Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Наука

Открыта самая легкая из известных форм урана

National Geographic Россия
06 мая 2021
0001.jpg
Заготовка высокообогащенного урана, переработанного из лома
Фото: Wikimedia Commons
Открытие может больше рассказать о странной альфа-частице, которая образуется из определенных радиоактивных элементов при их распаде.

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.

рекомендации
Горы

10 образов для путешествий в одежде National Geographic

Сайгак

Сайгаки: ликбез о степных антилопах

Монеты, деньги

Карта, деньги и идеальное путешествие этой зимы