Aστατο: τα 30 γραμμάρια ύπαρξης

Το άστατο είναι ένα από τα στοιχεία του περιοδικού συστήματος που ακόμη και άνθρωποι της επιστήμης θα έλθουν και θα φύγουν από αυτή τη ζωή αγνοώντας εντελώς την ύπαρξή του και κυρίως ότι τα αλογόνα είναι στην πραγματικότητα πέντε και όχι τέσσερα. Διότι ένα στοιχείο που υπολογίζεται ότι επάνω στη Γη όσο και αν ψάξεις δεν θα βρεις από αυτό σε ποσότητα παραπάνω από 30 γραμμάρια είναι λογικό να περνάει απαρατήρητο. Αν και η ύπαρξή του είχε προβλεφθεί από τον ίδιο τον Ντμίτρι Μεντελέγεφ, τον πρώτο χημικό επιστήμονα που σκέφθηκε τον 19ο αιώνα ότι τα συστατικά στοιχεία της ύλης στο Σύμπαν μπορούν όλα μαζί να συγκεντρωθούν συστηματικά σε έναν πίνακα. Να τοποθετηθούν μάλιστα σε στήλες με κοινές ιδιότητες και σε γραμμές το ένα δίπλα στο άλλο κατ’ αύξον ατομικό βάρος (αν και αυτό αποδείχθηκε πως ήθελε κάποια διόρθωση). Δηλαδή, είχε προβλέψει ότι υπήρχε συγκεκριμένη κενή θέση στον πίνακα των στοιχείων από το 1869 ακριβώς κάτω από το ιώδιο και έπρεπε να ψάξουν να βρουν πού υπήρχε αυτό το στοιχείο, κάτι καθόλου εύκολο, όπως αποδείχθηκε. Υποστηρίζοντας την άποψη ότι οι ιδιότητες του στοιχείου αυτού ήταν αντίστοιχες με τις ιδιότητες των άλλων τεσσάρων αλογόνων: φθόριο, χλώριο, βρώμιο, ιώδιο. Ετσι φυσιολογικά ο Μεντελέγεφ του είχε δώσει την ονομασία eka-iodine, όπου eka στα σανσκριτικά σημαίνει «ένας», υπονοώντας με αυτή τη σημειολογία ότι υπήρχε εκεί μία κενή θέση κάτω από το ιώδιο. Και από τότε άρχισε μια κούρσα μεταξύ των διαφόρων εργαστηρίων και των χημικών και φυσικών που εργάζονταν εκεί για να εντοπίσουν αυτό το στοιχείο. Μετά τον Μεντελέγεφ ήλθε και ο Νιλς Μπορ, ο οποίος πρότεινε, πριν από την έναρξη του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου, η κατάταξη των στοιχείων να γίνεται με βάση τον αριθμό των πρωτονίων στον πυρήνα και όχι το ατομικό βάρος και το σθένος. Αυτό συνέχισε να επιβεβαιώνει και την ύπαρξη αυτού του «φαντάσματος» στον πίνακα στη θέση 85.

Η πλήρης φράση εδώ θα έπρεπε να είναι: Γιατί το είπαν έτσι αφού πρώτα του έδωσαν δύο ή και τρία διαφορετικά ονόματα; Και η απάντηση είναι διότι όλο και κάποιος βρισκόταν να πει πως το είχε βρει σε κάποια ένωση και αμέσως του έδινε ένα τοπικό όνομα. Πιο συγκεκριμένα, το 1931 ένας αμερικανός φυσικός, ο Φρεντ Αλισον, αναλύοντας με μια μαγνητο-οπτική διάταξη ορυκτά, ισχυρίστηκε πως το εντόπισε και του έδωσε το όνομα αλαμπαμίτης επειδή το εργαστήριο βρισκόταν στην Αλαμπάμα. Αλλά είχε κάνει λάθος. Αυτό το σκηνικό επαναλήφθηκε το 1937 στην πόλη Ντάκα του σημερινού Μπανγκλαντές, τότε Βρετανικής Ινδίας, και το είπαν δακίτιο, στη Ρουμανία το 1939 και το είπαν ντορ, στην Ελβετία και το είπαν ελβέτιο και μόνο το 1949 στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας οι Κόρσον, Μακ Κένζι και Σεγκρέ βομβαρδίζοντας βισμούθιο με σωματίδια-άλφα, δηλαδή πυρήνες ηλίου, δημιούργησαν μια μικροποσότητα από το στοιχείο αυτό. Μεσολάβησε ο Β’ Παγκόσμιος Πόλεμος, οπότε η ομάδα ασχολήθηκε με την ατομική βόμβα, και έτσι μόλις το 1947 κατάφεραν να δώσουν ένα όνομα στο νέο-αλλά-και-τόσο-παλιό στοιχείο που αποδείχθηκε εξαιρετικά ασταθές και διάλεξαν γι’ αυτό μια ταιριαστή ελληνική λέξη που την καταλαβαίνουμε εύκολα: άστατο.

Ατομικός αριθμός: 85

Ατομικό βάρος: 210.0

Σημείο τήξης: 300^οC

Σημείο ζέσης: 340^οC

Αριθμός ισοτόπων: 31

Αν μας πετύχαινε στον δρόμο ή καλύτερα σε κάποιο ιατρικό εργαστήριο και ήταν σε σοβαρές ποσότητες, θα συμπεριφερόταν περίπου σαν ιώδιο, άρα θα το βρίσκαμε στον θυρεοειδή αδένα. Σε ενέσιμη μορφή, ακολουθώντας τη ροή στο κυκλοφορικό σύστημα, θα προτιμούσε να εγκατασταθεί στο συκώτι. Σε κάθε περίπτωση, επειδή θεωρείται έντονα ραδιενεργό, αν δεν γίνεται η χρήση του με συγκεκριμένους κανόνες ασφαλείας, θεωρείται επικίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία. Εχουμε όμως και περιπτώσεις που οι ερευνητές προσπαθούν να το εκμεταλλευτούν. Μια τέτοια περίπτωση είναι το ισότοπο άστατο-211 με χρόνο ημιζωής μόλις 7,2 ώρες, κάτι που το κάνει ελκυστικό στην Ιατρική. Οταν λέμε είναι ραδιενεργό ένα ισότοπο στοιχείου, εννοούμε ότι κάποια στιγμή εντελώς αυθόρμητα θα εκπέμψει ακτινοβολία είτε ηλεκτρομαγνητική είτε με τη μορφή σωματιδίων. Στο άστατο-211 έχουμε την εκπομπή πυρήνων ηλίου που ονομάζονται και σωματίδια-άλφα και προκύπτει βισμούθιο-207 ή με σύλληψη ηλεκτρονίων σχηματίζεται προσωρινά πολώνιο. Υπήρξε λοιπόν μια σκέψη να χρησιμοποιηθεί στη θέση του ιωδίου-131. Διότι με το ραδιενεργό ιώδιο-131 εγκατεστημένο στον θυρεοειδή αδένα έχουμε εκπομπή ηλεκτρονίων με αρκετά μεγάλη ενέργεια ώστε να κινδυνεύουν όργανα στα δύο χιλιοστά απόσταση όπως είναι ο παραθυρεοειδής. Με το άστατο τα σωματίδια-άλφα όντας πολύ πιο βαριά έχουν 30 φορές μικρότερο βεληνεκές και έτσι αυτή η λύση θα ήταν προτιμότερη. Πειράματα σε ποντίκια και πιθήκους όμως έδειξαν ότι το ραδιενεργό αυτό στοιχείο, το άστατο, προξενεί ζημιές μέσα στον ίδιο τον θυρεοειδή.

Κάποτε στο Σύμπαν δημιουργήθηκε, όπως και όλα τα υπόλοιπα στοιχεία, και το άστατο. Αν όμως λάβουμε υπόψη ότι καθένα από τα ισότοπά του δεν έχει χρόνο ημιζωής μεγαλύτερο από τις 8,5 ώρες, αυτό σημαίνει ότι δεν έχουν διασωθεί πλέον άτομα από εκείνη την πρώτη παρουσία σε ένα Σύμπαν με ηλικία δισεκατομμυρίων ετών. Από τη ραδιενεργό αποικοδόμηση άλλων στοιχείων όμως όπως το φράνκιο προκύπτουν ισότοπα όπως τα άστατο-215, 217, 218 και 219. Το ισότοπο ωστόσο που κάπως ενδιαφέρει για ερευνητικούς σκοπούς, το άστατο-211, δεν περιμένουμε να το βρούμε στη Φύση αλλά παράγεται σε κυκλικούς επιταχυντές. Σε ένα κύκλοτρον, όπως λέγεται, τοποθετείται ένας στόχος από βισμούθιο-209 με τη μορφή λεπτότατου υμένα οξειδίου του βισμουθίου επάνω σε πλάκα χαλκού. Επιταχύνονται σε κυκλική τροχιά σωματίδια-άλφα και τελικά οδηγούνται επάνω στον στόχο, οπότε έχοντας ρυθμίσει κατάλληλα την ενέργειά τους παράγεται κυρίως το άστατο-211.

Μάλλον όχι. «Αποφεύγει» μόνιμα και συστηματικά τη… δημοσιότητα. Διότι και αν μπορούσαμε να συγκεντρώσουμε μια ποσότητα αρκετή ώστε να είναι ορατή διά γυμνού οφθαλμού, θα περνούσε ακαριαία στην αέρια κατάσταση εξαιτίας της θερμότητας που αναπτύσσεται λόγω της ραδιενεργού συμπεριφοράς του. Δηλαδή, καθώς εκπέμπονται σωματίδια από τον πυρήνα του, προκύπτει ταυτόχρονα μια ποσότητα ενέργειας. Αυτό λοιπόν που μπορεί να δει κάποιος και να παρηγορηθεί κατά κάποιον τρόπο είναι το λαμπρής εμφάνισης ορυκτό ωτουνίτης.

Είναι ένα ουρανιούχο φωσφορικό ορυκτό ένυδρο (δηλαδή, με παγιδευμένα μόρια νερού στο όλο συγκρότημα των ατόμων που το αποτελούν), με το όνομά του να προέρχεται από την περιοχή Ωτέν (Autun) της Γαλλίας. Τα τετράεδρα της φωσφορικής ομάδας συνδέονται με τα συμπλέγματα των ατόμων ουρανίου και οξυγόνου σχηματίζοντας φύλλα χαλαρά συνδεόμενα χάρη στα παγιδευμένα μόρια του νερού. Εκεί μέσα λοιπόν θεωρούν ότι υπάρχουν συνήθως και μερικά άτομα του στοιχείου άστατο με προέλευση το ραδιενεργό ουράνιο που εκπέμπει σωματίδια και μετατρέπεται βαθμιαία σε άλλα στοιχεία.