اكتشف العلماء وأنتجوا نوعًا جديدًا من نظائر اليورانيوم

هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف نظير جديد غني بالنيوترونات لليورانيوم منذ عام 1979 ، وقد تم تحديده من قبل الباحثين في منظمة أبحاث التسريع عالية الطاقة الموجودة في اليابان. يعتبر اليورانيوم 241 عنصرًا شديد النشاط الإشعاعي يحتوي على 92 بروتونًا و 149 نيوترونًا ، ويُتوقع أن يكون له نصف عمر قصير يبلغ حوالي 40 دقيقة. 

اليورانيوم ، أحد أكثر العناصر المشعة ، هو عضو في سلسلة الأكتينيد ، والتي تشمل جميع العناصر ذات الأعداد الذرية بين 89 و 103. يُعرف اليورانيوم 241 بالنظير الغني بالنيوترونات لأنه يحتوي على نيوترونات أكثر من المعتاد لليورانيوم . النظائر . هذا الاكتشاف له آثار مهمة على دراسة الفيزياء النووية والفلكية ، بالإضافة إلى فهمنا لسلوك العناصر الثقيلة واستقرارها.

اكتشاف وإنشاء اليورانيوم 241

استخدم الباحثون تقنية تسمى النقل متعدد النوى لإنتاج اليورانيوم 241 عن طريق إطلاق اليورانيوم 238 على نوى البلاتين 198 باستخدام مسرع RIKEN الياباني . وقد لوحظت النوى الناتجة لتحديد كتلتها أثناء انتقالها لمسافة معينة عبر وسيط. أدت هذه العملية إلى إنشاء 18 نظيرًا جديدًا يتراوح بين 143 و 150 نيوترونًا.

يوضح اكتشاف اليورانيوم 241 قدرات مسرعات الجسيمات الحديثة والأساليب التجريبية في تطوير المعرفة العلمية والاستكشاف. يتيح اصطدام النوى الذرية بسرعات وطاقات عالية إمكانية إنشاء ودراسة النظائر قصيرة العمر والغريبة التي كانت في السابق غير قابلة للرصد ولا يمكن الحصول عليها.

اليورانيوم 241 وعمره النصفي

يعتبر اليورانيوم 241 شديد النشاط الإشعاعي ، لكن إنشائه بأعداد صغيرة جدًا يعني أنه من غير المحتمل أن يكون له تطبيقات عملية أو علمية مهمة. لم يتم قياس عمر النصف للنظير الجديد بعد ، لكن التنبؤات النظرية تشير إلى أنه قد يستمر حوالي 40 دقيقة فقط قبل أن يتحلل إلى عناصر أخرى. يشير عمر النصف إلى الوقت الذي يستغرقه تحلل نصف المادة. 

في حين أن اليورانيوم 241 قد لا يكون له استخدامات عملية أو تجارية فورية ، فإن اكتشافه يوفر المعرفة والتقنيات التي لها تطبيقات محتملة في تطوير مواد وتقنيات ومصادر طاقة جديدة. على سبيل المثال ، يمكن أن تؤدي القدرة على توليد نظائر جديدة وتحليلها إلى تحسين فهمنا لإدارة النفايات النووية ، والانتشار النووي ، والطب الشرعي النووي.

على الرغم من فائدته المحدودة ، فإن اكتشاف اليورانيوم 241 جدير بالملاحظة لأنه أول نظير جديد غني بالنيوترونات لليورانيوم يتم العثور عليه منذ أكثر من أربعة عقود. يعتزم الباحثون مواصلة دراسة النظائر التي قاموا بإنشائها لاكتساب مزيد من الأفكار حول سلوك العناصر الثقيلة. تم نشر النتائج في مجلة رسائل المراجعة الفيزيائية.

ملخص الدراسة:

تم تصنيع النظير الجديد 241U وتم إجراء قياسات كتلة ذرية منهجية لتسعة عشر نظيرًا غنيًا بالنيوترونات Pa-Pu في تفاعلات نقل متعددة النوى لنظام 238U + 198Pts في منشأة KISS. توضح النتائج التجريبية الحالية الدور الحاسم لتفاعلات النقل متعددة النوى للوصول إلى نظائر الأكتينيد غير المستكشفة الغنية بالنيوترونات باتجاه فجوة الغلاف N = 152 في هذه المنطقة من النويدات.