Heavy Ion Research Facility. Kredit: Chinese Academy of Sciences.

Svět izotopů je pozoruhodný, divoký a stále dost tajemný. Čínští odborníci nedávno vytvořili nový, doposud neznámý izotop uranu. Uran-214 je zatím nejlehčím izotopem tohoto prvku. Objev nového izotopu je fascinující sám o sobě, a také může přispět k prohloubení znalostí o stále poměrně záhadných alfa částicích.

Izotop uran-214 má o 30 neutronů více než protonů. Celkem obsahuje 122 neutronů. Má o jeden neutron méně než předešlý držitel titulu Nejlehčí izotop uranu. Zároveň má podstatně méně neutronů než běžné izotopu uranu. Ve srovnání se slavným uranem-235 má uran-214 o 51 neutronů méně. Neutrony mají určitou hmotnost, takže uran-214 je podstatně lehčí než běžné izotopy tohoto prvku.

Alfa rozpad. Kredit: Inductiveload / Wikimedia Commons. Veřejná doména.

Nový izotop uran-214 není jen lehčí než jiné izotopy uranu. Jeho další zvláštností je specifické chování při radioaktivním rozpadu, které nám může poodhalit proces alfa rozpadu. Při tomto rozpadu se z jádra atomu uvolní alfa částice, kterou tvoří dva protony a dva neutrony. Alfa rozpad známe už déle než sto let. Přitom stále nevíme, jak vlastně alfa částice vznikají.

Vysoce obohacený uran. Kredit: US DoE / Wikimedia Commons. Veřejná doména.

Objev nového izotopu si připsal čínský tým z Heavy Ion Research Facility (HIRFL) v Lan-čou. Použili zařízení Spectrometer for Heavy Atoms and Nuclear Structure (SHANS), v němž do terčíku wolframu pálili svazkem atomů argonu. Nově vytvořený izotop uran-214 má poločas rozpadu polovinu milisekundy. Oproti tomu poločas rozpadu nejběžnějšího izotopu uran-238 je asi 4,5 miliardy let, což zhruba odpovídá stáří Země.

Detailní analýzy rozpadu uranu-214 ukázaly, že protony a neutrony ve vzniklých alfa částicích navzájem interagují mnohem silněji než v případě jiných izotopů či prvků s podobným počtem protonů a neutronů. Podle autorů studie je to zřejmě důsledek specifického počtu neutronů v uranu-214. Číslo 122 je totiž blízko „magickému počtu neutronů“. Ten se rovná 126 a představuje obzvláště stabilní konfiguraci neutronů, která je vhodná pro výzkum.

Literatura

Live Science 3. 5. 2021.

Physical Review Letters 126: 152502.