Naukowcy z Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) odkryli nowy izotop mendelewu (Md). 244Mendlew to 17. i najlżejszy znany izotop tego sztucznie otrzymanego pierwiastka. Mendelew został po raz pierwszy uzyskany w 1955 roku właśnie w Berkeley Lab. To jeden z 16 pierwiastków, który odkryli lub pomogli odkryć naukowcy z LBNL.

Md-244 uzyskano w uruchomionym przed 3 laty 88-calowym cyklotronie. To rodzaj akceleratora, który został w 1930 roku opracowany przez Ernesta O. Lawrence’a, od którego nazwiska pochodzi nazwa laboratorium.

Uczeni z Berkeley Lab odkryli 12 z 17 izotopów mendelewu. W sumie laboratorium ma na swoim koncie odkrycie 640 izotopów, czyli około 20% ze wszystkich – 3308 – znanych izotopów. Żadna inna instytucja naukowa nie może pochwalić się takim osiągnięciem. 244Md to pierwszy izotop odkryty w LBNL od 2010 roku.

Odkrycie nowego izotopu mendelewu nie było proste, gdyż wszystkie sąsiadujące z nim izotopy mają bardzo podobny sposób rozpadu, mówi Jennifer Pore, która stała na czele zespołu badawczego. W ramach badań jej zespół dokonał szczegółowych pomiarów właściwości 10 atomów 244Md. Wyniki ich pracy ukazały się na łamach Physical Review Letters.

Każdy z izotopów ma unikatową kombinację protonów i neutronów. Gdy odkrywamy nowy izotop wiemy, że taka kombinacja nigdy wcześniej nie była obserwowana. Badania izotopów prowadzą nas do lepszego zrozumienia natury materii, wyjaśnia Pore.

Naukowcy zdobyli dowody, że 244Md może rozpadać się na dwa różne sposoby, co prowadzi do różnego okresu półżycia wynoszącego 0,4 oraz 6 sekund.

Badając mendelew naukowcy dokonali też dodatkowego odkrycia. Jako pierwsi zdobyli dowody na rozpad alfa berkelu-236, który zmienia się w ameryk-232.

Kluczowym elementem, dzięki któremu odkryto 244Md był wspomniany już 88-inch Cyclotron, którego centralny element stanowi FIONA (For the Identification Of Nuclide A).

Michael Thoennessen z Michigan State University, który zarządza listą izotopów zauważa, że w ostatnich latach nowe izotopy są odkrywane rzadziej niż wcześniej. Nowe izotopy odkrywane są cyklicznie, a odkrycia zależą od pojawiania się nowych akceleratorów i postępach w rozwoju sprzętu do prowadzenia eksperymentów. Naukowiec mówi, że to takie urządzenia jak FIONA czy FRIB (Facility for Rare Isotope Beams) budowany właśnie na Michigan State University, mają unikatowe właściwości i olbrzymi potencjał dokonania nowych odkryć.

Zespół Pore, chcąc upewnić się, że FIONA pracuje bez zarzutu, najpierw przeprowadził w cyklotronie szczegółowe analizy rozpadu innych izotopów mendelewu, w tym 247Md, 246Md i 245Md. Uzyskane wyniki były zgodne z tym, co o izotopach tych wiedziano wcześniej. Gdy już zyskaliśmy pewność, że instrument dobrze wyznaczył właściwości tych izotopów, przystąpiliśmy do eksperymentów mających na celu okrycie nieznanego dotychczas izotopu 244Md, mówi Pore.

Nowy izotop mendelewu uzyskano kierując wiązkę zawierającą argon-40 na cienką folię z bizmutu-209. Uczeni mieli nadzieję, że dojdzie do bezpośredniego zderzenia i połączenia obu izotopów, w wyniku czego powstanie 244Md, a oni zdążą zbadać jego właściwości, zanim ulegnie on rozpadowi. Eksperyment zakończył się sukcesem dzięki temu, że w skład cyklotronu, obok FIONA, wchodzi też Berkeley Gas-Filled Separator. Urządzenie to oddziela poszukiwane atomy od reszty, umożliwiając szybkie zbadanie ich właściwości.

Teraz, gdy FIONA sprawdziła się w roli wykrywacza nowych izotopów, Pore już planuje prace nad odkryciem innych nieznanych jeszcze izotopów.

 

 

 

Źródło: Berkeley Lab
5 1 vote
Article Rating