(IncrediVFX/iStock/Getty Images) Vedci objavili nový typ urán to je najľahší, aký bol kedy známy. Objav by mohol odhaliť viac o podivnej častici alfa, ktorá je vyvrhovaná z určitých rádioaktívnych prvkov pri ich rozpade.
Novoobjavený urán, nazývaný urán-214, je izotop alebo variant prvku s o 30 neutrónmi viac ako protónmi, o jeden menej ako ďalší najľahší známy izotop uránu. Pretože neutróny majú hmotnosť, urán-214 je oveľa ľahší ako bežnejšie izotopy uránu, vrátane uránu-235, ktorý sa používa v jadrových reaktoroch a má 51 neutrónov navyše.
Tento novoobjavený izotop nie je len ľahší ako ostatné, ale počas svojho rozpadu vykazoval aj jedinečné správanie. Nové zistenia ako také pomôžu vedcom lepšie pochopiť proces rádioaktívneho rozpadu známy ako alfa rozpad, pri ktorom atómové jadro stráca skupinu dvoch protónov a dvoch neutrónov – súhrnne nazývané častica alfa.
Hoci vedci vedia, že rozpad alfa vedie k vyvrhnutiu tejto alfa častice, po storočí štúdia stále nevedia presné podrobnosti o tom, ako sa alfa častica vytvára predtým, ako sa vymrští.
Súvisiace: Základná, drahá: 8 prvkov, o ktorých ste nikdy nepočuli
Výskumníci vytvorili nový izotop uránu v zariadení na výskum ťažkých iónov v Lanzhou v Číne. Tam posvietili lúčom argónu na terč vyrobený z volfrám vnútri stroja nazývaného plynom naplnený spätný rázový separátor - v tomto prípade spektrometer pre ťažké atómy a jadrovú štruktúru alebo SHANS. Zažiarením lasera na volfrám výskumníci efektívne pridali protóny a neutróny do materiálu, aby vytvorili urán.
Nový izotop uránu-214 mal polčas rozpadu len pol milisekúnd, čo znamená, že toľko času trvá, kým sa rozpadne polovica rádioaktívnej vzorky. Najbežnejší izotop uránu – nazývaný urán-238 – má polčas rozpadu približne 4,5 miliardy rokov, čo je približne vek Zeme.
Pozorným sledovaním toho, ako sa izotopy rozkladajú, vedci dokázali študovať silnú jadrovú silu - jednu z štyri základné sily ktoré držia hmotu pohromade – pôsobiace na časti alfa častíc – neutróny a protóny – na povrchu uránu.
Zistili, že protón a neutrón v každej častici alfa interagujú oveľa silnejšie ako v izotopoch a iných prvkov s podobným počtom protónov a neutrónov, ktoré boli predtým študované.
Je to pravdepodobne kvôli špecifickému počtu neutrónov v jadre uránu-214, uviedli vedci. Nový izotop má 122 neutrónov, čo sa blíži k „magickému číslu neutrónov“ 126, ktoré je obzvlášť stabilné vďaka konfigurácii neutrónov v kompletných súboroch alebo obaloch.
S touto konfiguráciou je pre vedcov jednoduchšie vypočítať silnú silovú interakciu medzi protónmi a neutrónmi. Vďaka tomu sú tieto izotopy pre vedcov obzvlášť zaujímavé, pretože štúdium týchto interakcií môže odhaliť vlastnosti súvisiace s jadrovou štruktúrou a procesom rozpadu, povedal vedúci autor štúdie Zhiyuan Zhang, fyzik z Čínskej akadémie vied.
Vedci predpokladajú, že táto interakcia protón-neutrón by mohla byť ešte silnejšími ťažšími rádioaktívnymi prvkami, ako sú izotopy plutónium a neptúnium. Tieto prvky majú o niekoľko protónov viac a konfigurácia ich obežných dráh naznačuje, že by mohli mať ešte silnejšie interakcie ako izotopy uránu.
Vedci by chceli študovať ďalšie izotopy prvkov blízko magického neutrónového čísla; keďže však takéto prvky majú ešte kratší polčas rozpadu, budú potrebné ešte citlivejšie detektory a výkonnejšie lúče.
Nové zistenia boli publikované 14. apríla v časopise Fyzické prehľadové listy .
Súvisiaci obsah:
Nobelova cena za chémiu: 1901 – doteraz
5 každodenných vecí, ktoré sú rádioaktívne
8 spôsobov, ako môžete vidieť Einsteinovu teóriu relativity v reálnom živote
Tento článok pôvodne publikoval Živá veda . Čítať pôvodný článok tu .