FRIBがプラチナの破片から5つの新しい同位体を発見 – Physics World

米国の物理学者は、重イオンを衝突させることにより、これまで見たことのない 5 つの核同位体を作成しました。によって導かれて オレグ・タラソフ ミシガン州立大学の研究チームは、プラチナ 198 の断片化によって生成された破片内の核を特定しました。

物理学者には 300 近くの天然同位体が知られており、そのうち約 250 が安定です。研究者らはまた、ミシガン州立大学の加速器施設である希少同位体ビーム施設（FRIB）などの研究室で、約3000個の短寿命同位体を作成した。

短寿命同位体は、超新星や中性子星の合体などの激しい天体物理現象でも自然に発生します。これらの事象では、これらの同位体の一部が、金などの重元素を製造する急速中性子捕獲プロセス (r プロセス) に関与していると考えられています。

微小な部分

「自然の同位体の数は、考えられる同位体のほんの一部であり、核反応が活発な極端な天体物理環境に存在する数のほんの一部です」とタラソフ氏は説明する。 「基本的な疑問は、陽子と中性子のどのような組み合わせが原子核や希少同位体を形成できるのかということです。」

この疑問に答えることが、最大 200 MeV のエネルギーで重イオンビームをターゲットに衝突させて同位体を生成する FRIB の XNUMX つの目標です。最近のビーム出力の増加のおかげで、この施設は現在、核図上の未踏の領域にある重中性子豊富な同位体への前例のないアクセスを提供する準備が整っています。

タラソフ氏のチームにとって、特に関心のある領域の 208 つは、鉛 XNUMX よりわずかに軽い同位体を含んでいます。これまで、これらの核は、実験での生産収率が低く、異なる核を区別することが難しいため、研究が困難であることが判明しています。

発射体の断片化

FRIBでは、「陽子よりもはるかに多くの中性子を含む重い同位体は、白金の天然同位体などの重い安定したビームが光の半分の速度で炭素ターゲットに衝突する発射体の断片化によって生成できます」とタラソフ氏は説明する。

新しい同位体を見つけるために、研究者らは 2 つの課題に直面しました。それは、破片に含まれるさまざまな同位体に従って破片を分類することと、各同位体を明確に識別することです。これらの課題は、FRIB の高度希少同位体分離装置 (ARIS) を使用して克服されました。

全体として、チームの断片化実験により、これまで観察されたことのない元素ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムの 5 つの異なる同位体が得られました。

「これらの同位体の同定に成功したことは、ARIS フラグメント分離装置の高分解能能力と、特にビーム強度が増加するにつれて、周期表の高 Z 領域における将来の発見の可能性を示しています」とタラソフ氏は述べています。

研究チームは、その結果が断片化実験のエキサイティングな新時代の始まりに過ぎないと確信しています。 「これはFRIBの運用開始から1年も経たないうちに達成されたもので、鉛やウランの破砕を使って同様の測定を行う際に大きな科学的可能性が期待できる」とタラソフ氏は続ける。

今後の実験では、タラソフ氏らは126個の中性子を含む原子核の生成を目指す予定だ。これは「魔法の数」であり、これらの原子核は核図上で隣の原子核よりも安定していると予想されます。このため、天体物理学者にとって r 過程の研究における重要なターゲットとなっています。したがって、将来の研究により、鉄より重い宇宙の全元素の約半分の起源がよりよく理解できるようになるかもしれません。

研究はで説明されています Physical Review Lettersに.

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• 情報源： https://physicsworld.com/a/frib-finds-five-new-isotopes-in-platinum-fragments/