مسیر تازه‌ای از فروپاشی اتم تکنسیوم-۹۸ کشف شد!

به گزارش مجله خبری نگار/برنا،برای نخستین‌بار گروهی از پژوهشگران دانشگاه کلن موفق شدند نوعی فروپاشی اتمی به‌نام واپاشی از طریق جذب الکترون را در ایزوتوپ تکنسیوم-۹۸ مشاهده کنند. در این فرآیند هسته اتم یکی از الکترون‌های پوسته درونی خود را به دام می‌اندازد و این الکترون با یک پروتون درون هسته ترکیب شده و نوترون جدیدی را تشکیل می‌دهد؛ در نتیجه، عنصر اولیه به عنصر دیگری تبدیل می‌شود.

به این ترتیب گروه تحقیقاتی بخش شیمی هسته‌ای دانشگاه کلن، فرضیه‌ای را که دهه‌ها پیش به‌صورت نظری مطرح شده بود، برای نخستین‌بار به‌طور تجربی تایید کرد.

به گزارش برنا، نتایج این پژوهش در مجله Physical Review C و با عنوان Electron-capture decay of ۹۸ Tc منتشر شده است و به درک دقیق‌تر از فرآیند‌های واپاشی تکنسیوم و گسترش نقشه هسته‌ای عناصر یا همان جدول تناوبی هسته‌ای کمک می‌کند.

از دهه ۱۹۹۰ میلادی دانشمندان احتمال می‌دادند که ایزوتوپ تکنسیوم-۹۸ بتواند از طریق جذب الکترون دچار فروپاشی شود، اما به دلیل کمیابی شدید این ایزوتوپ، هیچ مدرک تجربی برای اثبات آن وجود نداشت. در پژوهش جدید، تیم دانشگاه کلن از حدود سه گرم تکنسیوم-۹۹ استفاده کرد که در آن تنها رد‌هایی بسیار ناچیز (حدود ۰٫۰۶ میکروگرم) از ایزوتوپ نادر تکنسیوم-۹۸ وجود داشت.

در ایستگاه اندازه‌گیری Clover وابسته به مؤسسه فیزیک هسته‌ای، که تابش گامای ویژه ایزوتوپ‌ها را ثبت می‌کند، طی ۱۷ روز نزدیک به ۴۰ هزار واپاشی جذب الکترونی ثبت شد. این موفقیت با استفاده از حفاظ‌های سربی ویژه‌ای ممکن شد که تابش پس‌زمینه‌ی شدید ناشی از تکنسیوم-۹۹ را تقریبا به‌طور کامل مهار می‌کرد. در نتیجه، پژوهشگران توانستند برای نخستین‌بار سیگنال بسیار نادر تکنسیوم-۹۸ را به‌طور شفاف و قطعی مشاهده کنند.

اندازه‌گیری‌ها نشان داد که تکنسیوم-۹۸ عمدتا به ایزوتوپ رادیواکتیو روتنیوم-۹۸ تبدیل می‌شود، اما در حدود ۰٫۳ درصد موارد نیز از طریق جذب الکترون به مولیبدن-۹۸ دگرگون می‌گردد.

اریک اشتروب، سرپرست گروه پژوهشی از دانشکده شیمی دانشگاه کلن در این‌باره گفت: این یافته در ظاهر کوچک است، اما نقش بزرگی در درک ما از فیزیک هسته‌ای دارد. چنین شواهد دقیقی به ما کمک می‌کند تا پایداری و ساختار هسته‌های اتمی را بهتر بشناسیم و جدول هسته‌ای ایزوتوپ‌ها را گام‌به‌گام کامل‌تر کنیم.

به گفته پژوهشگران این مطالعه نه‌تنها درک بنیادی از فرآیند‌های واپاشی هسته‌ای را گسترش می‌دهد، بلکه مسیر پژوهش‌های بعدی را برای بررسی پدیده‌های مشابه در ایزوتوپ‌های مجاور هموار می‌کند. آنان امیدوارند با مطالعه‌ی واپاشی‌های نادر دیگر بتوانند الگو‌های منظم‌تری را در ساختار هسته‌ها آشکار سازند.

در نسخه بعدی نقشه هسته‌ای ایزوتوپ‌ها، گوشه‌ای تازه و قرمز رنگ به خانه مربوط به تکنسیوم-۹۸ افزوده خواهد شد؛ نشانه‌ای از مسیری تازه کشف‌شده در واپاشی این عنصر که پس از دهه‌ها انتظار سرانجام اثبات شد.