Физики открыли новый изотоп урана

Международная группа физиков, в том числе и из Объединенного Института Ядерных Исследований (Дубна), синтезировали пять ранее неизвестных изотопов урана, нептуния, берклия и америция. Среди них изотоп с самой большим дефицитом нейтронов из известных — ²¹⁶U (инфографику со всеми изотопами урана можно увидеть здесь). Этого результата авторы добились при тестирования нового подхода к синтезу тяжелых ядер. Исследование опубликовано в журнале Physics Letters B, кратко о нем сообщает Ливерморская национальная лаборатория.

В новом эксперименте авторы бомбардировали ядрами кальция фольгу, сделанную из кюрия толщиной всего 300 нанометров. В результате неупругих столкновений ядра атомов обменивались протонами и нейтронами, формируя новые изотопы. Всего, в результате ядерных реакций удалось зафиксировать свыше 100 различных ядер, пять из которых ранее не наблюдались учеными — ²¹⁶U,  ²¹⁹Np, ²³³Bk , ²²³Am и ²²⁹Am. Все они относятся в нейтронно-дефицитным изотопам, то есть нейтронов в них меньше чем в устойчивых ядрах этих элементов. Время полураспада новых изотопов колеблется от микросекунд для ²¹⁹Np, до десяти секунд у ²³³Bk. 

По словам ученых, эти результаты позволяют подобраться к области нейтронно-дефицитных изотопов, плохо изученных на данный момент. «Когда осознаешь, что в ядрах природного урана 146 нейтронов, а в новом изотопе — всего 124, становится понятно, как много еще нам нужно узнать о структуре атомного ядра и силах, которые его формируют» — заключает Дон Шонесси, один из соавторов работы.

Таблица Менделеева насчитывает сейчас 114 подтвержденных элементов. Каждый из них обладает несколькими изотопами — атомами, чьи ядра состоят из одинакового количества протонов, но разного количества нейтронов. В сумме известно около 3 тысяч изотопов, по оценкам ученых еще более 4 тысяч предстоит обнаружить. Из-за того, что они содержат слишком много или наоборот слишком мало нейтронов, физики предсказывают, что их строение может оказаться экзотичным. Подобные структуры могут помочь в развитии теоретических моделей ядра атома.
Здесь можно посмотреть интерактивную инфографику изотопов урана.