科学家创造奇怪的南瓜形原子核:在450纳秒内衰变

科技 8个月前 社科兔
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科学家创造奇怪的南瓜形原子核:在450纳秒内衰变

  新浪科技讯 北京时间4月8日消息,据国外媒体报道,近日,芬兰的物理学家创造了一个南瓜形状的原子核,它能以一种罕见的放射性衰变方式释放质子。

  在质子发射的放射性元素中,镥-149原子核的半衰期最短。研究人员在3月16日的《物理评论快报》(Physical Review Letters)上撰文称,该原子核可以在短短450纳秒内就失去了一半的放射性(衰变为其他元素)。

  镥(Lu)是一种稀土元素,在自然形态下是一种银色金属,原子序数为71。在稀土元素中,镥的丰度仅高于铥和放射性的钷,但仍比银常见得多。通常情况下,镥会与金属元素镱(Yb)一起出现在地壳中。镥-176是一种比较常见的放射性同位素(占所有镥同位素的2.5%),半衰期约为380亿年,可用于测量陨石的年龄。地球上的镥由镥-175和镥-176两种同位素组成,其中只有镥-175是稳定的。

  20世纪80年代,科学家观察了镥的同位素镥-151的衰变,发现其会在基态时从原子核中释放出一个质子。基态是一个原子处于最低能级的状态,此时电子在离核最近的轨道上运动,这也是原子最稳定的构型。质子发射十分罕见,而镥-151是第一个被观测到在稳定基态衰变时发射质子的同位素。

  研究质子衰变可以让研究人员窥视原子核的内部,了解质子和中子如何结合在一起。作为这项研究的一部分,于韦斯屈莱大学的物理学博士后研究者卡勒·奥兰宁及其创造了一种新的镥同位素——镥-149,它的原子核中有71个质子和78个中子。他们发现,镥-149比镥-151更加奇特。首先,镥-149的原子核不是一个整齐的球体,而是一个被压扁的椭球体,看起来有点像南瓜。这种现象被称为“扁圆畸变”,而镥-149是迄今为止测量到的畸变最严重的原子核。

  镥-149的半衰期也明显短于镥-151的80.6毫秒。据报道,研究人员通过燃烧镍的同位素镍-58和钌的同位素钌-96来创造这种新的镥同位素。在研究中,镥-149衰变为镱148,而镱148本身也不会存在很长时间,其半衰期为250毫秒。研究人员表示,未来有可能创造出镥-148,其寿命可能比镥-149更长一些。(任天)

版权声明:社科兔 发表于 2022年4月8日 pm2:04。
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