科学家创造奇怪的南瓜形原子核:在450纳秒内衰变
新浪科技讯 北京时间4月8日消息,据国外媒体报道,近日,芬兰的物理学家创造了一个南瓜形状的原子核,它能以一种罕见的放射性衰变方式释放质子。
在质子发射的放射性元素中,镥-149原子核的半衰期最短。研究人员在3月16日的《物理评论快报》(Physical Review Letters)上撰文称,该原子核可以在短短450纳秒内就失去了一半的放射性(衰变为其他元素)。
镥(Lu)是一种稀土元素,在自然形态下是一种银色金属,原子序数为71。在稀土元素中,镥的丰度仅高于铥和放射性的钷,但仍比银常见得多。通常情况下,镥会与金属元素镱(Yb)一起出现在地壳中。镥-176是一种比较常见的放射性同位素(占所有镥同位素的2.5%),半衰期约为380亿年,可用于测量陨石的年龄。地球上的镥由镥-175和镥-176两种同位素组成,其中只有镥-175是稳定的。
20世纪80年代,科学家观察了镥的同位素镥-151的衰变,发现其会在基态时从原子核中释放出一个质子。基态是一个原子处于最低能级的状态,此时电子在离核最近的轨道上运动,这也是原子最稳定的构型。质子发射十分罕见,而镥-151是第一个被观测到在稳定基态衰变时发射质子的同位素。
研究质子衰变可以让研究人员窥视原子核的内部,了解质子和中子如何结合在一起。作为这项研究的一部分,于韦斯屈莱大学的物理学博士后研究者卡勒·奥兰宁及其创造了一种新的镥同位素——镥-149,它的原子核中有71个质子和78个中子。他们发现,镥-149比镥-151更加奇特。首先,镥-149的原子核不是一个整齐的球体,而是一个被压扁的椭球体,看起来有点像南瓜。这种现象被称为“扁圆畸变”,而镥-149是迄今为止测量到的畸变最严重的原子核。
镥-149的半衰期也明显短于镥-151的80.6毫秒。据报道,研究人员通过燃烧镍的同位素镍-58和钌的同位素钌-96来创造这种新的镥同位素。在研究中,镥-149衰变为镱148,而镱148本身也不会存在很长时间,其半衰期为250毫秒。研究人员表示,未来有可能创造出镥-148,其寿命可能比镥-149更长一些。(任天)
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文章转载自“地球知识局”作者:冷夜寒星校稿:辜汉膺/编辑:乃一姆2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱在内蒙古自治区额济纳旗东风着陆场成功着陆,航天员翟志刚、王亚平、叶光富安全顺利出舱,创造了中国航天员连续在轨飞行时长(183天)新纪录。诺哈网2023-05-25 18:42:050003