核物理的进步表明有可能发现稳定的超重元素

站长云网 2024-10-30 5iter.com 站长云网

研究人员找到了另一种生产超重元素livermorium原子的方法。这种新方法为创造另一种可能是迄今为止世界上最重的元素--120号元素提供了可能性。寻找新元素的目标是找到足够稳定的元素,使其能够在瞬息万变之后继续存在。在核物理中,有一个被称为"稳定岛"的概念--这是元素周期表上游的一个假设区域,在那里,尚未发现的超重元素有可能持续更长的时间,而不仅仅是几秒钟。科学家们正在努力探索原子核的稳定性能延伸多远。

PavelGolubev正在检查SHREC探测器。图片来源:DirkRudolph

在瑞典隆德大学研究人员领导的一项最新研究中,对一种新技术进行了测试,以观察原子核中含有116个质子的肝钼元素。这种方法取得了可喜的成果,标志着在制造120号元素的任务中向前迈出了关键的一步,120号元素将成为迄今发现的最重的元素。

参与这项研究的隆德大学研究员德克-鲁道夫(DirkRudolph)解释说:"实验开始仅仅八天,我们就能在探测器中记录到一个鉝核,这表明我们从一开始就选择了相当好的设定。"

超重元素背后的技术

简单地说,创造新的超重元素是一个纯粹的数学问题。你可以利用一种已知元素,然后向该元素发射离子束,通过核聚变反应过程获得质子数更多的原子核。

这项研究的研究人员使用了一束钛-50离子束(含有22个质子),它击中了一个钚-244靶件(含有94个质子)。结果产生了含有116个质子的"鉝"。

但实际上,这一过程极其复杂,因为在核聚变反应中产生的绝大多数超重元素都会立即分解。在这项研究中,我们花了大约5000000000000次尝试,才成功登记了一个鉝原子核。

实验活动在美国著名的伯克利实验室进行。对于德克-鲁道夫和他在隆德的同事们来说,能够受托为伯克利实验室的大量实验提供新的探测器系统,无疑是锦上添花。来自隆德的探测器被称为SHREC,它被装在研究人员的手提行李中空运到美国。探测器的核心是一个小盒子,里面装有14块定制的硅晶片。

对超重元素的研究首先需要一个加速器来传输强离子束,然后将其聚焦到一个靶上。目标由一薄层比铀重的元素组成。聚变反应过程中形成的产物经过有效分离后,可以在探测器系统中记录下来。

探测器的核心是一个装有14块定制硅晶片的小盒子。图片来源:德克-鲁道夫

隆德团队的探测器专家帕维尔-戈卢贝夫(PavelGolubev)说:"我非常自豪,我们从隆德带来SHREC后,它在实验装置中的表现就像时钟一样准时。"

实验将持续到今年下半年,之后研究人员计划开始尝试生产120号元素,这可能又需要数年时间。

编译自/SciTechDaily

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