کشف گونه‌ای جدید از ایزوتوپ بسیار رادیواکتیو اورانیوم

اورانیوم-۲۴۱ یک عنصر بسیار پرتوزا با ۹۲ پروتون و ۱۴۹ نوترون است. این اولین بار است که یک ایزوتوپ جدید غنی از نوترون اورانیوم از سال ۱۹۷۹ تاکنون کشف شده است. این ایزوتوپ توسط محققان سازمان تحقیقات شتاب‌دهنده انرژی بالا واقع در ژاپن شناسایی شد. اورانیوم-۲۴۱ یک عنصر بسیار رادیواکتیو با ۹۲ پروتون و ۱۴۹ نوترون است و پیش‌بینی می‌شود نیمه عمر کوتاهی در حدود ۴۰ دقیقه داشته باشد.

ایزوتوپ اتم‌های یک عنصر مشخص هستند که عدد اتمی یکسان و عدد جرمی متفاوتی دارند. عدد اتمی بیانگر تعداد پروتون‌های هسته اتم است بنابراین ایزوتوپ‌های یک عنصر، تعداد پروتون‌های مساوی دارند و اختلاف در عدد جرمی آنها از اختلاف در تعداد نوترون‌های موجود در هسته آنها ناشی می‌شود.

اورانیوم، یکی از پرتوزاترین عناصر دسته‌ی اکتینیدها است که شامل تمام عناصر با اعداد اتمی بین ۸۹ تا ۱۰۳ می‌شود. اورانیوم ۲۴۱ به عنوان یک ایزوتوپ غنی از نوترون شناخته می‌شود زیرا میزان نوترون‌های آن از میزان معمول ایزوتوپ اورانیوم بیشتر است. این کشف پیامدهای قابل توجهی برای مطالعه عناصر هسته‌ای و اخترفیزیک و همچنین درک ما از رفتار و پایداری این عناصر سنگین دارد.

کشف و ایجاد اورانیوم ۲۴۱

محققان از روشی به نام انتقال چند هسته‌ای برای ایجاد اورانیوم-۲۴۱ با شلیک اورانیوم-۲۳۸ به هسته‌های پلاتین-۱۹۸ با استفاده از شتاب دهنده RIKEN ژاپن استفاده کردند. هسته‌های به دست آمده برای تعیین جرم بررسی شدند. این فرآیند منجر به ایجاد ۱۸ ایزوتوپ جدید با ۱۴۳ تا ۱۵۰ نوترون شد.

کشف اورانیوم-۲۴۱ توانایی شتاب دهنده‌های ذرات جدید و روش‌های آزمایشی را در پیشبرد دانش و اکتشاف علمی نشان می‌دهد. برخورد هسته‌های اتم در سرعت‌ و انرژی‌ بالا، امکان ایجاد و مطالعه ایزوتوپ‌هایی با عمر کوتاه و متفاوت را که پیش از این غیرقابل مشاهده و دستیابی بودند، فراهم می‌کند.

اورانیوم ۲۴۱ و نیمه عمر آن

اورانیوم-۲۴۱ بسیار رادیواکتیو است، اما ایجاد آن در تعداد بسیار کم به این معنی است که احتمالا کاربردهای عملی قابل توجهی نخواهد داشت. نیمه‌ی عمر این ایزوتوپ جدید هنوز اندازه‌گیری نشده است، اما پیش‌بینی‌های نظری نشان می‌دهد که ممکن است تنها حدود ۴۰ دقیقه طول بکشد تا این ایزوتوپ به عناصر دیگر تجزیه شود. نیمه عمر به زمان صرف شده برای از بین رفتن نیمی از عنصر گفته می‌شود.

اگرچه ممکن است اورانیوم-۲۴۱ در حال حاضر و به سرعت کاربردهای عملی یا تجاری نداشته باشد اما کشف آن دانش و روش‌هایی را فراهم می‌کند که کاربردهای بالقوه‌ای در توسعه مواد، فناوری‌ها و منابع انرژی جدید دارند. به عنوان مثال، توانایی تولید و تجزیه و تحلیل ایزوتوپ‌های جدید می‌تواند درک ما از مدیریت زباله‌های هسته‌ای، تکثیر هسته‌ای و پزشکی هسته‌ای بهبود بخشد.

به رغم کاربرد محدود، کشف اورانیوم-۲۴۱ قابل توجه است، زیرا این اولین ایزوتوپ غنی از نوترون اورانیوم است که در بیش از چهار دهه گذشته کشف شده است. محققان قصد دارند به مطالعه ایزوتوپ‌هایی که ایجاد کرده‌اند ادامه دهند تا درک بیشتری در مورد رفتار این عناصر سنگین به دست آورند. نتایج این پژوهش در مجله Physical Review Lets منتشر شده است.

۵۸۵۸