Glavni Novice Ustvarjena najlažja znana oblika urana

Ustvarjena najlažja znana oblika urana

Barvita upodobitev atomov.

(Zasluge za sliko: Shutterstock)

Znanstveniki so odkrili novo vrsto uran to je najlažji doslej znan. Odkritje bi lahko razkrilo več o čudnem alfa delcu, ki se izloči iz nekaterih radioaktivnih elementov, ko razpadajo.

Novoodkriti uran, imenovan uran-214, je izotop ali različica elementa s 30 nevtroni več kot protoni, enim nevtronom manj kot naslednji najlažji znani izotop urana. Ker imajo nevtroni maso, je uran-214 veliko lažji od pogostejših izotopov urana, vključno z uranom-235, ki se uporablja v jedrskih reaktorjih in ima 51 dodatnih nevtronov.

Ta novoodkriti izotop ni samo lažji od drugih, ampak je pokazal tudi edinstveno obnašanje med svojim razpadom. Kot taka bodo nova odkritja znanstvenikom pomagala bolje razumeti proces radioaktivnega razpada, znan kot alfa razpad, v katerem atomsko jedro izgubi skupino dveh protonov in dveh nevtronov, ki jih skupaj imenujemo delci alfa.

Čeprav znanstveniki vedo, da razpad alfa povzroči izmet tega delca alfa, po stoletju študij še vedno ne poznajo natančnih podrobnosti o tem, kako delec alfa nastane, preden se izvrže.

Sorodno: Osnovno, draga moja: 8 elementov, za katere še nisi slišal

Raziskovalci so ustvarili nov izotop urana v raziskovalni ustanovi za težke ione v mestu Lanzhou na Kitajskem. Tam so s snopom argona posvetili tarči izvolframznotraj stroja, imenovanega s plinom napolnjeni povratni separator - v tem primeru spektrometer za težke atome in jedrsko strukturo ali SHANS. Z laserskim obsevanjem volframa so raziskovalci materialu učinkovito dodali protone in nevtrone, da so ustvarili uran.

Novi izotop urana-214 je imel razpolovno dobo le pol milisekunde, kar pomeni, da je toliko časa, da razpade polovica radioaktivnega vzorca. Najpogostejši izotop urana - imenovan uran-238 - ima razpolovno dobo približno 4,5 milijarde let, kar je približno starost Zemlje.

S skrbnim opazovanjem razpada izotopov so znanstveniki lahko preučevali močno jedrsko silo - eno od štirih temeljnih sil, ki držijo snov skupaj -, ki deluje na delce alfa - nevtrone in protone - na površini urana. Ugotovili so, da sta proton in nevtron v vsakem alfa delcu medsebojno vplivala veliko močneje kot v izotopih in drugih elementi s podobnim številom protonov in nevtronov, ki so bili prej raziskani.

Raziskovalci so povedali, da je to verjetno posledica specifičnega števila nevtronov v jedru urana-214. Novi izotop ima 122 nevtronov, kar se približuje 'magičnemu številu nevtronov' 126, ki je še posebej stabilno zaradi konfiguracije nevtronov v popolnih sklopih ali lupinah. S to konfiguracijo je znanstvenikom lažje izračunati močno interakcijo med protoni in nevtroni. Zaradi tega so ti izotopi še posebej zanimivi za znanstvenike, saj lahko preučevanje teh interakcij razkrije značilnosti, povezane z jedrsko strukturo in procesom razpada, je povedal glavni avtor študije Zhiyuan Zhang, fizik na Kitajski akademiji znanosti.

Znanstveniki domnevajo, da bi lahko bila ta protonsko-nevtronska interakcija celo močnejša, težji radioaktivni elementi, kot so izotopiplutonijin neptunij. Ti elementi imajo nekaj več protonov in konfiguracija njihovih orbit kaže, da bi lahko imeli celo močnejše interakcije kot izotopi urana. . Znanstveniki bi radi preučevali druge elementarne izotope blizu magičnega nevtronskega števila; ker pa imajo taki elementi še krajšo razpolovno dobo, bodo potrebni še bolj občutljivi detektorji in močnejši žarki.

Nove ugotovitve so bile objavljene 14. aprila v reviji Physical Review Letters .

Zanimivi Članki