Urán-241 izotóp – a neutronban gazdag izotóp


Vázlat a KISS kísérleti elrendezéséről. A kék és sárga színű területeket Ar, illetve He gázok töltik ki. A differenciálszivattyús rendszerek a fánk alakú gázcella után, valamint a GCCB előtt és után helyezkednek el. (Forrás: Niwase et al., 2023)
Vázlat a KISS kísérleti elrendezéséről. A kék és sárga színű területeket Ar, illetve He gázok töltik ki. A differenciálszivattyús rendszerek a fánk alakú gázcella után, valamint a GCCB előtt és után helyezkednek el. (Forrás: Niwase et al., 2023)
Olvasási idő: 2 perc

A tudósok felfedezték és szintetizálták az urán erősen radioaktív elemének egy teljesen új izotópját.

Az utóbbi időben komoly érdeklődés mutatkozott az izotópok kutatása terén. De eddig főleg könnyebb elemek izotópjait hozták létre, részecske gyorsítókban létrehozott magreakciók során. Az új izotóp, az urán-241 izotóp 92 protonból és 149 neutronból áll, így ez az első olyan, neutronban gazdag uránizotóp, amelyet 1979 óta felfedeztek. Az elméleti számítások szerint ennek az új izotópnak a felezési ideje 40 perc lehet. (Referenciaként a szén-14 felezési ideje 5730 év, a nagyon instabil technécium-99m izotóp felezési ideje hat óra, a francium-223 felezési ideje 22 perc.)

Az urán a periódusos rendszerben az úgynevezett aktinoidák néven ismert elemek osztályába tartozik. Ezek protonszáma 89 és 103 között van. Minden aktinoid radioaktív, de az urán a négy legradioaktívabb elem egyike a rádium, a polónium és a tórium mellett. Az aktinoidák közül legelőször az uránt ismerték meg a vegyészek a XVIII. sz. végén. Az uránszurokércből 1789-ben Martin Heinrich Klaproth állította elő, és az akkoriban felfedezett Uránusz bolygóról nevezték el.

Az elmúlt évtizedek során a fizikusok azt tapasztalták, hogy a neutronban gazdag izotópok tulajdonságainak meghatározása nehézkes, a létrehozásukkal kapcsolatos problémák miatt.

Ezért a kutatások új módszereket keresnek ezek laboratóriumi körülmények között történő szintetizálására. Most egy ilyen új módszer segítségével több japán és egy koreai fizikus urán-238 izotóppal bombázott egy platina-198-ból készült céltárgyat a japán RIKEN gyorsító izotóp elválasztásra szolgáló berendezésben. Az ütközésekből származó nukleonok átvitele 241U, valamint 242U termelést eredményezett. A kísérlet során a két uránt, valamint a neptúniumot és más izotópokat a többreflexiós repülési idő tömegspektrográf (MRTOF MS) műszeren vezették át. Így lehetővé vált az egyes izotópok jellemzőinek pontos mérése.

A reakcióban résztvevő atommagok között többszörös proton és neutroncsere zajlott le (multinukleontranszfer – MNT), amelynek eredményeként új atommagok keletkeztek. Ezek között azonosították az urán eddig ismeretlen 241 tömegszámú izotópját. Toshitaka Niwase, a japán Wako Nukleáris Tudományos Központ (WNSC) kutatója elmondta, hogy 19 különböző aktinoida izotóp tömegét mérték meg nagy pontossággal, beleértve az újonnan felfedezett és azonosított, uránizotópot is.

Az urán-241-nek valószínűleg nincs sok hasznos gyakorlati vagy tudományos jelentősége, mert az izotóp rendkívül kis számban jön létre.

Az új mesterséges uránizotópok jelentősége nem annyira ezek előállításában rejlik. Hanem inkább abban, hogy ezeknek az atomoknak az előállítása lehetővé teszi a korábbi adatokból származó elméleti előrejelzések és extrapolációk kísérleti megerősítését. Tehát a felfedezés jelentőségét inkább az adja, hogy az elméletileg előre jelzett számú neutront tartalmazó atommagok stabilnak mutatkoznak.

Az urán-241 izotóp radioaktív, amelyből béta-bomlással neptunium-241 keletkezik.



Previous Egyrétegű anyagok szupramolekuláris mintázatának pontos feltérképezése
Next Business Intelligence alapú döntéstámogató rendszer

No Comment

Leave a reply

Az e-mail címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük

3 × 3 =