Нов изотоп на плутония, открит в Китай ще помогне за постигане на целите за ядрена стабилност

Изследователи от Института по съвременна физика (IMP) на Китайската академия на науките успешно са синтезирали нов изотоп на плутония – плутоний-227.

Това откритие е от голямо значение за ядрената физика, особено по отношение на трансурановите елементи, които са извън урана в периодичната таблица.

„Плутоний-227 е 39-ият нов изотоп, открит от IMP и също така е първият изотоп на плутоний, открит от китайски учени.“

заявиха изследователите в съобщение за пресата

Плутоний-227 е уникален, тъй като е изотоп на плутоний с много голям неутронен дефицит. За да създаде този рядък изотоп, изследователският екип, ръководен от професор Ган Дзайгуо използва реакцията на изпаряване при термоядрен синтез в Изследователския център за тежки йони в Ланджоу (HIRFL).

Учените използвал специализиран инструмент – газов сепаратор, по-известен като „Спектрометър за Тежки атоми и Ядрена структура“ (Spectrometer for Heavy Atoms and Nuclear Structure, SHANS), за да изолират и идентифицират новия изотоп от продуктите на реакцията.

Изследване на „магическите числа“

Откриването на плутоний-227 предоставя платформа за изследване на „магическите числа“ в ядрената физика. Тези числа, включително 2, 8, 20, 28, 50, 82 и 126 представляват специфични количества протони и неутрони, които придават на ядрото повишена стабилност. На прост език, това е като строене на кула от блокчета, при което определени комбинации създават по-стабилна структура.

Екипът първо анализира 9 вериги на разпад на плутоний-227, за да потвърди откритието на новия изотоп. След това изследователите измериха енергията на 𝛼-частиците и периода на полуразпад на плутoний-227, които са съответно около 8191 keV и 0,78 s.

Един от начините за разпадане на плутoний-227 е чрез освобождаване на алфа частици, които по същество са хелиеви ядра, съставени от два протона и два неутрона. Екипът внимателно измерва енергията на тези излъчени алфа частици и определя периода на полуразпад на изотопа, който е времето, необходимо на половината от атомите на плутоний-227 да се разпаднат.

„Данните се вписват доста добре в систематиката на известните изотопи на плутония.“

твърдят изследователите

Новооткритият плутоний-227 все още е на седем неутрона разстояние от магическото число 126. За да се изследва устойчивостта на затварянето на обвивката в плутония, е необходимо да се продължат изследванията на още по-леки изотопи на плутония, включително плутоний-221 до плутоний-226.

Изследването на екипа е публикувано във Physical Review C.