Китайские ученые синтезировали новый изотоп плутония 227: революция в ядерной физике

Ученые из Китайской академии наук недавно достигли значительного прорыва в области ядерной физики. Они синтезировали новый изотоп плутония 227, что стало первым мировым достижением китайских исследователей. Но что это значит и почему это важно?

Что такое изотоп? Изотоп — это разновидность химического элемента, имеющая одинаковое количество протонов в ядре, но разное количество нейтронов. Эта вариация может приводить к различным физическим и химическим свойствам, что делает его важным объектом исследования для ученых. В случае с плутонием этот элемент хорошо известен благодаря его использованию в ядерной промышленности.

Однако плутоний 227 до сих пор оставался неизвестным. Благодаря очень низкому содержанию нейтронов он был впервые синтезирован исследователями Института современной физики (IMP).

Почему это открытие важно? Изотопы, особенно тяжелых элементов, таких как плутоний, часто изучают, чтобы понять, как ведет себя материя на атомном уровне. Один из ключевых вопросов касается слоев протонов и нейтронов в атомном ядре.

Подобно орбитам планет вокруг Солнца, они замыкаются в определенных точках, придавая атомам особую стабильность. Ученые называют их магическими числами: точное количество протонов или нейтронов, при достижении которого элемент становится более стабильным.

В предыдущих исследованиях ученые отмечали ослабление закрытия слоя 126 нейтронов вплоть до элемента урана. Тогда возник вопрос: будет ли это ослабление продолжаться в более тяжелых элементах, таких как плутоний? Именно это и попытались выяснить ученые с помощью данного открытия.

Как был обнаружен плутоний 227? Чтобы сделать это открытие, команда ученых использовала метод, называемый реакцией синтеза-испарения. Этот метод предполагает слияние двух атомных ядер для создания нового изотопа.

Получив изотоп, исследователи наблюдали за его характеристиками, в частности за энергией распада и периодом полураспада (длительностью времени, в течение которого распадается половина атомов). Плутоний 227 имеет очень короткий период полураспада, около 0,78 секунды, и выделяет энергию распада 8 191 кэВ. Эти измерения подтвердили, что данный изотоп соответствует другим известным изотопам плутония.

Каковы дальнейшие шаги? Открытие плутония 227 — это лишь один шаг в более широком исследовании трансурановых изотопов (элементов, расположенных после урана в периодической таблице). Теперь ученые хотят продолжить свою работу, изучая еще более легкие изотопы плутония, такие как плутоний 221-226, чтобы лучше понять процесс закрытия слоя 126 нейтронов. Это может привести к новым открытиям в области стабильности атомов и углубить наши знания о структуре материи.

Уточнения

Изото́пы химического элемента, имеющие одинаковый атомный номер, но разные массовые числа. Название связано с тем, что все изотопы одного атома помещаются в одно и то же место (в одну клетку) таблицы Менделеева.