Физики обнаружили совершенно новое атомное ядро
Ученые идентифицировали совершенно новый изотоп самого редкого элемента в коре нашей планеты. С 85 протонами и 105 нейтронами 190 астат является самым легким из обнаруженных изотопа астата и может помочь физикам лучше понять процесс альфа-распада, а также структуру и ограничения атомных ядер. Результаты были опубликованы в журнале Physical Review C.
«Исследования новых ядер важны для понимания структуры атомных ядер и границ известной материи», — говорит физик Хенна Кокконен из Университета Ювяскюля в Финляндии.
Астатин очень радиоактивен и крайне нестабилен. Он встречается в природе только как своего рода ступенька, продукт распада более тяжелых элементов, которые, в свою очередь, быстро распадаются на более легкие элементы. Наиболее стабильным изотопом астата является астат 210, период полураспада которого составляет чуть более 8 часов; период полураспада большинства его изотопов составляет менее нескольких секунд.
Вот почему он так редок в природе: на нашей планете в каждый момент времени присутствует едва ли один грамм. Он формируется, снова испаряется, выбрасывая протоны и нейтроны, пока не приземлится в стабильной форме, например, в висмуте или радоне. Будучи столь недолговечным, его свойства в значительной степени получены путем умозаключений и не известны с какой-либо уверенностью.
Мы даже не знаем точно, галоген это или металлоид. Это довольно странный элемент, ничего об этом не скажешь. Но его изучение может помочь нам понять не только сам элемент, но и деформацию ядер разных изотопов, и радиоактивный распад.
Исследование было проведено с использованием устройства, называемого газонаполненным сепаратором отдачи, которое использовалось для проведения экспериментов по термоядерному испарению. Это когда тяжелые ионы ускоряются в ядрах-мишенях, чтобы слиться с более тяжелыми элементами, которые затем распадаются посредством альфа-процесса, выбрасывая альфа-частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов (в основном гелий), пока они не стабилизируются.
Исследователи выстрелили 84 атомами стронция в целевые атомы серебра и изучили полученные продукты распада. Они не искали 190 астатов, но 190 астатов они нашли.
«В своей диссертации я проанализировал экспериментальные данные, среди которых был обнаружен новый изотоп», — объясняет Кокконен.
Раньше самым дефицитным по нейтронам изотопом элемента, о котором мы знали, был 192 астат. Исследователи проанализировали новое открытие и сравнили его с предсказаниями моделей атомной массы, чтобы увидеть, может ли оно рассказать нам что-нибудь новое об астате.
Кажется, это вполне согласуется с тем, что мы знаем об этом элементе и альфа-распаде. Изотоп имеет период полураспада всего 1 миллисекунду и уровень энергии 7750 килоэлектронвольт, что вполне нормально. Распад тоже был беспрепятственным, энергетически; это просто означает, что это произошло немедленно, а не с задержкой, что может произойти с некоторыми радиоактивными изотопами тяжелых элементов.
Обсудим?
Смотрите также:
