اكتشف علماء أول نظير ”غني بالنيوترونات“ لليورانيوم منذ عام 1979
اكتشف علماء وصنّعوا نظيراً جديداً تماماً لعنصر اليورانيوم Uranium العالي النشاط الإشعاعي، لكنه قد يبقى لمدة 40 دقيقة فقط قبل أن يتحلل إلى عناصر أخرى. يحتوي النظير الجديد، وهو اليورانيوم 241، على 92 بروتوناً و149 نيوتروناً. في حين أن ذرات أي عنصر بعينه تمتلك دائماً العدد نفسه من البروتونات، فإن النظائر Isotopes، أو الصيغ، المختلفة من تلك العناصر قد تحتوي أنويتها على أعداد مختلفة من النيوترونات Neutrons. لاعتبار النظير غنياً بالنيوترونات، يجب أن يحتوي على نيوترونات أكثر من المعتاد في هذا العنصر.
تحتوي ذرة اليورانيوم
على 92 بروتوناً
و92 إلكتروناً
النووية Wako Nuclear Science Center(اختصاراً: المنظمة WNSC) في اليابان: ”هذا هو أول اكتشاف جديد لنظير غني بالنيوترونات لليورانيوم منذ أكثر من 40 سنة“.
تكون النظائر مستقرة، بمعنى أنها تحافظ على تكوينها الذري، أو غير مستقرة، مما يعني أنها تتحلل وتتحلل إلى عناصر أخرى باكتساب البروتونات أو التخلص منها. تُقاس معدلات الانحلال Decay rates بعمر نصف Half-life النظير، أو الوقت الذي يستغرقه نصف المادة ليتحلل إلى عناصر أخرى. بعد انقضاء عمري النصف، يتبقى ربع المادة. وبعد ،3 يتبقى الثُمن، وهكذا.
لم يقس الفريق بعد عمر نصف اليورانيوم 241، لكن التقديرات النظرية تشير إلى أنه يبلغ نحو 40 دقيقة، وهي فترة قصيرة إلى حد ما كعمر نصفي. فمثلاً، عمر نصف الكربون 14 هو 5,730 سنة، وعمر نصف النظير غير المستقر جداً، التكنيشيوم- 99 م Technetium-99m، هو 6 ساعات، وعمر نصف الفرانسيوم 223 Francium-223 هو 22 دقيقة. يبلغ عمر نصف أسرع نظير منحل، وهو الهيدروجين 7، نحو 10-23 ثانية فقط.
أنتج نيواسي وزملاؤه اليورانيوم 241 بإطلاق عينة من اليورانيوم 238 على أنوية البلاتين 198. وبعد ذلك تبادل النظيران النيوترونات والبروتونات في ظاهرة تسمى ”النقل المتعدد الأنوية“ Multinucleon transfer. قاس الفريق بعد ذلك كتلة النظائر الناتجة برصد الزمن الذي استغرقته الأنوية الناتجة لقطع مسافة محددة عبر وسط معين. أنتجت التجربة أيضاً 18 نظيراً جديداً، تحتوي جميعها على ما بين 143 و 150 نيوتروناً.
ربما لا يكون لليورانيوم 241 كثير من التطبيقات العملية أو العلمية المفيدة، حيث يُنشاً النظير بأعداد ضئيلة جداً.
بقلم: روبرت ليا
