سنتز ایزوتوپ جدید پلوتونیوم-۲۲۷ توسط دانشمندان چینی

محققان آکادمی علوم چین یک ایزوتوپ جدید از پلوتونیوم به نام پلوتونیوم-۲۲۷ را سنتز کرده‌اند، که یک پیشرفت مهم در فیزیک هسته‌ای به حساب می‌آید.

به گزارش تک‌ناک، این ایزوتوپ نادر و مصنوعی برای اولین بار تولید شده است و دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی است که می‌تواند به تحقیقات پیشرفته در زمینه‌های مختلف هسته‌ای کمک کند. پلوتونیوم-227 به دلیل ناپایداری و نیمه‌عمر کوتاه، برای آزمایش‌های علمی و مطالعه در فیزیک هسته‌ای بسیار حائز اهمیت است. این دستاورد مهم می‌تواند راه‌های جدیدی را برای درک بهتر رفتار مواد رادیواکتیو و توسعه فناوری‌های هسته‌ای نوین باز کند.

در فیزیک هسته‌ای، تعداد خاصی از پروتون‌ها و نوترون‌ها (۲، ۸، ۲۰، ۲۸، ۵۰، ۸۲ و ۱۲۶) به عنوان «اعداد جادویی» شناخته می‌شوند، چرا که پوسته‌های بسته و پایداری را درون یک اتم ایجاد می‌کنند.

تحلیل‌های سیستماتیک در مطالعات گذشته نشان داده‌اند که بسته شدن پوسته نوترونی ۱۲۶ تا اورانیوم به طور مداوم تضعیف می‌شود، که این موضوع را جذاب می‌کند تا بررسی کنیم آیا بسته‌های پوسته در ناحیه ترانسورانیوم نیز تضعیف می‌شوند یا خیر.

پروفسور زایگو گان، یکی از محققان این مطالعه گفت: «ما از طریق یک سری آزمایش‌ها حضور بسته شدن پوسته در ایزوتوپ‌های نپتونیم را کشف کرده‌ایم. با وجود این، به دلیل عدم وجود داده‌های تجربی، استحکام این بسته شدن در ایزوتوپ‌های پلوتونیوم ناشناخته باقی مانده است.»

کاوش در ایزوتوپ‌های ناشناخته پلوتونیوم

برای بررسی ایزوتوپ‌های ناشناخته پلوتونیوم، محققان در IMP و همکارانشان آزمایش خود را در جداکننده گاز پرکننده، طیف‌سنج اتم‌های سنگین و ساختار هسته‌ای، که بخشی از تأسیسات تحقیقاتی یون سنگین در لانژو (HIRFL) چین است، انجام دادند.

با استفاده از واکنش تبخیر همجوشی، محققان برای اولین بار پلوتونیوم-۲۲۷ که یک ایزوتوپ بسیار کم‌نوترون پلوتونیوم است را سنتز کردند. پلوتونیوم-۲۲۷ سی‌ونهمین ایزوتوپ جدیدی است که توسط IMP کشف شده، همچنین اولین ایزوتوپ پلوتونیوم است که توسط دانشمندان چینی کشف شده است.

از ۹ زنجیره تجزیه مشاهده شده، محققان انرژی ذره 𝛼 و نیمه‌عمر پلوتونیوم-۲۲۷ را به ترتیب حدود ۸۱۹۱ کیلوالکترون‌ولت و ۰.۷۸ ثانیه اندازه‌گیری کردند. داده‌ها به خوبی با سیستماتیک‌های ایزوتوپ‌های شناخته شده پلوتونیوم مطابقت داشتند.

جهت‌گیری‌های پژوهشی آینده

 تیم تحقیقاتی قصد دارد ایزوتوپ‌های بیشتری از پلوتونیوم را بررسی کند تا درک عمیق‌تری از تکامل پوسته در پلوتونیوم به دست آورد.

پلوتونیوم-۲۲۷ تازه کشف شده هنوز هفت نوترون با عدد جادویی ۱۲۶ فاصله دارد. برای مطالعه استحکام بسته شدن پوسته در پلوتونیوم، لازم است تحقیقات روی ایزوتوپ‌های سبک‌تر پلوتونیوم، از جمله پلوتونیوم-۲۲۱ تا پلوتونیوم-۲۲۶ ادامه یابد.

نتایج مطالعه این گروه تحقیقاتی از مؤسسه فیزیک مدرن (IMP) در آکادمی علوم چین (CAS) در تاریخ ۳ اکتبر در مجله Physical Review C منتشر شد.