Wetenschappers ontdekken nieuwe seaborgium-isotoop: revolutie in nucleair onderzoek!

Wetenschappers ontdekken nieuwe seaborgium-isotoop: revolutie in nucleair onderzoek!

Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Society for Heavy Ion Research (GSI/FAIR), de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU) en het Helmholtz Instituut Mainz (HIM) heeft een nieuwe isotoop van het superzware element seaborgium geproduceerd. In experimenten bij de GSI/FAIR-versnellerfaciliteiten zijn de wetenschappers erin geslaagd 22 atoomkernen van seaborgium-257 te detecteren. Deze resultaten werden gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift Physical Review Letters en kregen de onderscheiding ‘Editor’s Suggestion’, wat het belang van de ontdekking onderstreepte.

Met de ontdekking van seaborgium-257 groeit de lijst met bekende isotopen van dit kunstmatig gecreëerde element tot een totaal van 14. Seaborgium, dat het atoomnummer 106 heeft, werd gecreëerd door een chroom-52-straal intensief op een dunne laag lood-206 te richten. Een geavanceerd detectiesysteem dat werd gebruikt op de met gas gevulde terugslagscheider TASCA maakte de detectie mogelijk van 21 spontane splijtingsverval en één alfaverval.

Halfwaardetijd en de implicaties ervan

De halfwaardetijd van de nieuw ontdekte isotoop bedraagt ​​slechts 12,6 milliseconden. Dit toont op indrukwekkende wijze de kortstondige aard van superzware elementen, die gewoonlijk in fracties van een seconde vervallen. De isotoop heeft een neutronengetal van 152, wat in de kernfysica vaak wordt geassocieerd met speciale schaaleffecten, wat recentelijk wordt ondersteund door onderzoeksresultaten, ook in verband met de splijtingseigenschappen van deze kernen.

De onderzoekers gaan ervan uit dat de volgende lichtste isotoop, seaborgium-256, een mogelijke splijting zou kunnen hebben in het tijdsbereik van één nanoseconde tot zes microseconden. Deze bevindingen staan ​​in de context van de stabiliteitsverhogende effecten die worden waargenomen door de zogenaamde K-isomere toestanden van seaborgium. Deze zouden kunnen helpen bij het openen van indirecte toegang tot kernen met een nog kortere levensduur.

De zoektocht naar stabielere nucleaire configuraties

De ontdekking van rutherfordium-252 via zijn K-isomeertoestand bracht aanzienlijke vooruitgang met zich mee bij het onderzoek naar de stabiliteitslimiet van superzware kernen. Bovendien werden de eerste indicaties van een vergelijkbare K-isomeertoestand waargenomen in seaborgium-259. Dit is vooral spannend omdat veel natuurkundigen, waaronder Christoph Düllmann van het Instituut voor Nucleaire Chemie van de Universiteit van Mainz, op zoek zijn naar elementen met een langere levensduur, vaak eilanden van stabiliteit genoemd.

Onderzoek naar superzware elementen, die meer dan 104 protonen bevatten en niet in de natuur voorkomen, blijft een centraal aspect van de moderne kernfysica. Ondanks hun extreem korte halfwaardetijden maken dergelijke experimenten een beter begrip mogelijk van de fundamentele eigenschappen van superzware kernen, inclusief hoe ze worden gemaakt, de levensduur en de chemische eigenschappen. De ontdekkingen tot nu toe, zoals de officiële erkenning van de elementen 114 (flerovium) en 116 (livermorium) en het bevestigde element 117, zijn belangrijke mijlpalen.

Voor de productie van deze elementen worden ingewikkelde processen gebruikt. De isotopen worden door kernfusie uit lichtere elementen gecreëerd, waarbij element 114 bijvoorbeeld een doelwit van neutronenrijke plutoniumisotopen bombardeert met een straal calciumisotopen. Dergelijke experimenten hebben het potentieel om talloze nieuwe inzichten te verschaffen in de stabiliteit en chemische eigenschappen van superzware elementen.

De ontdekking van seaborgium-257 is niet alleen een verdere stap in de verkenning van deze fascinerende elementen, maar biedt ook nieuwe perspectieven voor toekomstig onderzoek in de kernfysica en de materiaalkunde.

Voor meer informatie bezoek de website van GSI/EERLIJK, Superzwaar En wereld van de natuurkunde.