Tiedemiehet löytävät uuden seaborgiumi-isotoopin: vallankumous ydintutkimuksessa!

Tiedemiehet löytävät uuden seaborgiumi-isotoopin: vallankumous ydintutkimuksessa!

Kansainvälinen tutkimusryhmä, jota johtavat Society for Heavy Ion Research (GSI/FAIR), Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) ja Helmholtz Institute Mainz (HIM) on tuottanut uuden superraskaan alkuaineen seaborgiumin isotoopin. GSI/FAIR-kiihdytintiloissa tehdyissä kokeissa tutkijat onnistuivat havaitsemaan 22 seaborgium-257:n atomiydintä. Nämä tulokset julkaistiin tunnetussa Physical Review Letters -lehdessä, ja niille myönnettiin "Editor's Suggestion" -palkinto, mikä korostaa löydön tärkeyttä.

Seaborgium-257:n löytämisen myötä tämän keinotekoisesti luodun alkuaineen tunnettujen isotooppien luettelo kasvaa yhteensä 14:ksi. Seaborgium, jonka atominumero on 106, luotiin ohjaamalla intensiivisesti kromi-52-säde ohuelle lyijy-206-kerrokselle. Kaasutäytteisessä TASCA-rekyylierottimessa käytetty huippumoderni tunnistusjärjestelmä mahdollisti 21 spontaanin fissiohajoamisen ja yhden alfahajoamisen havaitsemisen.

Puoliintumisaika ja sen vaikutukset

Äskettäin löydetyn isotoopin puoliintumisaika on vain 12,6 millisekuntia. Tämä osoittaa vaikuttavasti superraskaiden elementtien lyhytaikaisen luonteen, joka yleensä hajoaa sekunnin murto-osissa. Isotoopin neutroniluku on 152, johon ydinfysiikassa usein liittyy erityisiä kuorivaikutuksia, mitä on viime aikoina tukenut tutkimustulokset myös näiden ytimien fissioominaisuuksien yhteydessä.

Tutkijat olettavat, että seuraavaksi kevyimmällä isotoopilla, seaborgium-256:lla, voisi olla mahdollinen fissio aikavälillä yhdestä nanosekunnista kuuteen mikrosekuntiin. Nämä havainnot liittyvät vakautta lisääviin vaikutuksiin, jotka havaitaan seaborgiumin niin kutsuttujen K-isomeeristen tilojen kautta. Nämä voivat auttaa avaamaan epäsuoran pääsyn vielä lyhyempiin ytimiin.

Vakaampien ydinkokoonpanojen etsiminen

Rutherfordium-252:n löytäminen sen K-isomeeritilan kautta toi merkittävää edistystä superraskaiden ytimien stabiilisuusrajan tutkimuksessa. Lisäksi ensimmäiset merkit samanlaisesta K-isomeeritilasta havaittiin seaborgium-259:ssä. Tämä on erityisen jännittävää, koska monet fyysikot, mukaan lukien Christoph Düllmann Mainzin yliopiston ydinkemian instituutista, etsivät pidempään eläviä elementtejä, joita usein kutsutaan vakauden saareiksi.

Yli 104 protonia sisältävien ja luonnossa esiintymättömien superraskaiden alkuaineiden tutkimus on edelleen keskeinen osa nykyaikaista ydinfysiikkaa. Huolimatta erittäin lyhyistä puoliintumisajoista tällaiset kokeet mahdollistavat paremman käsityksen superraskaiden ytimien perusominaisuuksista, mukaan lukien niiden valmistustavasta, eliniästä ja kemiallisista ominaisuuksista. Tähän mennessä tehdyt löydöt, kuten alkuaineiden 114 (flerovium) ja 116 (livermorium) virallinen tunnustaminen sekä vahvistettu alkuaine 117, ovat merkittäviä virstanpylväitä.

Näiden elementtien valmistukseen käytetään monimutkaisia ​​prosesseja. Isotoopit syntyvät kevyemmistä alkuaineista ydinfuusion avulla, jolloin alkuaine 114 esimerkiksi pommittaa neutronirikkaista plutonium-isotoopeista valmistettua kohdetta kalsium-isotooppien säteellä. Tällaisilla kokeilla on potentiaalia tarjota lukuisia uusia oivalluksia superraskaiden alkuaineiden stabiilisuudesta ja kemiallisista ominaisuuksista.

Seaborgium-257:n löytö ei ole vain lisäaskel näiden kiehtovien elementtien tutkimisessa, vaan se tarjoaa myös uusia näkökulmia tulevaan ydinfysiikan ja materiaalitieteen tutkimukseen.

Lisätietoja saat verkkosivuilta GSI/FAIR, Superraskaita ja fysiikan maailmaan.