Deze journalist reisde meer dan 100.000 km in naam van de wetenschap

Kit Chapman is een wetenschapsjournalist. Hij reisde de afgelopen jaren meerdere keren de wereld rond en bezocht alle laboratoria waar een element is ontdekt. Vorige week mocht iedereen hem vragen stellen over de populaire wetenschap. Dit zijn de antwoorden op een rij.

Is de wetenschap optimistisch over de mogelijkheid nieuwe elementen te ontdekken aan het eind van het periodiek systeem?

Jazeker. Er wordt op dit moment heel veel werk verricht rond het element flerovium, nummer 184. Het probleem daarbij is dat dergelijke elementen te onstabiel zijn, zodat de neutron geen elektronen kan aantrekken voordat hij vervalt. Dit zijn vooralsnog theoretische elementen die we nog nooit hebben kunnen zien. Daarnaast bestaat er veel werk rond element nummer 120. Ook theoretisch. Het klassieke periodiek systeem der elementen kent daarom ook ‘maar’ 118 elementen. We hebben de andere elementen nooit in de natuur gezien of synthetisch kunnen maken. Daar wordt dus ook veel onderzoek naar gedaan.

Komt het vaak voor dat wetenschappers een element toch niet konden maken, terwijl ze de ontdekking wel claimen?

Oh, heel vaak! Er zijn een aantal claims die nooit bewezen zijn. De Israëlische wetenschapper Amnon Marinov claimde bijvoorbeeld dat hij in 1971 het element 112 (copernicium) had ontdekt in zijn werk bij CERN. Net zoals element 102 (nobelium), waarbij een Zweeds team beweerde dat ze het element hadden ontdekt. Alleen dat hadden ze niet. Het beroemdste voorbeeld is trouwens Victor Ninov die het bewijs voor zijn ontdekking van element 118 (oganesson) in de vroege jaren negentig simpelweg had gefabriceerd.

Wat was het leukste laboratorium dat je hebt bezocht?

Elk lab heeft zijn eigen charmes. RIKEN (in Japan, red.) was geweldig omdat de hele stad geobsedeerd is met de ontdekking van een element. Er zijn zelf bronzen gedenkplaten van delen van het periodieke systeem in de weg naar het lab toe. GSI (In Duitsland, red.) was ook leuk. Daar staat een LINAC, een deeltjesversneller van ongeveer honderd meter lang waar je in kan rondlopen.

Maar uiteindelijk is mijn favoriet denk ik Oak Ridge (in de staat Tennessee in de VS, red.). Het is er beeldschoon en de diverse labs zijn ongelooflijk. Ik ben zowel in de High Flux Isotope Reactor die de ‘hete cellen’ (de radioactieve cellen waar ze elementen uit de reactor isoleren) geweest als in de X-10 reactor. Dat was de eerste nucleaire reactor ter wereld. Het is fantastisch om op een plek te staan waar geschiedenis is geschreven.

Wat is de interessantste wetenschappelijke doorbraak die we in de komende twintig jaar kunnen verwachten?

The Island of Stability (het eiland der stabiliteit). Ik denk dat element nummer 119 en 120 ontdekt gaan worden. In de wetenschap is maar weinig twijfel over of dat gaat lukken. Maar de grootste doorbraak zou dus ‘Island of Stability’ zijn. Dat is een (op dit moment) theoretisch concept over een gebied van nucliden waar isotopen van elementen, die op dit moment slechts enkele minuten of secondes kunnen bestaan, juist jaren of misschien zelfs miljoenen jaren kunnen bestaan. We zijn er al heel dichtbij, want de halfveringstijd van elementen neemt toe. Maar we hebben nog geen superzwaar element kunnen maken met genoeg neutronen om in dat gebied te komen.

Dat zou echt alles veranderen. Dan heb je plotseling een element, waarschijnlijk nummer 114 (flerovium) of 120 (unbinilium) dat zo stabiel is dat je het vast kan houden. Het zou dan niet meer een paar atomen groot zijn. Dat maakt dingen mogelijk voor de scheikunde, voor industriële toepassingen maar ook voor meer begrip over hoe ons universum in elkaar zit. Als je het een wetenschapper op het gebied van superzware elementen vraagt, is de ontdekking van een element leuk. Maar Island of Stability is hét doel.

Zouden er ook natuurlijke elementen kunnen bestaan, die we nog niet ontdekt hebben?

In het universum? Absoluut. Op aarde? Waarschijnlijk niet. Waarschijnlijk is ongeveer een derde van het periodiek systeem nog niet ontdekt. Terwijl deze elementen hoogstwaarschijnlijk wel bestaan in neutronen, sterren en in supernova’s. Op aarde hebben we al op heel veel verschillende plekken gezocht, van metrotunnels tot hete bron en we hebben zelfs niet eens het kleinste beetje aanwijzing daartoe gevonden. Het zwaarste element dat we op aarde in de natuur hebben gevonden, is plutonium. Zelfs die ontdekking wordt nu in twijfel getrokken. Als er al iets op aarde is, dan is de kans groot dat het een langer bestaande isotoop is van een element dat we al eerder ontdekten, maar waarvan we dachten dat het door mensen was gemaakt.