Фізики створили нову версію плутонію: це допоможе розібратися з "магічними числами"

Вчені з Інституту сучасної фізики Китайської академії наук створили новий ізотоп плутонію, плутоній-227. Це відкриття має велике значення для ядерної фізики, особливо щодо трансуранових хімічних елементів, які розташовуються за ураном у періодичній таблиці хімічних елементів, пише Interesting Engineering.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Плутоній являє собою штучно створений хімічний елемент, який має порядковий номер 94 у періодичній таблиці хімічних елементів. Це важкий радіоактивний метал, який використовують у створенні ядерної зброї та палива для ядерних реакторів. Плутоній отримують з ізотопу урану — уран-238. Ізотопом називають різновид атомів і ядер хімічних елементів, які мають різну кількість нейтронів і протонів.

У плутонію є ізотопи від плутонію-228 до плутонію-247, але найвідомішими є ізотопи плутоній-238 і плутоній-239. Тепер же китайські фізики оголосили про те, що вони успішно синтезували новий ізотоп — плутоній-227. Це перший ізотоп плутонію відкритий китайськими вченими.

Плутоній-227 є унікальним ізотопом, адже це різновид плутонію з великим дефіцитом нейтронів. Для створення цього ізотопу фізики використовували реакцію термоядерного випаровування. Нове відкриття було засноване на попередньому дослідженні фізиків ізотопів нептунію.

Відкриття плутонію-227 надає платформу для дослідження так званих "магічних чисел" у ядерній фізиці. Ці числа, включно з 2, 8, 20, 28, 50, 82 і 126, являють собою певні кількості протонів і нейтронів, які надають ядру підвищеної стабільності. Простіше кажучи, це схоже на будівництво з блоків, де певні комбінації створюють більш стабільну структуру. Синтез плутонію-227 пропонує спосіб вивчити це питання і краще зрозуміти стабільність хімічних елементів, розташованих за ураном у періодичній таблиці.

Спочатку фізики проаналізували дев'ять ланцюжків розпаду плутонію-227, щоб підтвердити відкриття нового ізотопу. Потім учені виміряли енергію альфа-частинки та період напіврозпаду плутонію-227, які становили близько 8 191 кілоелектронвольт і 0,78 секунд відповідно.

Одним зі способів розпаду плутонію-227 є вихід альфа-частинок, які, по суті, є ядрами гелію, що складаються з двох протонів і двох нейтронів. Фізики виміряли енергію цих альфа-частинок і визначили період напіврозпаду ізотопу, тобто час, необхідний для розпаду половини атомів плутонію-227.

Нагадуємо, що у плутонію немає стабільних ізотопів і найдовгоживучішим є плутоній-244.

Як уже писав Фокус, нова планета допомагає розкрити секрет найпоширеніших зірок у Чумацькому Шляху. Вчені намагаються з'ясувати, як біля маленьких зірок утворюються дуже масивні планети, адже теоретично цього не повинно бути.

Нагадуємо, що однією з головних проблем у фізиці є задача трьох тіл, яку давно не можуть розв'язати вчені. Тепер же, як уже писав Фокус, нове відкриття наближає фізиків до вирішення цієї задачі.