Structure
Ce n’est pas un diagramme de points sur des anneaux — c’est un échantillon de Monte-Carlo de la masse volumique de probabilité réelle |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.
Valeurs mesurées
Chaque barre montre où se situe hassium parmi les 118 éléments pour cette propriété.
Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites et non mesurées.
Taille, à l’échelle
Radius 247 pm — that is 0.247 nm, so about 2024 million of them side by side would span a millimetre.
Plage thermique
Aucune des deux transitions n’a été mesurée pour hassium — trop peu d’atomes ont jamais existé simultanément.
Où il se situe
L’histoire
The heaviest element whose chemical properties have been experimentally confirmed.
Le hassium a été synthétisé pour la première fois en 1984 par une équipe de recherche allemande dirigée par Peter Armbruster et Gottfried Münzenberg au GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research de Darmstadt, en Allemagne, à l’aide de leur installation avancée d’accélération d’ions lourds. La découverte a consisté à bombarder des cibles de plomb-208 avec des ions de fer-58 accélérés à des énergies extrêmement élevées, créant avec succès du hassium-265 par des réactions de fusion nucléaire et détectant sa signature caractéristique de désintégration. L’équipe allemande a utilisé des systèmes de détection sophistiqués pour identifier les atomes de hassium grâce à leurs chaînes uniques de désintégration radioactive, confirmant la synthèse de l’élément 108 par une analyse minutieuse d’événements nucléaires se produisant sur quelques millisecondes. Au départ, l’élément a reçu le nom systématique « unniloctium » (signifiant « un-zéro-huit » en latin), conformément aux conventions de l’Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) pour nommer les éléments non encore découverts. Les chercheurs allemands ont proposé le nom « hassium » en hommage à l’État allemand de Hesse (en latin : Hassia), où se trouve le laboratoire du GSI, suivant la tradition consistant à nommer les éléments d’après des lieux importants pour leur découverte. La découverte a suscité une controverse lorsque des scientifiques soviétiques de l’Institut unifié de recherches nucléaires de Doubna ont affirmé avoir observé des preuves de l’existence de l’élément 108 lors d’expériences antérieures datant des années 1970 et 1980. Toutefois, la communauté scientifique internationale n’a pas jugé les affirmations soviétiques suffisamment concluantes, car leurs preuves expérimentales ne répondaient pas aux normes rigoureuses exigées pour confirmer la découverte de nouveaux éléments. L’IUPAC a officiellement reconnu la priorité de l’équipe allemande dans la découverte du hassium et a approuvé le nom « hassium » ainsi que le symbole « Hs » en 1997, après un examen approfondi des preuves expérimentales. La découverte a représenté une avancée importante dans la recherche sur les éléments superlourds, en démontrant l’amélioration des techniques permettant de créer et de détecter des noyaux à durée de vie extrêmement courte aux limites de la stabilité nucléaire. La synthèse réussie du hassium a ouvert la voie aux tentatives de création d’éléments encore plus lourds et fourni des données essentielles pour tester les théories sur la stabilité des éléments superlourds et l’îlot de stabilité. Cette réalisation a nécessité des années de développement technologique en physique des accélérateurs, en préparation des cibles et en méthodes de détection ultrase-sensibles pour étudier les événements nucléaires rares.
Applications
Le hassium, en tant qu’élément synthétique superlourd à durée de vie extrêmement courte, dont les demi-vies se mesurent en secondes, n’a aucune application pratique au-delà de la recherche scientifique fondamentale en physique nucléaire et de l’étude des limites de la structure atomique. L’élément joue un rôle essentiel dans l’étude de l’« îlot de stabilité » théorique, où certains noyaux superlourds sont censés avoir des demi-vies plus longues et des propriétés potentiellement utiles. Les recherches sur le hassium contribuent à notre compréhension des effets de couches nucléaires et des nombres magiques qui déterminent la stabilité nucléaire, fournissant des informations essentielles pour faire progresser la théorie de la physique nucléaire. L’élément est utilisé pour tester et valider des modèles nucléaires sophistiqués qui prédisent le comportement de la matière dans des conditions extrêmes, aidant les scientifiques à comprendre comment les noyaux atomiques se comportent aux limites de la stabilité. Les recherches sur le hassium font progresser nos connaissances en chimie des éléments superlourds, permettant aux scientifiques d’étudier l’évolution des propriétés chimiques à mesure que les éléments deviennent de plus en plus lourds et que les effets relativistes deviennent plus prononcés. Les techniques mises au point pour détecter et analyser le hassium ont contribué à améliorer les technologies de détection des particules et l’instrumentation nucléaire utilisées dans diverses applications scientifiques. Les études du hassium fournissent des données importantes pour comprendre les processus de nucléosynthèse stellaire et la manière dont les éléments lourds se forment dans des environnements astrophysiques extrêmes, comme les fusions d’étoiles à neutrons. Les recherches sur l’élément contribuent au développement de modèles théoriques plus sophistiqués de la structure atomique et de la physique nucléaire, qui ont des applications plus larges en science des matériaux et en technologie nucléaire. Bien que le hassium lui-même ne puisse pas être utilisé en pratique, la recherche fondamentale qu’il permet contribue aux progrès de la médecine nucléaire, de la technologie de l’énergie nucléaire et de notre compréhension des constituants fondamentaux de la matière. De futures découvertes d’isotopes du hassium à durée de vie plus longue ou d’éléments superlourds apparentés pourraient révéler des propriétés uniques ayant des applications technologiques potentielles. Les efforts de collaboration internationale nécessaires à la recherche sur le hassium favorisent la coopération scientifique et le partage des connaissances dans le domaine de la physique nucléaire à l’échelle mondiale.
Le hassium n’a aucune application pratique dans la vie quotidienne, l’industrie ou la technologie en raison de sa demi-vie extrêmement courte et des quantités infimes qui ne peuvent être produites que dans des installations spécialisées équipées d’accélérateurs de particules. L’élément est utilisé exclusivement dans la recherche avancée en physique nucléaire menée par de grandes institutions scientifiques internationales disposant d’accélérateurs d’ions lourds. Les laboratoires de recherche étudient le hassium afin d’explorer des questions fondamentales concernant les limites de la structure atomique et le nombre maximal de protons pouvant être contenus dans un noyau atomique stable. Les physiciens nucléaires utilisent le hassium comme terrain d’essai pour des modèles théoriques qui prédisent les propriétés des éléments superlourds et l’îlot de stabilité nucléaire proposé. L’élément sert de référence pour valider les méthodes de chimie computationnelle qui tentent de prédire le comportement chimique des éléments superlourds au moyen de calculs de mécanique quantique relativiste. Les programmes d’enseignement en physique nucléaire utilisent le hassium comme exemple de recherche de pointe sur la nature fondamentale de la matière et sur la quête permanente visant à comprendre la structure atomique. Les bases de données scientifiques et les ouvrages de référence incluent les données relatives au hassium afin de conserver des recensements complets de tous les éléments chimiques connus et de leurs propriétés. Les collaborations scientifiques internationales étudient le hassium pour faire progresser la compréhension mondiale de la physique nucléaire et partager les connaissances sur la recherche concernant les éléments superlourds. L’étude de l’élément contribue à former la prochaine génération de physiciens nucléaires et à développer des techniques expérimentales avancées pour étudier les phénomènes nucléaires rares. Bien que le hassium ne puisse pas être utilisé dans des applications pratiques, les recherches sur ses propriétés font progresser les connaissances fondamentales sur lesquelles reposent les technologies nucléaires utilisées en médecine, dans l’énergie et dans la recherche sur les matériaux. Les méthodes développées pour détecter et analyser le hassium contribuent à améliorer l’instrumentation nucléaire et les techniques de recherche en physique des particules. L’élément représente le sommet des capacités actuelles en matière de synthèse artificielle d’éléments et démontre les limites de ce qui peut être réalisé avec la technologie actuelle de la physique nucléaire.
D’où il vient
0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements
Le hassium n’existe pas naturellement sur Terre et ne peut être créé artificiellement que par des réactions de fusion nucléaire dans des accélérateurs de particules, ce qui en fait l’un des éléments les plus rares et les plus difficiles à produire. L’élément est synthétisé en bombardant des noyaux cibles lourds avec des noyaux projectiles plus légers à des énergies extrêmement élevées, généralement en utilisant des cibles de plomb-208 et des projectiles de fer-58 pour créer du hassium-265 par fusion nucléaire. La production nécessite des installations sophistiquées équipées d’accélérateurs d’ions lourds capables d’accélérer les ions à des énergies précises tout en maintenant une précision exceptionnelle des systèmes de ciblage et de détection. Même avec les technologies d’accélération les plus avancées, seuls quelques atomes de hassium peuvent être produits par heure, et ces atomes se désintègrent dans les secondes qui suivent leur création. L’isotope connu le plus stable, le hassium-270, a une demi-vie d’environ 22 secondes, tandis que les autres isotopes se désintègrent encore plus rapidement, certains en quelques millisecondes après leur formation. La production de l’élément est limitée à quelques installations de recherche spécialisées dans le monde, notamment le GSI en Allemagne, le RIKEN au Japon et des institutions similaires disposant des capacités d’accélération appropriées. La nature synthétique du hassium signifie qu’il n’a aucune présence géologique, aucune présence environnementale ni aucun réservoir naturel dans l’univers dans les conditions actuelles. Toutes les recherches sur le hassium doivent être menées sur des atomes individuels ou de très petits nombres d’atomes, ce qui nécessite des équipements de détection extrêmement sensibles capables d’identifier des événements nucléaires uniques. La quantité totale de hassium jamais créée par l’humanité serait bien trop faible pour être visible, même avec les microscopes les plus puissants, et représenterait peut-être quelques milliers d’atomes produits au cours de plusieurs décennies de recherche. Les concentrations environnementales de hassium sont effectivement nulles, car l’élément ne peut pas persister en raison de sa désintégration radioactive rapide et de l’absence de mécanismes naturels de production. La production future pourrait augmenter légèrement à mesure que la technologie des accélérateurs progressera, mais le hassium restera parmi les substances les plus rares pouvant être créées par la technologie humaine. L’élément n’existe que temporairement dans l’environnement contrôlé des laboratoires de physique nucléaire et se désintègre dans les secondes qui suivent sa création.
Manipulation
Hassium est radioactif. It has no stable isotope — every nucleus decays. La manipulation nécessite un blindage et des autorisations appropriés.
Le hassium présente des risques radiologiques importants en raison de sa radioactivité intense et de sa désintégration rapide, ce qui exige les protocoles de sécurité radiologique les plus stricts disponibles dans les installations de recherche en physique nucléaire. Le principal problème de sécurité ne vient pas des atomes de hassium eux-mêmes, qui existent en quantités négligeables, mais des champs de rayonnement intenses générés pendant sa production et des produits de désintégration radioactifs formés au cours de sa désintégration. Le personnel travaillant sur la recherche concernant le hassium doit porter un équipement complet de surveillance radiologique et suivre des protocoles stricts conçus pour réduire au minimum l’exposition aux rayonnements de haute énergie et à la contamination radioactive. Les installations produisant du hassium nécessitent des systèmes sophistiqués de blindage radiologique, comprenant généralement plusieurs couches de matériaux denses pour protéger les travailleurs contre les rayons gamma, les neutrons et les autres formes de rayonnement ionisant. L’environnement de recherche doit assurer une surveillance continue des niveaux de rayonnement dans toutes les zones où sont menées des activités liées au hassium, avec des systèmes de sécurité automatiques capables d’arrêter les opérations si les niveaux de rayonnement dépassent les limites sûres. Les travailleurs doivent suivre une formation approfondie sur la sécurité radiologique, les procédures d’intervention d’urgence et les risques spécifiques associés à la recherche sur les éléments superlourds avant d’être autorisés à travailler dans ces installations. La demi-vie courte du hassium signifie qu’il se désintègre rapidement en d’autres éléments radioactifs, créant un mélange complexe de produits de désintégration qui nécessite des procédures spécialisées de confinement et de gestion des déchets. Des protocoles d’urgence doivent être en place pour faire face aux accidents potentiels impliquant une contamination radioactive, des défaillances d’équipement ou des expositions inattendues aux rayonnements dans l’environnement de recherche. Les déchets issus de la recherche sur le hassium nécessitent un stockage et une surveillance à long terme en raison de la présence de divers isotopes radioactifs ayant des caractéristiques de désintégration et des demi-vies différentes. Les personnes enceintes et les personnes âgées de moins de 18 ans sont généralement interdites d’accès aux zones où sont menées des recherches sur le hassium en raison de leur sensibilité accrue aux effets des rayonnements. L’installation de recherche doit tenir des registres détaillés de toutes les expositions aux rayonnements et appliquer les principes ALARA (« aussi bas que raisonnablement possible ») afin de réduire au minimum les doses reçues par l’ensemble du personnel. Des audits de sécurité réguliers et la maintenance des équipements sont essentiels pour garantir que tous les systèmes de protection contre les rayonnements restent efficaces et que les protocoles de sécurité sont correctement appliqués.
Réponses rapides
Hassium (symbol Hs) is element 108 on the periodic table, a métal de transition in period 7, group 8. The heaviest element whose chemical properties have been experimentally confirmed. At room temperature it is a solid, and it is radioactive.
[Rn] 5f¹⁴ 6d⁶ 7s², giving 7 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 32, 14, 2 electrons respectively.Hassium has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 270, is the mass number of its longest-lived known isotope.
Hassium is predicted to have a density of about 40.7 g/cm³, though no sample large enough to weigh has ever been made. Water is 1.0 g/cm³ for comparison.
Hassium was discovered in 1984 by GSI Darmstadt. It is named after latin Hassia, the German state of Hesse.
Hassium does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.
Yes. Hassium has no stable isotope — every one of its nuclei decays. It does not occur in usable quantities in nature and must be synthesised.