فیزیکدانان ایزوتوپ تازه و بی‌اندازه کمیابی را برای اورانیوم پدید آورده‌اند

پژوهشگران سبک‌ترین ایزوتوپ اورانیوم تا به امروز را پدید آورده‌اند. این اتم اورانیوم تنها ۱۲۲ نوترون دارد، در همسنجی (مقایسه) با ۱۴۶ نوترونی که در بیش از ۹۹ درصد اورانیوم طبیعی جهان که به نام اورانیوم-۲۳۸ شناخته می‌شود وجود دارد.

ایزوتوپ‌های یک عنصر همیشه شمارِ پروتون‌های یکسانی دارند -در مورد اورانیوم، ۹۲ تا- ولی شمار نوترون‌هایشان متفاوت است [عدد اتمی یکسان و عدد جرمی متفاوت]. ایزوتوپ‌ها را با شمار کل پروتون‌ها و نوترون‌های درون هسته‌شان برچسب‌گذاری می‌کنند و این ایزوتوپِ تازه پایین‌ترین شمارِ این ذرات را دارد: ۲۱۴ تا، و بنابراین به نام اورانیوم-۲۱۴ خوانده می‌شود.

زیوان ژانگ از آکادمی علوم چین به همراه همکارانش این ایزوتوپِ تازه را در فرآیندی زمان‌بر تولید کردند که شامل بمبارانِ نمونه‌هایی از تنگستن با باریکه‌های نیرومندی از آرگون و کلسیم، تا جایی که اتم‌ها با یکدیگر همجوشی شوند بود. آنها سپس اتم‌های اورانیوم-۲۱۴ را با بهره از یک دستگاه مغناطیسی به نام جداساز (separator) از درون نمونه بیرون کشیدند.

ژانگ می‌گوید: «تولید این اتم‌ها بسیار دشوار است، زیرا هر برخوردی نمی‌تواند چیزی که ما می‌خواهیم را تولید کند. حدود ۱۰ به توان ۱۸ ذره‌ی باریکه برای برخورد به هدف آزاد شد، ولی تنها دو هسته‌ی اورانیوم-۲۱۴ با موفقیت تولید و جدا شد.»

پژوهشگران بیننده‌ی این واپاشی هسته‌ای بودند و تعیین کردند که نیمه عمر اورانیوم-۲۱۴ (مدت زمانی که نیمی از یک نمونه‌ی ذرات واپاشیِ پرتوزا می‌شوند) حدود ۰.۵۲ میلی ثانیه است. آنها چنین آزمایشی را برای دو ایزوتوپ دیگر که در گذشته یافته شده بودند (اورانیوم ۲۱۶ و اورانیوم ۲۱۸) هم انجام دادند و دریافتند که نیمه عمر آنها به ترتیب حدود ۲.۲۵ و ۰.۵۶ میلی ثانیه است.

آنها همچنین چگونگی واپاشیِ این ایزوتوپ‌ها را هم سنجیدند و دریافتند که اورانیوم-۲۱۴ و اورانیوم-۲۱۶ دستخوش واپاشی آلفا می‌شوند، فرآیندی که در آن یک اتم دو پروتون و دو نوترون از دست می‌دهد، که در مقایسه با ایزوتوپ‌های دیگرِ اورانیوم به گونه‌ی نامنتظره‌ای ساده بود. به گفته‌ی این دانشمندان، این شاید بدین معنی باشد که برهمکنش‌های میان پروتون‌ها و نوترون‌ها در این اتم‌ها نیرومندتر از دیگر اتم‌هاست.

ژانگ می‌گوید: «یافته‌ی ما می‌تواند نخستین گواه تجربی از این باشد که برهمکنش نیرومندِ پروتون-نوترون می‌تواند نقش مهمی در واپاشی آلفا در [هسته‌های سنگین] داشته باشد.»

پژوهشنامه‌ی این گروه در نشریه‌ی فیزیکال ریویو لترز منتشر شده است.


--------------------------------------------

تلگرام، توییتر، و اینستاگرام یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
instagram.com/1star.7sky

واژه‌نامه:

 - uranium - atom - neutron - isotope - element - proton - nuclei - Zhiyuan Zhang - Chinese Academy of Sciences - tungsten - argon - calcium - magnetic - separator - decay - half-life - radioactive - alpha decay - Physical Review Letters

منبع: نیوساینتیست

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه