Новый изотоп протактиния-210 получен в лаборатории Китайской академии наук

Фото из открытых источников

В лабораториях Института современной физики Китайской академии наук совместно с коллегами был впервые получен новый изотоп — протактиний-210, сообщает портал innovanews.ru. Это открытие стало значимым событием для ядерной физики, поскольку ученым удалось создать изотоп с минимальным числом нейтронов среди всех известных вариантов протактиния. Результаты этого исследования были опубликованы в научном журнале Nature Communications.

Ядро атома, как известно, состоит из протонов и нейтронов, и синтез новых изотопов позволяет глубже понять, какие сочетания этих частиц возможны в природе. Современные теории предсказывают существование приблизительно 7000 изотопов, однако на сегодняшний день удалось экспериментально подтвердить лишь около 3300 из них. В области актиноидов, где наблюдается недостаток нейтронов, появление новых изотопов крайне редкое явление, а их период полураспада зачастую составляет лишь доли секунды, что значительно усложняет проведение экспериментов. Как отметил ведущий автор работы Чжан Минмин, эксперименты в этой области сопряжены с серьезными техническими трудностями.

Синтез протактиния-210 был осуществлен на ускорительном комплексе CAFE2. Для этого ученые использовали пучок ионов кальция-40, который был направлен на мишень из лютеция-175. В результате ядерной реакции удалось получить новый изотоп и исследовать его характеристики с помощью спектрометра SHANS2. Несмотря на крайне низкий выход продукта — всего 7 пикобарн, исследователи зафиксировали 23 события распада протактиния-210. По словам профессора Ма Луна, этот результат свидетельствует о высокой эффективности установки и открывает возможности для дальнейшего синтеза тяжелых ядер.

«Наш эксперимент показал, что оборудование позволяет работать с тяжелыми элементами, что открывает путь к новым открытиям», — подчеркнул Ма Лун, комментируя итоги работы.

Данное исследование имеет несколько важных аспектов для фундаментальной науки. Расширение таблицы нуклидов позволяет уточнить существующие модели строения атомного ядра и приблизиться к изучению так называемого «острова стабильности» — области сверхтяжелых элементов, которые теоретически могут обладать более длительным временем жизни. Кроме того, проведение подобных экспериментов требует применения высокоточных детекторов, которые в дальнейшем находят применение в медицине и материаловедении. В то же время, как отмечают ученые, практическое применение протактиния-210 в ближайшие десятилетия маловероятно.

Экспериментальные данные подтвердили теоретические прогнозы, однако не выявили значительных отклонений от ожидаемых моделей. Ученые сделали очередной шаг в направлении, которое уже было обозначено современной наукой. Следует отметить, что синтез новых изотопов с помощью тяжелоионных реакций требует значительных финансовых затрат, поскольку один запуск ускорителя обходится в сотни тысяч долларов. Ранее аналогичным образом был получен новый изотоп плутония.