Ανακαλύφθηκαν πέντε νέα ισότοπα

Posted on 28/10/2015

0


Ερευνητές του LLNL (Lawrence Livermore National Laboratory) δημιούργησαν στο εργαστήριο τους πυρήνες: 216U, 219Np, 233Bk, 223Am και 229Am
periodictable875x500pxΗ ανακάλυψη των νέων πυρήνων πραγματοποιήθηκε αυτό το φθινόπωρο στο εργαστήριο Lawrence του Livermore, στα πλαίσια της έρευνας που εστιάζει στην ανάπτυξη νέων μεθόδων σύνθεσης υπέρ-βαρέων στοιχείων. Οι εξωτικοί πυρήνες που σχηματίστηκαν είναι ισότοπα των στοιχείων: μπερκέλιο, ποσειδώνιο , ουράνιο και αμερίκιο.

Κάθε χημικό στοιχείο εμφανίζεται στη μορφή διαφόρων ισοτόπων. Αυτά τα ισότοπα περιέχουν στον πυρήνα τους τον ίδιο αριθμό πρωτονίων αλλά διαφορετικό αριθμό νετρονίων – διαφέρουν δηλαδή ως προς τη μάζα τους. Τα ισότοπα που ανακαλύφθηκαν έχουν λιγότερα νετρόνια και είναι ελαφρύτερα από τα μέχρι σήμερα γνωστά ισότοπα των αντίστοιχων στοιχείων.

Μέχρι σήμερα, ο γνωστός Περιοδικός Πίνακας περιλαμβάνει περισσότερα από 3000 ισότοπα των 114 επιβεβαιωμένων χημικών στοιχείων. Εκτιμάται ότι πρέπει να υπάρχουν περισσότερα από 4.000 επιπλέον ανεξερεύνητα ισότοπα.

Εξαιτίας του μικρού αριθμού των νετρονίων που περιέχουν τα νέα ισότοπα, η δομή τους είναι πολύ εξωτική και εξόχως ενδιαφέρουσα για την ανάπτυξη των θεωρητικών μοντέλων που περιγράφουν τους ατομικούς πυρήνες.

Είναι εντυπωσιακό το γεγονός ότι ο πυρήνας του φυσικού ουρανίου 238U περιέχει 146 νετρόνια, ενώ το νέο ισότοπο 216U περιέχει μόνο 124 νετρόνια.

Οι ερευνητές του LLNL ασχολούνται με την έρευνα δημιουργίας νέων βαρεών στοιχείων από την ίδρυση του εργαστηρίου το 1952 και έχουν συμμετείχαν στην ανακάλυψη 6 νέων στοιχείων με ατομικούς αριθμούς: 113, 114 (Φλερόβιο), 115, 116 (Λιβερμόριο), 117 και 118.

Η δημιουργία αυτών των εξωτικών νουκλιδίων έγινε χάρη σε μια νέα τεχνική που εφαρμόστηκε. Οι ερευνητές βομβάρδισαν έναν στόχο κιουρίου (248Cm) πάχους 300 νανομέτρων με πυρήνες ασβεστίου (48Ca). Από τις συγκρούσεις οι πυρήνες των δυο στοιχείων σχηματίζουν έναν σύνθετο πυρήνα για ένα εξαιρετικά σύντομο χρονικό διάστημα.

Πριν το σύνθετο σύστημα των δυο πυρήνων διασπαστεί, μετά από περίπου 10−21 δευτερόλεπτα, οι δύο πυρήνες που συγκρούστηκαν ανταλλάσουν νουκλεόνια (πρωτόνια και νετρόνια) και διαφορετικά ισότοπα σχηματίζονται ως τελικά προϊόντα.

Τα νέα ισότοπα 216U, 219Np, 233Bk, 223Am και 229Am δημιουργήθηκαν ως τελικά προϊόντα τέτοιων συγκρούσεων. Πρόκειται για ασταθείς πυρήνες που διασπώνται επίσης μετά από λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου ή δευτερόλεπτα, ανάλογα με το ισότοπο. Όλα τα προϊόντα διάσπασης διαχωρίζονται και αναλύονται χρησιμοποιώντας ειδικά φίλτρα από ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Οι ερευνητές χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες από τα προϊόντα διάσπασης που ανιχνεύονται, ταυτοποιούν τα νέα ισότοπα που δημιουργούνται.

Οι αλυσίδες των προϊόντων διάσπασης από τα νέα ισότοπα που δημιουργήθηκαν

Οι αλυσίδες των προϊόντων διάσπασης από τα νέα ισότοπα που δημιουργήθηκαν

H εργασία δημοσιεύεται στο Physics Letters B με τίτλο: Observation of new neutron-deficient isotopes with Z≥92 in multinucleon transfer reactions

Πηγή: Lab scientists discover five new nuclei