempre pronto con la macchina accesa per far da corriere per trasferire il campione da un laboratorio all’altro, rigorosamente a notte fonda per evitare il traffico.

Così venne fuori anche il 101 (Mendelevio) nel 1955 e 102 (Nobelio) nel 1960. Notate che in pieno periodo di guerra fredda Seaborg e Ghiorso proposero il nome Mendelevio  per l’elemento 101 in onore allo scienziato russo. La cosa non venne vista di buon occhio, ma i due insistettero perché la scienza deve andare oltre le divisioni politiche e geografiche. Per fortuna fu dato loro ragione. E l’eco di questa scelta deve ricadere anche oggi su tutti noi, perché dobbiamo imparare che l’uomo che abita il pianeta Terra ha il dialogo scientifico e il progresso come alleati preziosi per stare meglio, e sarebbe una zappata sui piedi stupidamente clamorosa inibirli per qualunque ragione al mondo, figuriamoci se per motivi politici, geografici, o peggio ancora di razzismo.