Ново проучване сочи, че е открит съвсем нов вид атомно ядро

Атомите изграждат всичко около нас. Изучавайки атомните ядра, учените разбират по-добре основните градивни елементи на Вселената. Освен това атомните ядра имат значение за физиката на елементарните частици, ядрената енергия, медицината и астрофизиката.

Сега учени са наблюдавали нов тип атомни ядра в ускорител: ¹⁹⁰астат (¹⁹⁰At) е най-лекият изотоп на астатът, със 105 неутрона и 85 протона.

Това изследване е проведено в Лабораторията за ускорители към Университета в Ювяскюла, Финландия от Хенна Коконен като част от магистърската ѝ теза.

Астат: Неуловимият елемент

Астатът е рядък и радиоактивен елемент. Високата му радиоактивност го прави много нестабилен, като най-стабилният му изотоп, ²¹⁰астат има период на полуразпад малко над 8 часа. Повечето от изотопите му имат период на полуразпад от няколко секунди.

В рамките на периодичната таблица астатът е поставен заедно с халогените, които са силно реактивни неметали.

Това е вторият най-рядко срещан в природата елемент, като във всеки един момент на Земята има само 1 грам. Повечето от свойствата му са неизвестни и се извеждат от заключения, тъй като е с кратък живот. Обикновено той претърпява алфаразпад в по-стабилна форма, като например радон (Rn) или бисмут (Bi).

Въпреки, че за този елемент се знае много малко, някои изследвания показват, че той може да има противоракови свойства, като е потенциален кандидат за лъчетерапия. Ето защо по-доброто разбиране на този елемент е от съществено значение.

Откриване на новия астат

Изследването включва реакция на синтез и изпарение, протичаща в изпълнен с газ сепаратор. Този апарат се използва в експерименти по ядрена физика за разделяне и анализ на енергийни продукти от ядрени реакции чрез преминаването им през газова среда.

Реакциите на термоядрен синтез и изпарение включват сблъсък на тежки йони с ядро-мишена, които се сливат, за да създадат съставно ядро. Това съставно ядро претърпява алфа разпад, като изхвърля алфа частици, които са частици, съдържащи два неутрона и два протона (основно хелиев атом), за да се получи по-стабилен елемент.

Изследователският екип „бомбардира“ изотопа 84стронций в сребърни атоми и изследва продуктите на разпада. Те не са търсили ¹⁹⁰At, но точно това са открили.

Реакцията разкрила, че алфа частиците при разпада на ¹⁹⁰At са с енергия около 7750 електронволта (keV). Това измерване дава важна представа за процеса на разпад.

Освен това изследователите установили, че периодът на полуразпад на ¹⁹⁰At е около 1 милисекунда. Краткият период на полуразпад показва, че ¹⁹⁰At е силно радиоактивен изотоп.

Освен това те установили, че алфа-разпадът на ¹⁹⁰At е енергийно безпрепятствен, което означава, че процесът на разпад е протекъл незабавно, без забавяне.

Откриването на ¹⁹⁰астат разширява познанията ни за изотопния състав на елемента и предоставя ценни данни за моделите на атомната маса.

Резултатите от изследването са публикувани в списание Physical Review C.