Ученые из Института современной физики Китайской академии наук вместе с коллегами впервые синтезировали новый изотоп — протактиний-210.

В нем меньше нейтронов, чем в любом другом известном изотопе этого элемента.

Результаты опубликовали в Nature Communications.

Ядро атома — это сложная система из протонов и нейтронов. Синтез новых изотопов помогает понять, какие комбинации частиц вообще возможны в природе. Теория предсказывает существование около 7000 изотопов, но пока открыли только 3300.

В области актиноидов с дефицитом нейтронов новые изотопы рождаются крайне редко, а их период полураспада — доли секунды. Это усложняет эксперименты, — поясняет Чжан Минмин, ведущий автор исследования.

Эксперимент провели на ускорителе CAFE2. Пучок ионов кальция-40 разогнали и направили на мишень из лютеция-175.

В результате реакции удалось получить протактиний-210 и изучить его свойства с помощью спектрометра SHANS2.

Несмотря на то что выход изотопа составил всего 7 пикобарн (это крайне мало), ученые зафиксировали 23 события распада.

Это доказывает, что наша установка способна работать с тяжелыми ядрами и открывает путь к синтезу новых элементов, — говорит профессор Ма Лун.

Польза исследования

• Расширение таблицы нуклидов — помогает уточнить модели строения ядра.
• Подход к «острову стабильности» — теоретической области сверхтяжелых элементов, которые могут жить дольше секунды.
• Технологии будущего — подобные эксперименты требуют сверхточных детекторов, которые потом применяют в медицине и материаловедении.

Но пока это чистая наука — практическое применение протактиния-210 вряд ли появится в ближайшие десятилетия.

Эксперимент подтвердил предсказания теории, но не принес сенсационных отклонений. Ученые просто продвинулись на шаг в уже известном направлении. Кроме того, метод синтеза через тяжелоионные реакции крайне затратен — один запуск ускорителя стоит сотни тысяч долларов.

Ранее ученые синтезировали новый изотоп плутония.