По оценкам, период полураспада U-241, образующегося при взрывах сверхновых или килоновых, составляет 40 минут — слишком мало для того, чтобы изотоп можно было непосредственно обнаружить в звездах. С другой стороны, в отличие от многих изотопов с периодом полураспада, измеряемым в микро- или наносекундах, этого достаточно для изучения его свойств.
Новый изотоп урана открыт впервые за 40 лет: это может перевернуть всю отрасль
Ученые впервые объявили о синтезе урана-241, заполнив пробел в длинном списке изотопов тяжелого металла.
Shutterstock.com
Впервые за 40 лет физикам удалось синтезировать новый изотоп урана. Он не такой стабильный, но может многое изменить в науке.
Новый изотоп урана
Элементы определяются количеством протонов в их ядре, но (кроме водорода) им также нужны нейтроны, которые удерживают все нуклоны вместе. Элементы могут иметь различное количество нейтронов, но каждый отдельный элемент имеет фиксированное количество протонов. Элементы с одним и тем же количеством протонов в ядре, но разным количеством нейронов называют изотопами.
Таким образом, все атомы урана содержат 92 протона, новый изотоп содержит 149 нейтронов, тогда как атомы природного урана Земли имеют 146 или 143 нейтроны.
Некоторые изотопы стабильны, они никогда не распадаются на другие элементы, если только их не подвергать радиационной бомбардировке. У урана нет стабильных изотопов, но U-235 и U-238 распадаются так долго, что значительная часть этих атомов, присутствовавших при формировании Земли, сохранилась до наших дней, наряду с крошечными количествами U-233, U-234 и U-236.
Все остальные изотопы урана приходилось производить в лаборатории, и ученые постепенно выясняли, какие из них стабильны. Теперь, в новой статье, команда, возглавляемая доктором Тоситакой Нивасе из Японской исследовательской организации по ускорителям высоких энергий, добавила U-241 в этот список.
В 2021 году объявление о производстве U-214 означало получение изотопа урана с наименьшим количеством нейтронов и, следовательно, с самым легким ядром. Как и большинство недавно открытых изотопов, он существует лишь незначительное количество времени.
Его период полураспада (время, необходимое для радиоактивного распада половины атомов в образце) оценивается всего в 0,0005 секунды, хотя в этом все еще есть некоторая неопределенность – оно может быть в три раза больше. Точное время исследователям только предстоит подсчитать.