Η ανακάλυψη του ραδερφόρντιου-252 (252Rf), η θεμελιώδης κατάσταση του οποίου επιβιώνει για μόλις 60 νανοδευτερόλεπτα, θα μπορούσε να βοηθήσει τους θεωρητικούς φυσικούς να κατανοήσουν την κοσμική σύνθεση υπερβαρέων στοιχείων.
Το 1991, μια επίσημη επιτροπή φυσικών και χημικών αποφάσισε ότι για να χαρακτηριστεί ένα άτομο ως νέο στοιχείο, ο πυρήνας του πρέπει να επιβιώσει για τουλάχιστον 10-14 sec. Αυτή η τιμή επιλέχθηκε ως η εκτίμηση του χρόνου που χρειάζεται ένας πυρήνας για να αποκτήσει ηλεκτρόνια και έτσι να εμφανίσει τις χημικές του ιδιότητες. Ο χρόνος ημιζωής των δύο βαρύτερων γνωστών στοιχείων, του τενεσίου και του ογκανέσιου είναι πολύ μεγαλύτερος, της τάξης των μιλι-δευτερολέπτων (1msec=10-3sec). Οι ερευνητές Khuyagbaatar et al ανακοίνωσαν την δημιουργία του υπερβαρέως πυρήνα 252Rf, με ρεκόρ ελάχιστης διάρκειας ζωής, μόλις 60 νανοδευτερόλεπτα (1nsec=10-9sec) – δύο τάξεις μεγέθους μικρότερο από το προηγούμενο ρεκόρ.
Η ερευνητική ομάδα ομάδα δημιούργησε το ραδερφόρντιο-252 βομβαρδίζοντας έναν στόχο από φύλλα μολύβδου-204 με δέσμη ιόντων τιτανίου-50. Η ομάδα χρησιμοποίησε τέσσερις διαφορετικές ενέργειες δέσμης που οδήγησαν στη σύντηξη του ραδερφόρντιου-254, το οποίο, αποβάλλει ενέργεια εκπέμποντας είτε ένα νετρόνιο για να προκύψει το ραδερφόρντιο-253 είτε δύο νετρόνια για να προκύψει το ραδερφόρντιο-252.
Στις μεγαλύτερες ενέργειες δέσμης ευνοήθηκε η παραγωγή του ραδερφόρντιου-252 έναντι του ραδερφόρντιου-253. Συνολικά, παρατηρήθηκαν 27 ιόντα ραδερφόρντιου-252 με χρόνο ημιζωής 13 μικρο-δευτερολέπτων (1μsec=10-6sec). Οι Khuyagbaatar et al προσδιόρισαν ότι σχεδόν όλο το διάστημα των 13 μsec ανήκε στη διάσπαση μιας διεγερμένης ισομερικής κατάστασης του πυρήνα του ραδερφόρντιου-252 . Η θεμελιώδης κατάσταση διασπάστηκε σε μόλις 60 nsec. Ο Khuyagbaatar δήλωσε ότι αυτός και οι συνάδελφοί του μπόρεσαν να μετρήσουν την σχάση στα 60 nsec μόνο χάρη στην ύπαρξη της ισομερικής κατάστασης των 13 μsec του ραδερφόρντιου-252.
Η πυρηνική σχάση είναι μια δυναμική διαδικασία που περιλαμβάνει τη συλλογική κίνηση πρωτονίων και νετρονίων, τα οποία καταλαμβάνουν ενεργειακές στάθμες στον πυρήνα. Η μοντελοποίηση της διαδικασίας είναι πολύπλοκη και προκλητική, ειδικά για υπερβαρείς πυρήνες, των οποίων οι αριθμοί των πρωτονίων και των νετρονίων παίρνουν ακραίες τιμές.
Το ραδερφόρντιο-252 είναι το ισότοπο του στοιχείου με το μεγαλύτερο έλλειμμα νετρονίων. Ο Khuyagbaatar υποστηρίζει ότι η έρευνά τους θα μπορούσε να βοηθήσει στην βελτίωση της μοντελοποίησης σχάσης του ραδερφόρντιου με έλλειμμα νετρονίων και να βελτιώσει τις προβλέψεις για τους χρόνους ημιζωής σχάσης υπερβαρέων πυρήνων πλούσιων σε νετρόνια. Αυτοί οι πυρήνες συμμετέχουν στο πάνω άκρο της λεγόμενης γρήγορης διαδικασίας (r-process), η οποία ευθύνεται για την παραγωγή των μισών στοιχείων που είναι βαρύτερα από τον σίδηρο. Μέχρι σήμερα, κανένας από αυτούς τους υπερβαρείς πυρήνες της διαδικασίας r δεν έχει κατασκευαστεί σε εργαστήριο.
πηγή: https://physics.aps.org/articles/v18/8
Κατηγορίες:ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ
physicsgg 
Σχολιάστε