190-Astat: Forscher stellen ein bisher unbekanntes Isotop her
Es soll davon in der Erdkruste nicht mehr als einen Esslöffel voll geben: Astat. Bei einem Experiment im Beschleunigerlabor der Universität Jyväskylä, Finnland, ist es nun gelungen, "einen bisher unbekannten Atomkern, 190-Astat, herzustellen, der aus 85 Protonen und 105 Neutronen besteht" , wie das Forscherteam in einer Mitteilung schreibt(öffnet im neuen Fenster) . Astat ist ein schnell zerfallendes und daher seltenes Element.
Das neue Isotop wurde durch Verschmelzung von 84Sr-Strahlenteilchen mit einem Atom aus einem Festkörper (Targetatom) – in diesem Fall ein Silberatom – erzeugt. Mit Hilfe der Detektoren des Ritu-Rückstoßseparators(öffnet im neuen Fenster) wurde es unter den Produkten entdeckt. Nach Fusionsverdampfungsreaktionen werden mit dem Rückstoßseparator bevorzugt rückstoßende Kerne aus den primären strahlähnlichen Produkten selektiert. Die neuen Kerne zerfallen dann durch Alphazerfall in stabilere Isotope.
Zerfall des Atomkerns
Beim Alphazerfall(öffnet im neuen Fenster) handelt es sich um eine Art von radioaktiven Zerfall, der bei instabilen Nukliden (Atomkern, der durch eine bestimmte Anzahl von Protonen und Neutronen gekennzeichnet ist) auftritt. Die Kernkräfte können die abstoßenden Kräfte der Protonen untereinander nicht vollständig aufheben, weshalb der Kern das Bestreben hat, in einen stabileren Zustand überzugehen.
Im Atomkern formt sich deswegen ein Helium-4-Atomkern, also ein Alphateilchen. Zwar kann dieses Teilchen das Potenzial der starken Wechselwirkung nicht überwinden, verlässt den Mutterkern aber dennoch dank des Tunneleffekts. Selbst bei tieferen Temperaturen werden die Alphateilchen beschleunigt. Es kommt zum Zerfall des Atomkerns.
"Die Untersuchung neuer Kerne ist wichtig für das Verständnis der Struktur von Atomkernen und der Grenzen der bekannten Materie" , erklärte Henna Kokkonen, Doktorandin am Fachbereich Physik der Universität Jyväskylä.
Zur Studie
Die Studie wurde am 20. Juni 2023 im Fachmagazin Physical Review C publiziert und heißt Properties of the new α-decaying isotope At190(öffnet im neuen Fenster) (Eigenschaften des neuen α-abklingenden Isotops At190). Die Studie war Teil der Masterarbeit von Kokkonen.
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