Gezegenimizin kabuğundaki en nadir elementin yepyeni bir izotopunu tanımladık.

85 proton ve 105 nötron içeren 190astatin, astatinin şimdiye kadar keşfedilen en hafif izotopudur ve fizikçilerin alfa bozunumu sürecini, atom çekirdeğinin yapısını ve sınırlarını daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.

Finlandiya'daki Jyväskylä Üniversitesi'nden fizikçi Henna Kokkonen, "Yeni çekirdeklerle ilgili çalışmalar, atom çekirdeğinin yapısını ve bilinen maddenin sınırlarını anlamak için önemli" diyor.

Astatin yüksek derecede radyoaktif ve son derece kararsızdır. Doğada yalnızca bir tür atlama taşı olarak, daha ağır elementlerin bozunmasının bir ürünü olarak ortaya çıkar ve bu da hızla daha hafif elementlere bozunur. Astatinin en kararlı izotopu, 8 saatin biraz üzerinde bir yarı ömre sahip olan 210astatindir; izotoplarının çoğunun yarı ömrü birkaç saniyeden azdır.

Doğada bu kadar nadir bulunmasının nedeni de budur; gezegenimizde tek bir anda ancak bir gramı bulunabilmektedir. Oluşur, bizmut veya radon gibi kararlı bir element haline gelene kadar proton ve nötronlar fırlatarak tekrar uzaklaşır. Çok kısa ömürlü olduğundan, özellikleri büyük ölçüde çıkarım yoluyla elde edilir ve kesin olarak bilinmez.

Halojen mi yoksa metaloid mi olduğunu bile kesin olarak bilmiyoruz. Oldukça tuhaf bir elementtir, bu konuda şüphe yok. Ancak onu incelemek sadece elementin kendisini değil, farklı izotopların çekirdeklerinin deformasyonunu ve radyoaktif bozunmayı anlamamıza yardımcı olabilir.

Araştırma, füzyon-buharlaşma deneylerini yürütmek için kullanılan gaz dolu geri tepme ayırıcısı adı verilen bir aparat kullanılarak gerçekleştirildi. Bu, ağır iyonların hedef çekirdeklere doğru hızlandırılarak daha ağır elementlere dönüşmesi ve ardından alfa süreciyle bozunarak iki proton ve iki nötrondan (temelde helyum) oluşan alfa parçacıklarını stabilize olana kadar fırlatmasıdır.

Araştırmacılar 84stronsiyumu hedef gümüş atomlarına ateşlediler ve ortaya çıkan bozunma ürünlerini incelediler. Aradıkları 190astatin değildi ama buldukları 190astatin oldu.

Kokkonen, "Tezimde, aralarında yeni izotopun da bulunduğu deneysel verileri analiz ettim," diye açıklıyor.

Daha önce, bildiğimiz elementin en nötron eksikliği olan izotopu 192astatin idi. Araştırmacılar yeni keşfi analiz ettiler ve bize astatin hakkında yeni bir şey söyleyip söyleyemeyeceğini görmek için atomik kütle modellerinin tahminleriyle karşılaştırdılar.

Element ve alfa bozunumu hakkında bildiklerimizle oldukça tutarlı görünüyor. İzotopun yarı ömrü sadece 1 milisaniye ve enerji seviyesi 7,750 kiloelektronvolt, ki bu oldukça normal. Bozunma enerjik olarak da engellenmemiştir; bu sadece ağır elementlerin bazı radyoaktif izotoplarında meydana gelebilen gecikmeli değil, ani olduğu anlamına gelir.

Kokkonen, "Tez sürecim ve yaz stajlarım sırasında Nükleer Spektroskopi grubunun çalışmalarını tanıdım," diyor. "Şimdi doktora dereceme doğru grupta çalışmaktan çok mutluyum."

Kaynak: https://www.sciencealert.com/