Ученые впервые изучили новый изотоп самого редкого элемента в коре Земли
«Подобныеважны для понимания структуры атомных ядер и границ известной материи», — отмечает физик Хенна Кокконен из Университета Ювяскюля в Финляндии.
Астат очень радиоактивен и крайне нестабилен. Он встречается в природе только как своего рода ступенька, продукт распада более тяжелых элементов, которые, в свою очередь, быстро распадаются на более легкие элементы. Наиболее стабильным изотопом астата является астат-210, период полураспада которого составляет чуть более 8 часов; для сравнения, период полураспада большинства его изотопов составляет менее нескольких секунд.
Вот почему он так редок в природе: на нашей планете в каждый момент времени присутствует едва ли один грамм этого вещества. Астат формируется, снова испаряется, выбрасывая протоны и нейтроны, пока не зафиксируется в более стабильной форме, например, в форме висмута или радона. Поскольку он столь недолговечен, его свойства в значительной степени сформулированы путем умозаключений и до конца неизвестны.
Мы даже не знаем наверняка, галоген это или металлоид. Астат — довольно странный элемент, что ни говори. Но его изучение может помочь нам понять не только сам элемент, но и деформацию ядер разных изотопов, и радиоактивный распад.
Исследование было проведено с использованием устройства, называемого газонаполненным сепаратором отдачи, которое ранее использовалось для проведения экспериментов по термоядерному испарению. Это когда тяжелые ионы ускоряются в ядрах-мишенях, чтобы слиться с более тяжелыми элементами, которые затем распадаются посредством альфа-процесса, выбрасывая альфа-частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов (в основном гелий), пока они не стабилизируются.
Исследователи выстрелили стронцием-84 в атомы серебра-мишени и изучили полученные продукты распада. Они не искали астат-190 специально, однако в результате нашли именно его.
Раньше самым дефицитным по нейтронам изотопом известного нам элемента был астат-192. Исследователи проанализировали новое открытие и сравнили его с предсказаниями моделей атомной массы, чтобы увидеть, может ли оно рассказать нам что-нибудь новое об астате.
Похоже, модели вполне согласуются с тем, что мы знаем об этом элементе и альфа-распаде. Изотоп имеет период полураспада всего 1 миллисекунду и уровень энергии 7750 килоэлектронвольт, что вполне нормально. Распад тоже был беспрепятственным, энергетически; это просто означает, что это произошло немедленно, а не с задержкой, что может произойти с некоторыми радиоактивными изотопами тяжелых элементов.