تاریخ کشف پرومتئوم

تاریخچه‌ی یکی از عناصر خاکهای کمیاب آنچنان غیرعادی است که شایسته‌ی بحثی جداگانه است. پرومتئوم، آن‌طور که امروزه شناخته می‌شود، عملاً در طبیعت وجود ندارد (می‌گوییم عملاً اما نه مطلقاً و دلیل این تعبیر بعداً روشن خواهد شد). واقعه‌ای که به عنوان اتفاقی بسیار شگفت‌انگیز در مورد عنصر 61 قابل ذکر است کشف آن به وسیله‌ی سنتز هسته‌ای است.
پژوهشهای موزلی مؤید وجود عنصری ناشناخته بین نئودیم و ساماریوم بود. اما ثابت شد که موضوع به این سادگیها نیست و بسرعت وقایع مهیجی در تاریخچه‌ی عنصر 61 تکوین یافت.
دنیای نوین در کشف عناصر جدید با بخت و اقبال روبه‌رو نبود. تمام عناصر شناخته شده در دهه‌ی 1920 (به غیر از عناصری که از عهد باستان شناخته شده‌اند) توسط دانشمندان اروپایی کشف گردیده‌اند. به همین دلیل، جامعه‌ی علمی امریکا، بویژه، از شنیدن خبر کشف عنصر 61، در سال 1926، توسط شیمیدانانی از شیکاگو، یعنی هاپکینز (1)، اینتیما (2)، و هریس (3) خوشحال شد.
از آغاز سال 1913، دانشمندان کشورهای گوناگون با جدیت در جستجوی این عنصر خاک کمیاب لجوج بودند و ظاهراً عجیب بود که پیشتر، عنصر مزبور کشف نشده بود. در واقع، زمین شیمیدانان ثابت کردند که نیمه‌ی اول خانواده‌ی خاکهای کمیاب، موسوم به عناصر سریوم (از لانتان تا گادولینیوم)، در طبیعت فراوانتر از عناصر ایتریوم نیمه‌ی دوم خانواده‌ی خاکهای کمیاب (از ترببیوم تا لوتسیوم) هستند. اما تمام عناصر ایتریوم کشف شده بودند در حالی که یک خانه‌ی خالی در گروه سریوم بین نئودیم و ساماریوم باقی مانده بود.
در مورد عنصر 61 عنوان شد که این عنصر نه تنها عنصری کمیاب بلکه کمیابترین عنصر است. میزان وفور این عنصر بسیار کمتر از عناصر دیگر خاکهای کمیاب بود و، به همین دلیل، روشهای تجزیه‌ی موجود برای شناسایی اثرات جزئی ان در کانیهای زمینی از حسایت کافی برخوردار نبود. روشهای جدیدتر و حساستری برای این کار مورد نیاز بود.
شیمیدانان امریکایی از روشهای طیف‌سنجی نوری و اشعه‌ی ایکس برای مطالعه‌ی سنگ معدنهایی که امکان یافتن عنصر 61 در آنها وجود داشت استفاده کردند. ممکن است آشنایان به تاریخچه‌ی عناصر خاکهای کمیاب بگویند مسیری که امریکاییها برگزیدند مسیری پر زحمت بود، چرا که طیف‌سنجی، با وجود مفید واقع شدن در بسیاری از موارد، در مورد مطالعه‌ی عناصر خاکهای کمیاب چندان مورد توجه قرار نمی‌گرفت. اما در دهه‌ی 1920، روش طیف‌سنجی، برخلاف چند دهه‌ی پیش، از اعتبار کمی برخوردار نبود و قانون موزلی می‌توانست جهت پیش‌بینی طیف اشعه‌ی ایکس هر عنصر به کار رود.

شیمیدانان امریکایی با جدیت تمام مشغول کار شدند و نمونه‌های بسیاری از کانیهای گوناگون را مورد تجزیه قرار دادند، و در آوریل 1926 کشف عنصر 61 را اعلام کردند. اما آنان حتی یک ذره کوچک از عنصر جدید را استخراج نکردند و وجود آن تنها از اطلاعات حاصل از طیف‌سنجی اشعه‌ی ایکس استنباط شده بود.

کاشفان مزبور عنصر یاد شده را ایلینیوم نامیدند (به افتخار دانشگاه ایلینویز که در آن به پژوهش می‌پرداختند) و نشانه Il را برای آن در نظر گرفتند. سرانجام خانه‌ی 61 جدول تناوبی به این عنصر اختصاص داده شد. اما درست 6 ماه بعد مدعی جدیدی برای خانه‌ی 61 به صحنه آمد. این مدعی جدید ساخته و پرداخته‌ی دو دانشمند ایتالیایی، رولا (4) و فرناندز (5)، بود که آن را فلورنسیوم (Fl) نامیدند. از قرار معلوم، آنان دو سال زودتر از امریکاییها عنصر 61 را کشف کرده بودند اما، به دلایل نامعلوم، موفق به ارسال گزارش آن نشده بودند. در واقع دو دانشمند ایتالیایی گزارش کشف خود را در پاکتی قرار دادند و آن را پس از مهر و موم در دانشگاه فلورانس به ودیعه گذاشتند.
اگر افراد متفاوت نتیجه‌ی یکسانی با روشهای متفاوت به دست آورند نشانه‌ی آن است که نتیجه‌ی مزبور درست و منطقی است. امریکاییها و ایتالیاییها، هر دو می‌توانستند بسیار خوشحال باشند. مسئله‌ی تقدم نیز موضوع جدیدی در علم نبود. اما هیچ یک از مدعیان کشف عنصر 61 نمی‌توانستند تصور کنند که مجادله‌ی آنان در مورد تقدم بزودی به مسئله‌ای بیهوده مبدل خواهد شد و مسلم می‌شود که هر دو نشانه‌ی Il و Fl، خانه‌ی 61 جدول تناوبی را بی‌دلیل اشغال کرده‌اند.
اکنون، برای بیان موجز وقایع لازم است چندی به عقب و به حقایقی برگردیم که، بی‌تردید، در آن زمان ناشناخته بودند. گزارش کاشفان عنصر 61 با کلمات زیر شروع شده بود: «بدون تردید، هیچ‌گونه زمینه‌ای برای تصور موجودیت عنصری بین نئودیم و ساماریوم، قبل از تبیین آن توسط قانون موزلی، وجود نداشته است.» این نمونه‌ای از یک گزارش خشک و بیروح علمی است و ظاهراً همه چیز درست و منطقی جلوه می‌کند. ولی....
نوشته‌ای مهم که چکیده‌ی موجزی در این مورد است به زبان آلمانی (لطفاً فعلاً به جستجو در فرهنگ لغات نپردازید) در حاشیه‌ی دستنویس جدول عناصر در میان نوشته‌های یک دانشمند مشخص پیدا شد (در دنباله‌ی مطلب به نام این دانشمند اشاره خواهد شد):
«N B. 61 ist das von mir 1902 vorhergesagte fehlende Elemente.»
تاریخچه‌ی واقعی عنصر 61 می‌بایستی مزین به نام شخصی باشد که ما در این نوشته از او اسم برده‌ایم. وی دانشمند چک، بوهوسلاف براونر، دوست مندلیف و شخصیتی ممتاز در شیمی عناصر خاکهای کمیاب بود.
ایلینیوم کشف شده بود، کاشفان شادباشها و تبریکهایی را پذیرفتند و خبرهایی چند در مورد تأیید کشف از جانب دانشمندان دیگر کشورها دریافت داشتند. شجره‌نامه‌ی عنصر 61 می‌توانست چنین شروع شود: «موزلی پیش‌بینی کرده بود و شیمیدانان امریکایی کشف کردند.» اما نوشته‌ی دیگری به طور غیرمنتظره، در نوامبر 1926، در صفحات مجله‌ی «طبیعت» ظاهر شد، صاحب این نوشته کسی نبود جز براونر. وی به همکاران امریکایی‌اش تبریک گفته اما عدم موافقت خود را، با جمله‌ای که در بالا بدان اشاره شد، ابراز داشته بود. وی استدلال کرده بود که، در واقع، مهم نیست چه کسی برای اولین بار عنصر 61 را کشف کرده است – امریکاییها یا ایتالیاییها؛ مهم این است که، در دهه‌ی 1920، دانشمندان به طور روزافزون دریافتند که خود روش کشف پدیده‌ای است کاملاً تکنیکی. در مسیر تحقیقات برای کشف عناصر، مهم این است که چه کسی عنصر جدید را پیش‌بینی کرده است. آیا این شخص موزلی بود؟ دانشمند چک می‌گوید خیر. اگر نه، پس چه کسی؟ البته خودش، یعنی بوهوسلاف براونر....
غیر مؤدبانه بودن نوشته‌ی براونر نمی‌تواند مجوزی برای سرپوش گذاشتن روی حقیقت باشد. ادعای براونر بر تجارب گستره‌ی وی در کار با خاکهای کمیاب. درک عمیقش نسبت به روح جدول تناوبی، ارزیابی منطقی وی از تغییرات کند و تدریجی خواص عناصر فوق‌العاده مشابه خانواده‌ی خاکهای کمیاب، و سرانجام، برادراک تیزبینانه‌اش به عنوان یک محقق مشتاق و علاقه‌مند مبتنی بوده است.
اما این کلمات تحسین‌آمیز باید با دلیل و منطق ثابت شود. بیایید به سال 1882 برگردیم. دیدیمیوم قدیمی موساندر مشرف به مرگ و فراموشی است. تقریباً لکوک دوبوابودران عنصر جدیدی موسوم به ساماریوم را از آن استخراج کرده است. براونر باقیمانده را بدقت مورد تجزیه قرار می‌دهد و با روشهای بسیار پیچیده‌ای سه جزء با جرمهای اتمی مختلف را از آن جدا می‌سازد. بنا به دلایلی، از ادامه‌ی کار باز می‌ماند و در سال 1885، آوئرفون و لسباخ از دانشمند چک جلو می‌افتد. دیدیمیوم قدیمی مرده ولی پرازئودیم و نئودیم متولد شده‌اند. دو عنصر اخیر به ترتیب جزء اول و سوم مخلوط مورد پژوهش براونر هستند. اما جزء دوم چه هویتی دارد؟ باید گفت زمان تعیین هویت این جزء فرا نرسیده است. شیمی عناصر خاکهای کمیاب پرتلاطم و مغشوش است. آشفتگی و تیرگی کشفیات نادرست عناصر جدید جدول تناوبی را لبریز از سوء تفاهمات و تردیدها کرده است. اما زمان می‌گذرد. بی‌نظمی موجود در خاکهای کمیاب بتدریج کاهش می‌یابد و عناصر خاکهای کمیاب شناخته شده خانواده‌ی منظمی را تشکیل می‌دهند. اکنون براونر متوجه می‌شود که اختلاف بین جرمهای اتمی نئودیم و ساماریوم بیشتر از مقدار پیش‌بینی شده است؛ این اختلاف بیشتر از اختلاف میان هر دو عنصر مجاور در خانواده‌ی خاکهای کمیاب است. اطلاعات جامع براونر در مورد خاکهای کمیاب وی را به این نتیجه‌گیری سوق می‌دهد که در تغییرات خواص این عناصر در قسمت خانواده‌های بین نئودیم و ساماریوم نوعی گسستگی وجود دارد. سرانجام، به بازنگری تحقیقات خود در سال 1882 می‌پردازد. نشانه‌های موجود در این تحقیقات هشداری را در بردارد حاکی از اینکه عنصری ناشناخته می‌تواند بین نئودیم و ساماریوم یافت گردد. اما براونر، مانند دوستش مندلیف، در نتیجه‌گیریها شتاب به خرج نمی‌داد. فقط در سال 1901 بود که یک خانه‌ی خالی بین نئودیم و ساماریوم منظور کرد؛ زمانی که نقطه‌نظرهایش را در مورد مکان عناصر خاکهای کمیاب در جدول تناوبی اعلام داشت.
اکنون می‌توانیم ترجمه‌ی مناسبی از یادداشتی که در حاشیه‌ی جدول عناصر دستنویسش نوشته بود ارائه دهیم: «شصت و یکمین عنصر،‌ عنصر گم شده‌ای است که من در سال 1902 پیش‌بینی کردم.»
نامه‌ی مختصر براونر به مجله‌ی «طبیعت» کوششی بود برای ثبت سابقه‌ی فعالیتهای خود در مورد عنصر 61. ظاهراً نامه‌ی مزبور کار تاریخ‌نویسان را در مورد نوشتن تاریخچه‌ی عنصر مزبور ساده می‌کند. اما تاریخ زمانی مفهوم پیدا می‌کند که به تشریح و تحلیل موضوعی واقعی بپردازد. ایلینیوم بچه‌ای بود که مرده به دنیا آمد.
در حالی که طرفداران ایلینیوم سعی داشتند این عنصر فرضی را در خانه‌ی 61 جدول تناوبی جای دهند، دیگران با دیدگاهی نکته‌سنج درصدد ارزیابی کشف مزبور بودند. در مورد آزمایشات انجام یافته توسط یکی از آنها، یعنی پرانتل، جای هیچ‌گونه شکی نبود، ولی نتایج حاصله‌ی وی حتی اشاره‌ای به موجودیت عنصر 61 نداشت.

در سال 1926، نوداک‌ها که کشف مازوریوم و رنیوم (شماره‌های 43 و 75) را اعلام کرده بودند، آزمایشات جدید خود را شروع کردند. آنان از تمام روشهای موجود برای تجزیه‌ی پانزده سنگ معدن گوناگون، که احتمال می‌رفت ایلینیوم در آنها یافت شود، استفاده کردند. نوداک‌ها صد کیلوگرم ماده‌ی خاک کمیاب را مورد آزمایش قرار دادند ولی نتوانستند عنصر جدیدی در آنها بیابند. آنان مدعی شدند که اگر نتایج به دست آمده توسط امریکاییها درست می‌بود آن دو نیز، بدون شک، عنصر جدید را استخراج می‌کردند. حتی اگر عنصر مزبور ده میلیون بار کمیابتر از از نئودیم یا ساماریوم بود آنان باز هم موفق به شناسایی آن می‌شدند... دو مورد امکان‌پذیر بود: یا عنصر 61 به قدری کمیاب است که روشهای تجربی موجود قادر به نمایاندن آن نیستند، یا سنگ معدنهای مورد آزمایش نمونه‌های صحیح نبوده‌اند.

زمین شیمیدانان با تعبیر اول مخالف بودند. وفور عناصر خاکهای کمیاب کم و بیش یکسان بود. دلیلی وجود ندارد که تصور شود ایلینیوم یک استنثناست. آنان پیشنهاد کردند ایلینیوم در سنگ معدنهای کلسیوم و استرونسیوم جستجو شود. عناصر خاکهای کمیاب عموماً سه ظرفیتی هستند اما بعضی از آنها می‌تواند از خود ظرفیت دو یا چهار نیز نشان دهد. مثلاً، اروپیوم خیلی ساده به کاتیونهایی با بار الکتریکی دو تبدیل می‌شود. اندازه‌ی شعاع یونی آنها نزدیک به کاتیونهای کلسیوم و استرونسیوم است و می‌توانند جانشین این دو عنصر در کانیهای قلیایی خاکی مربوطه شوند. شاید ایلینیوم دارای ظرفیت مشابه مشخصی است و می‌توان آن را در بعضی از ترکیبات طبیعی و کمیاب استرونسیوم پیدا کرد. فرضیه‌ای جانشین فرضیه‌ای دیگر شد، نظریه‌ای سد راه نظریه‌ای دیگر گردید، و هیچ کدام مورد تأیید نهایی قرار نگرفت. نوداک‌ها چندین سنگ معدن قلیایی خاکی را مورد تجزیه قرار دادند. متأسفانه، یک بار دیگر با شکست مواجه شدند.
ظاهراً جستجو برای یافتن ایلینیوم به بن‌بست رسیده بود. گزارشها ارائه می‌شد ولی کمتر مورد پذیرش قرار می‌گرفت.
شیمیدانان در یافتن عنصر 61 در سنگ معدنهای زمینی شکست خوردند. گویی نامه‌ی سربسته‌ای که عنصر 61 به دست طبیعت در آن نهاده و مهر و موم شده بود می‌بایست توسط فیزیک نظری گشوده شود. اما وقتی نامه‌ی سربسته‌ی مذکور باز شد دانشمندان (نه برای اولین بار) نا امید و دلسرد شدند. پاکت خالی بود.
در این شرایط سرنوشت عنصر 61 مستقیماً به سرنوشت عنصر 43، یعنی تکنتیوم، گره می‌خورد. طبق قانونی که توسط فیزیکدان آلمانی، ماتوخ، به صورت فرمول درآمده است اصولاً تکنتیوم نمی‌تواند ایزوتوپ پایدار داشته باشد. این قانون وجود ایزوتوپهای پایدار برای عنصر 61 را نیز نفی می‌کند. ایلینوم مرده است اما عنصر 61 باید دوام و بقا یابد.
اما اگر این عنصر واقعاً وجود نداشته باشد چه؟ نوداک نظریه‌ی جسورانه‌ای ارائه کرد مبنی بر اینکه ایلینیوم (در دنباله‌ی مطلب از این نام استفاده خواهیم کرد) در دورانهای اولیه‌ی زمین‌شناسی وجود داشته اما به علت خاصیت رادیوآکتیویته‌ی زیاد و داشتن زمان نیمه عمر کوتاه بسرعت دگرگون شده و از صحنه‌ی زمین حذب گردیده است. پذیرش این نظریه موجب بروز دو فرض کاملاً متفاوت می‌شود. اول، ایلینیوم، که در مرکز جدول تناوبی است، هیچ‌گونه ایزوتوپ پایداری ندارد. دوم، زمانهای نیمه عمر ایزوتوپهای آن بسیار کوتاهتر از عمر زمین است.
در واقع، همسایگان ایلینیوم در جدول تناوبی (نئودیم و ساماریوم) دارای ایزوتوپهای طبیعی متعددی (هر یک هفت عدد) با محدوده‌ی وسیعی از عددهای جرمی – از 142 تا 154 – هستند. هر ایزوتوپ ممکن عنصر 61 می‌تواند دارای یکی از این عددهای جرمی باشد. بنابراین، هر ایزوتوپ ایلینیوم در این محدوده از اعداد جرمی ناپایدار است.
ظاهراً قانون ماتوخ امیدهای یافتن عنصر 61 را در زمین به یأس تبدیل کرده بود. اما پس از مدتی جرقه‌ای از امید ظاهر شد. بسیار خوب، ایزوتوپهای ایلینیوم تماماً رادیوآکتیوند. اما به چه میزان؟ شاید زمان نیمه عمر بعضی از آنها بسیار طولانی باشد. در آن زمان پیش‌بینی تئوریک زمان نیمه عمر ایزوتوپها امکان‌پذیر نبود. جستجو برای یافتن عنصر 61 می‌بایست در تاریکی امکانات محدود تداوم می‌یافت. فیزیکدانان معتقد بودند که تنها سنتز هسته‌ای قادر به حل معمای عنصر 61 است چه، طعم شیرین تولید مصنوعی تکنتیوم هنوز در مذاق آنها باقی بود.
با انگیزه‌ی تجدید افتخار علم امریکایی پس از نزول آن در سال 1926، دو فیزیکدان از دانشگاه اوهایو آزمایشی را برای تولید مصنوعی عنصر 61 ترتیب دادند. آنان نئودیم را با دوترونهای پرشتاب (هسته‌ی ئیدروژن سنگین) بمباران کردند. این دو فیزیکدان معتقد بودند که واکنش هسته‌ای حاصل، یعنی ، منجر به تولید ایزوتوپی از عنصر 61 می‌شود. نتایجی که آنان به دست آوردند ناقص و نارسا بود، ولی تصور می‌کردند که ایزوتوپی از عنصر جدید را با عدد جرمی 144 و زمان نیمه عمر 12/5 ساعت تهیه کرده‌اند.
کسانی که به این نتایج مشکوک بودند می‌گفتند این استنتاج اشتباه است و استدلال می‌کردند که چگونه می‌توان اطمینان داشت نمونه‌ی نئودیم مورد آزمایش واقعاً خالص بوده است. روش شناسایی نیز بسختی می‌توانست قابل اعتماد باشد. حتی طیف ساده‌ی نوری و اشعه‌ی ایکس، در سال 1926، حضور عنصر 61 را گواهی داده بود. نتیجه‌ی مزبور از اطلاعات رادیومتری حاصل شده بود.
در واقع، شیمی خود را درگیر این مسئله نساخت و ماهیت شیمیایی این محصول اسرارآمیز رادیوآکتیو تعیین نگردید. بنابراین، هر کس ممکن است این سؤال را پیش بکشد که آیا سال 1938 می‌تواند به عنوان تاریخ واقعی کشف عنصر 61 شناخته شود. بهتر است گفته شود که سال 1938 تاریخ شروع کوششهای جدی برای تولید مصنوعی این عنصر است.
با گذشت زمان، محدوده‌ی ذرات بمباران کننده گسترش یافت، نمونه‌های دیگر عناصر خاکهای کمیاب مورد بمباران قرار گرفت، و روشهای اندازه‌گیری آکتیویته اصلاح شد. بتدریج گزارشهایی در مورد ایزوتوپهای دیگر ایلینیوم در نشریات علمی انتشار یافت. عنصر 61 کم‌کم به واقعیت تبدیل می‌شد، اگرچه به عنوان عنصری مصنوعی و دست‌ساز بشر نام آن، به دلیل اینکه در سیکلوترون تهیه شد، به سیکلونیوم تغییر یافت اما نشانه‌ی Cy نتوانست مدت زیادی در خانه‌ی 61 جدول تناوبی دوام یابد.
پژوهشگران اثرات رادیوآکتیو سیکلونیوم را شناسایی کرده بودند اما نه کسی ذره‌ای از عنصر جدید را دیده بود و نه آنکه طیفی از آن ثبت شده بود. تنها، به طور غیرمستقیم، شواهدی دال بر موجودیت سیکلونیوم حاصل گردیده بود.
تاریخ علم قرن بیستم مملو از کشفیاتی است که یکی از بزرگترین آنها کشف شکافت اورانیوم تحت اثر نوترونهای کم سرعت است. هسته‌ی ایزوتوپهای اورانیوم 235 به دو جزء شکسته می‌شود، و هر یک از آنها ایزوتوپی از یکی از عناصر مرکز جدول تناوبی است. ایزوتوپهایی از سی و چند عنصر، از وی تا گادولینیوم، می‌توانند به این روش تهیه شوند. محاسبه شده است که محصول ایزوتوپهای عنصر 61 نسبتاً زیاد است. این مقدار تقریباً برابر با 3 درصد مقدار کل محصول شکافت است.
اما مسلم شد که کار استخراج مقدار 3 درصد بسیار مشکل است.
شیمیدانان امریکایی، مارینسکی (6)، گلندنین (7)، و کوریل (8)، تکنیک شیمیایی جدید، یعنی کروماتوگرافی تبادل یون، را برای جدا کردن اجزای شکافت اورانیوم به کار گرفتند.
در این تکنیک ترکیبات پرمولکول ویژه‌ای که به عنوان رزینهای تبادل یون شناخته می‌شوند، برای جدا کردن عناصر مورد استفاده قرار می‌گیرد. رزینها به صورت صاف کننده‌ی عناصر عمل می‌کنند که نسبت قدرت پیوندهای بین عناصر مربوطه و رزینها نقش اصلی را در این جداسازی ایفا می‌کند. دانشمندان در کف صافی یک گنجینه‌ی واقعی یافتند. این گنجینه عبارت بود از دو ایزوتوپ عنصر 61 با عددهای جرمی 147 و 149.
سرانجام، عنصر 61 تحت عناوین ایلینیوم، فلورنسیوم، و سیکلونیوم توانست نام نهایی خود را بیابد. با توجه به بررسیهای چندجانبه و مکرر از سوی کاشفان متعدد، جستجو برای یافتن یک نام جدید به اندازه‌ی جستجو برای یافتن خود عنصر مشکل بود. همسر یکی از این شخصیتها، کوریل، مشکل را با پیشنهاد نام پرومتئوم برای عنصر جدید حل کرد. در یکی از اساطیر یونان پرومتئوس آتش را از آسمان می‌دزدد و آن را در اختیار انسان قرار می‌دهد و در پی آن از طرف زئوس تحت شکنجه‌های سخت قرار می‌گیرد. دانشمندان گفته‌اند که نام مزبور تنها نشانه‌ای است از روند دراماتیک کشف عنصر جدید که به میزان قابل توجهی مدیون استفاده‌ی بشر از شکافت هسته‌ای بوده و در عین حال هشداری است بر وجود خطرات و فجایع ناشی از جنگ برای انسان.

پرومتئوم در سال 1945 تهیه شد اما اولین گزارش در این مورد در سال 1947 منتشر گردید. در 28 ژوئن 1948، شرکت‌کنندگان یک سمپوزیم در انجمن شیمی امریکا در سیراکیوز توفیق یافتند اولین نمونه‌های ترکیبات پرومتئوم (کلرید زرد و نیترات صورتی) را که هر کدام 3 میلی‌گرم بود مشاهده کنند. این نمونه‌ها اهمیتی کمتر از اولین نمک خالص رادیوم، که توسط ماری کوری تهیه شده بود، نداشت. پرومتئوم در اثر قدرت خلاقیت فوق‌العاده‌ی علم تولد یافت. تاکنون دهها گرم از پرومتئوم تهیه شده و بیشتر خواص آن مورد مطالعه قرار گرفته است.

قانون ماتوخ وجود پرومتئوم زمینی را رد می‌کرد، اما نه به طور مطلق. اگر طول عمر ایزوتوپهای پرومتئوم و زمان نیمه عمر آنها در حدود عمر زمین بود، جستجو برای یافتن پرومتئوم در سنگ معدنهای زمین می‌توانست کاملاً منطقی و نتیجه‌بخش باشد.
اما فیزیک هسته‌ای با پرومتئوم طبیعی دشمنی می‌ورزید. با سنتز هر ایزوتوپ جدید از پرومتئوم دامنه‌ی امکان کاوش طبیعی این عنصر تنگتر می‌شد. ایزوتوپهای پرومتئوم طول عمری کوتاه داشتند. در میان پانزده ایزوتوپ شناخته شده‌ی پرومتئوم طولانیترین زمان نیمه عمر مربوط به یکی از آنها و معادل 30 سال است. به عبارت دیگر، دقیقاً زمانی که کره‌ی زمین به صورت یک سیاره شکل می‌گرفت کوچکترین اثری از پرومتئوم نمی‌توانست در آن وجود داشته باشد. اما آنچه در اینجا مورد نظر ماست عبارت است از پرومتئوم ابتدایی تشکیل شده در فرایند اولیه‌ی تکوین عناصر. مسئله‌ی مورد نظر عبارت بود از جستجو برای یافتن پرومتئوم ثانوی که هنوز در کره‌ی زمین در بسیاری از واکنشهای هسته‌ای طبیعی در حال تشکیل است.
تکنتیوم سرانجام روی کره‌ی زمین در میان اجزای حاصل از شکافت خودبه‌خود اورانیوم یافت شد. این محصولات حاصل از شکافت می‌توانست حاوی ایزوتوپهای پرومتئوم باشد. طبق برآورد، مقدار پرومتئومی که می‌تواند طی شکافت خودبه‌خود اورانیوم در پوسته‌ی زمین تولید شود در حدود 780 گرم است؛ یعنی عملاً هیچ. جستجو برای یافتن پرومتئوم طبیعی درست مانند حل کردن یک بشکه نمک در دریاچه‌ی بایکال و کوشش بعدی برای یافتن مولکولهای منفرد نمک است.
اما این کار عجیب و غیر ممکن در سال 1968 انجام گرفت. گروهی از دانشمندان امریکایی همراه با کاشف تکنتیوم طبیعی کورودا توانستند ایزوتوپ طبیعی پرومتئوم با عدد جرمی 147 را در نمونه‌ای از سنگ اورانیوم (پچبلند) بیابند. این آخرین گام در تاریخچه‌ی کشف عنصر 61 بود.
درست مانند تکنتیوم، می‌توانیم برای کشف پرومتئوم نیز دو تاریخ در نظر بگیریم.
اولین تاریخ، تاریخ سنتز آن است، یعنی سال 1945. اما با توجه به شرایط موجود در آن زمان، سنتز مزبور با روشی غیر معمول انجام گرفت (این سنتز را می‌توان سنتز شکافت نامید). اولین دو ایزتوپ پرومتئوم از اجزای حاصل از شکافت اورانیومی که زیر تابش نوترونهای کم سرعت قرار گرفته بود حاصل گردید، نه به روش مستقیم مانند سنتز تکنتیوم، که از واکنش هسته‌ای مستقیم تهیه شده بود. این ویژگی پرومتئوم در میان تمام عناصر مصنوعی منحصر به فرد است.
دومین تاریخ، تاریخ کشف پرومتئوم طبیعی است، یعنی سال 1968. این دستاورد، به دلیل بهره‌گیری از آخرین پیشرفتها و ترقیات روشهای تجزیه‌ی شیمیایی و فیزیکی در روند آن، دارای اهمیت ویژه‌ای است. البته این اهمیت خاص تنها از نظر تئوریک محض مطرح است زیرا هیچ کس نمی‌تواند امید به استخراج پرومتئوم طبیعی برای مصارف عملی داشته باشد.

پی‌نوشت‌:

1. Hopkins.
2. Intema.
3. Harris.
4. Rolla.
5. Fernandes.
6. Marinsky.
7. Glendenin.
8. Coryell.

منبع مقاله :
تریفونوف، دیمیتری نیکولایویچ؛ تریفونوف، ولادیمیر؛ (1390)، تاریخچه‌ی کشف عناصر شیمیایی، برگردان: عبدالله زرافشان، تهران: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، چاپ چهارم