Ein Forschungsteam unter der Leitung von Forschern des Instituts für Moderne Physik (IMP) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) hat ein neues Plutoniumisotop, Plutonium-227, synthetisiert. Ihr Studium ist veröffentlicht In Körperliche Überprüfung C.
Die magischen Zahlen von Protonen und Neutronen, wie 2, 8, 20, 28, 50, 82 oder 126, hängen mit Schalenschlüssen zusammen. In früheren Studien haben systematische Analysen eine anhaltende Schwächung des Neutronenschalenschlusses 126 bis zum Uran gezeigt, was es spannend macht, weiter zu untersuchen, ob der Schalenschluss im Transuranbereich nachlassen würde.
„Wir haben das Vorhandensein des Schalenschlusses bei Neptuniumisotopen durch eine Reihe von Experimenten entdeckt. Aufgrund des Fehlens experimenteller Daten bleibt die Robustheit dieses Schalenschlusses bei Plutoniumisotopen jedoch unbekannt“, sagte Prof. Gan Zaiguo vom IMP.
Um die unbekannten Plutoniumisotope zu untersuchen, führten die Forscher des IMP und ihre Mitarbeiter ein Experiment am gasgefüllten Rückstoßabscheider, Spectrometer for Heavy Atoms and Nuclear Structure, an der Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL) in China durch.
Mithilfe der Fusionsverdampfungsreaktion synthetisierten die Forscher erstmals Plutonium-227, ein sehr neutronenarmes Plutoniumisotop. Plutonium-227 ist das 39. neue Isotop, das vom IMP entdeckt wurde, und es ist auch das erste Plutoniumisotop, das von chinesischen Wissenschaftlern entdeckt wurde.
Aus den neun beobachteten Zerfallsketten maßen die Forscher dann die 𝛼-Teilchenenergie und die Halbwertszeit von Plutonium-227 mit etwa 8191 keV bzw. 0,78 s. Die Daten passen recht gut in die Systematik bekannter Plutoniumisotope.
Das Forschungsteam plant, weitere Plutoniumisotope zu untersuchen, um ein tieferes Verständnis der Schalenentwicklung von Plutonium zu erlangen.
„Das neu entdeckte Plutonium-227 ist noch sieben Neutronen von der magischen Zahl 126 entfernt. Um die Robustheit des Schalenschlusses bei Plutonium zu untersuchen, ist es notwendig, die Erforschung noch leichterer Plutoniumisotope, einschließlich Plutonium-221 bis Plutonium-226, fortzusetzen.“ „, sagte Dr. Yang Huabin vom IMP, der Erstautor dieser Studie.
Weitere Informationen:
HB Yang et al, α-Zerfall des neuen Isotops Pu227, Körperliche Überprüfung C (2024). DOI: 10.1103/PhysRevC.110.044302