Онлайн
Ученые из Центра исследования тяжелых ионов в китайском городском округе Ланьчжоу открыли новый тип урана, самый легкий из известных на сегодняшний день.
Новый для науки изотоп урана – уран-214 – представляет собой вариант элемента, в котором нейтронов на тридцать единиц больше, чем протонов.
Уран – химический элемент с атомным номером 92 в периодической системе. Он относится к семейству актиноидов. Уран – слабо радиоактивный элемент, он не имеет стабильных изотопов. Самыми распространенными изотопами урана являются уран-238 (имеет 146 нейтронов, в природном уране составляет 99,3%) и уран-235 (143 нейтрона, содержание в природном уране 0,7204%).
Теперь исследователи создали новый изотоп урана. Для этого они направили луч аргона на мишень из вольфрама внутри прибора, называемого газонаполненным сепаратором ядер отдачи – в данном случае это был ядерный спектрометр тяжелых ионов, или SHANS.
Воздействуя на мишень лазером, ученые смогли эффективно добавить протоны и нейтроны в материал, трансформировав его в новый урановый изотоп. Уран-214 оказался очень нестабильным – время его полураспада составило всего полмиллисекунды, однако этого хватило для лабораторного изучения.
Внимательно наблюдая за распадом изотопов, ученые смогли исследовать сильное ядерное взаимодействие – одну из четырех фундаментальных сил, удерживающих материю вместе – действующую на части альфа-частиц (нейтроны и протоны) на поверхности урана.
Они обнаружили, что протон и нейтрон в каждой альфа-частице взаимодействуют намного сильнее, чем в изотопах и других элементах с аналогичным количеством протонов и нейтронов.
По словам исследователей, это, вероятно, связано с определенным количеством нейтронов внутри ядра урана-214. Новый изотоп содержит 122 нейтрона, что близко к «магическому нейтронному числу» 126. Число 126 соответствует заполненной нейтронной оболочке. Такое магическое число было получено для ядер вблизи долины стабильности (области расположения стабильных ядер).
С такой конфигурацией ученым легче рассчитать сильное силовое взаимодействие между протонами и нейтронами. Это делает эти изотопы особенно интересными для ученых, поскольку изучение этих взаимодействий может выявить особенности, связанные с ядерной структурой и процессом распада, отмечает ведущий автор исследования Чжиюань Чжан, физик Китайской академии наук.
Ученые планируют исследовать другие элементарные изотопы, близкие к «магическому нейтронному числу», однако, поскольку такие элементы имеют еще более короткие периоды полураспада, для таких наблюдений потребуются еще более чувствительные детекторы и более мощные лучи.
Источник – National Geographic.
