Fysikere har lige fundet den letteste kendte form for uran, og den har unik adfærd

(IncrediVFX/iStock/Getty Images)

Forskere har opdaget en ny type uran det er den letteste nogensinde kendt. Opdagelsen kunne afsløre mere om en mærkelig alfapartikel, der bliver slynget ud fra visse radioaktive grundstoffer, når de henfalder.

Det nyfundne uran, kaldet uranium-214, er en isotop, eller en variant af grundstoffet, med 30 flere neutroner end protoner, en neutron færre end den næstletteste kendte uraniumisotop. Fordi neutroner har masse, er uran-214 meget lettere end mere almindelige uran-isotoper, herunder uran-235, som bruges i atomreaktorer og har 51 ekstra neutroner.

Denne nyfundne isotop er ikke bare lettere end andre, men den viste også unik adfærd under sit forfald. Som sådan vil de nye resultater hjælpe videnskabsmænd med bedre at forstå en radioaktiv henfaldsproces kendt som alfa-henfald, hvor en atomkerne mister en gruppe på to protoner og to neutroner - tilsammen kaldet en alfapartikel.



Selvom forskerne ved, at alfa-henfald resulterer i udstødningen af ​​denne alfapartikel, kender de efter et århundredes undersøgelser stadig ikke de nøjagtige detaljer om, hvordan alfa-partiklen dannes, før den bliver udstødt.

Relaterede: Elementært, min kære: 8 elementer, du aldrig har hørt om

Forskerne skabte den nye uranisotop på Heavy Ion Research Facility i Lanzhou, Kina. Der lyste de en bjælke af argon mod et mål lavet af wolfram inde i en maskine kaldet en gasfyldt rekylseparator - i dette tilfælde Spectrometer for Heavy Atoms and Nuclear Structure, eller SHANS. Ved at skinne en laser mod wolfram tilføjede forskerne effektivt protoner og neutroner til materialet for at skabe uran.

Den nye uran-214 isotop havde en halveringstid på kun et halvt millisekund, hvilket betyder, at det er den tid, det tager for halvdelen af ​​den radioaktive prøve at henfalde. Den mest almindelige isotop af uran - kaldet uranium-238 - har en halveringstid på omkring 4,5 milliarder år, hvilket svarer til jordens alder.

Ved omhyggeligt at se, hvordan isotoperne henfaldt, var forskerne i stand til at studere den stærke kernekraft - en af ​​de fire grundlæggende kræfter der holder stoffet sammen - virker på alfapartikeldelene - neutronerne og protonerne - på overfladen af ​​uran.

De fandt ud af, at protonen og neutronen i hver alfapartikel interagerede meget stærkere end i isotoper og andre elementer med tilsvarende antal protoner og neutroner, som tidligere er blevet undersøgt.

Dette er sandsynligvis på grund af det specifikke antal neutroner inde i kernen af ​​uran-214, sagde forskerne. Den nye isotop har 122 neutroner, nærmer sig det 'magiske neutrontal' på 126, hvilket er særligt stabilt på grund af neutronernes konfiguration i komplette sæt eller skaller.

Med denne konfiguration er det lettere for forskere at beregne den stærke kraftinteraktion mellem protoner og neutroner. Det gør disse isotoper særligt interessante for forskere, da studier af disse interaktioner kan afsløre træk relateret til nuklear struktur og henfaldsproces, sagde studielederforfatter Zhiyuan Zhang, fysiker ved det kinesiske videnskabsakademi.

Forskerne formoder, at denne proton-neutron-interaktion kan være endnu stærkere tungere radioaktive grundstoffer såsom isotoper af plutonium og neptunium. Disse grundstoffer har et par flere protoner, og konfigurationen af ​​deres baner antyder, at de kunne have endnu stærkere interaktioner end uran-isotoperne.

Forskerne vil gerne studere andre elementære isotoper nær det magiske neutrontal; men da sådanne elementer har endnu kortere halveringstider, vil der være behov for endnu mere følsomme detektorer og kraftigere stråler.

De nye resultater blev offentliggjort den 14. april i tidsskriftet Fysiske anmeldelsesbreve .

Relateret indhold:

Nobelprisen i kemi: 1901-nu

5 dagligdags ting, der er radioaktive

8 måder du kan se Einsteins relativitetsteori i det virkelige liv

Denne artikel blev oprindeligt udgivet af Live Science . Læs original artikel her .

Populære Kategorier: Tech , Plads , Sundhed , Samfund , Ukategoriseret , Mening , Fysik , Mennesker , Natur , Miljø ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.