اكتشف العلماء أول نظير لليورانيوم “غني بالنيوترونات” منذ عام 1979
اكتشف العلماء وصنعوا نظيرًا جديدًا تمامًا لعنصر اليورانيوم عالي النشاط الإشعاعي. لكنها قد تستمر 40 دقيقة فقط قبل أن تتحلل إلى أخرى عناصر.
يحتوي النظير الجديد ، اليورانيوم 241 ، على 92 بروتونًا (كما هو الحال مع جميع نظائر اليورانيوم) و 149 نيوترونًا ، مما يجعله أول نظير جديد غني بالنيوترونات من اليورانيوم يُكتشف منذ عام 1979. بينما تحتوي ذرات عنصر معين دائمًا على نفس عدد البروتونات قد تحتوي نظائر أو إصدارات مختلفة من هذه العناصر على أعداد مختلفة من النيوترونات في نواتها. لكي يتم اعتبار النظير غنيًا بالنيوترونات ، يجب أن يحتوي النظير على نيوترونات أكثر مما هو شائع في هذا العنصر.
اليورانيوم في فئة العناصر في الجدول الدوري المعروفة باسم “الأكتينيدات” ، والتي يتراوح عدد البروتونات فيها بين 89 و 103. جميع الأكتينيدات مشعة ، لكن اليورانيوم هو أحد العناصر الأربعة الأكثر نشاطًا ، إلى جانب الراديوم والبولونيوم والثوريوم.
“قمنا بقياس كتل 19 نظيرًا مختلفًا من نظائر الأكتينيد بدقة عالية تبلغ جزء واحد لكل مليون مستوى ، بما في ذلك اكتشاف وتحديد نظير اليورانيوم الجديد ،” توشيتاكا نيواسي (يفتح في علامة تبويب جديدة)، الباحث في منظمة أبحاث التسريع عالية الطاقة (KEK) مركز واكو للعلوم النووية (WNSC) في اليابان ، أخبر Live Science في رسالة بريد إلكتروني. “هذا هو أول اكتشاف جديد لنظير اليورانيوم على الجانب الغني بالنيوترونات منذ أكثر من 40 عامًا.”
متعلق ب: أخف شكل معروف من اليورانيوم تم إنشاؤه
نيواسي هو المؤلف الرئيسي لدراسة حول نظير اليورانيوم الجديد ، والتي نُشرت في 31 مارس في المجلة. رسائل المراجعة البدنية (يفتح في علامة تبويب جديدة).
يمكن أن تكون النظائر مستقرة ، مما يعني أنها تحافظ على تكوينها الذري ، أو أنها غير مستقرة ، مما يعني أنها تتحلل وتتحلل إلى عناصر أخرى عن طريق اكتساب أو التخلص من البروتونات. تُقاس معدلات الانحلال بنصف عمر النظير ، أو الوقت الذي يستغرقه نصف المادة لتتحلل إلى عناصر أخرى. بعد نصف عمر ، يتبقى ربع المادة ؛ بعد ثلاثة وثمان وهكذا.
وقال نيواسي إن الفريق لم يقيس بعد نصف عمر اليورانيوم 241 ، لكن التقديرات النظرية تقدره بحوالي 40 دقيقة. هذا قصير إلى حد ما لعمر نصف. (للإشارة ، فإن نصف عمر الكربون 14 هو 5730 سنة ، ونصف العمر للنظير غير المستقر للغاية التكنيشيوم – 99 م هو ست ساعات ونصف عمر الفرانسيوم 223 هو 22 دقيقة. أسرع النظائر المتحللة ، الهيدروجين 7 ، يختفي نصفه في 10 ^ -23 ثانية فقط.)
ابتكر Niwase وزملاؤه اليورانيوم 241 عن طريق إطلاق عينة من اليورانيوم 238 على نوى البلاتين 198 في مسرّع RIKEN الياباني. ثم قام النظيران بتبادل النيوترونات والبروتونات – وهي ظاهرة تسمى “النقل متعدد النوى”.
قام الفريق بعد ذلك بقياس كتلة النظائر التي تم إنشاؤها من خلال ملاحظة الوقت الذي استغرقته النوى الناتجة لقطع مسافة معينة عبر وسيط. أنتجت التجربة أيضًا 18 نظيرًا جديدًا ، تحتوي جميعها على ما بين 143 و 150 نيوترونًا.
أقر Niwase أن اليورانيوم 241 ربما لا يحتوي على العديد من التطبيقات العملية أو العلمية المفيدة ، حيث يتم إنشاء النظير بأعداد صغيرة للغاية.
