Физики впервые подробно "рассмотрели" форму ядер редких радиоактивных элементов
Полученные результаты помогут уточнить теоретические модели строения атомов и ядер. Это, в свою очередь, упростит поиск новых элементов и изотопов в будущих экспериментах.
МОСКВА, 16 апреля. /Новости науки/. Исследователи разработали новый лазерный метод, который позволяет за считаные секунды изучать свойства очень редких и нестабильных радиоактивных атомов. С его помощью ученые смогли получить первое качественное описание ядер нептуния и фермия и выяснили, что по форме они напоминают мячи для регби. Об этом сообщается в материалах Университета Гётеборга.
Речь идет об актинидах — группе тяжелых элементов в нижней части таблицы Менделеева. Многие из них радиоактивны, существуют очень недолго и распадаются буквально за секунды. Из 14 элементов этой группы только четыре встречаются в природе, а остальные приходится получать искусственно, например в ускорителях частиц, причем в очень малых количествах.
Именно поэтому исследовать такие элементы особенно трудно. Однако интерес к ним очень велик: они важны и для фундаментальной физики, и для ядерной энергетики, и для медицины.
«Эти элементы трудно изучать, потому что они нестабильны и существуют в крайне малых количествах и очень короткое время. В то же время они могут быть очень полезны для нас. Поэтому важно узнать больше об атомных ядрах актинидов и их свойствах», — пояснила аспирантка факультета физики Университета Гётеборга Митци Уркиса.
Для решения этой задачи европейская исследовательская сеть, финансируемая ЕС, объединила 15 ученых из университетов, научных центров и промышленных партнеров. Вместе они создали новый способ спектроскопии на основе импульсного лазера с оптическим параметрическим генератором.
Эта система важна тем, что позволяет получать такие длины волн и цвета света, которые обычные лазеры воспроизводят недостаточно точно или недостаточно мощно. Импульсы направляют на атомы и измеряют, какие длины волн они поглощают. Даже очень небольшие изменения в этих значениях дают информацию о размере и форме атомного ядра.
Именно таким способом ученые и смогли определить форму ядер нептуния и фермия.
«Благодаря нашему новому методу я смогла получить первое высококачественное описание атомных ядер фермия и нептуния. Их ядра имеют форму мяча для регби. Измерения пришлось проводить на нескольких разных установках в Европе, потому что каждая из них обладала своим уникальным оборудованием, необходимым для исследования», — сказала Уркиса.
Полученные результаты помогут уточнить теоретические модели строения атомов и ядер. Это, в свою очередь, упростит поиск новых элементов и изотопов в будущих экспериментах.
Кроме того, исследователи отмечают и возможную прикладную пользу. Нептуний играет роль в ядерном топливном цикле, и лучшее понимание его свойств может со временем помочь в разработке методов уменьшения ядерных отходов. Также такие исследования могут быть полезны для получения радиоизотопов, которые применяются в онкологии.
Новый метод описан в диссертационной работе Митци Уркисы, посвященной использованию оптических параметрических генераторов для спектроскопии актинидов.
Речь идет об актинидах — группе тяжелых элементов в нижней части таблицы Менделеева. Многие из них радиоактивны, существуют очень недолго и распадаются буквально за секунды. Из 14 элементов этой группы только четыре встречаются в природе, а остальные приходится получать искусственно, например в ускорителях частиц, причем в очень малых количествах.
Именно поэтому исследовать такие элементы особенно трудно. Однако интерес к ним очень велик: они важны и для фундаментальной физики, и для ядерной энергетики, и для медицины.
«Эти элементы трудно изучать, потому что они нестабильны и существуют в крайне малых количествах и очень короткое время. В то же время они могут быть очень полезны для нас. Поэтому важно узнать больше об атомных ядрах актинидов и их свойствах», — пояснила аспирантка факультета физики Университета Гётеборга Митци Уркиса.
Для решения этой задачи европейская исследовательская сеть, финансируемая ЕС, объединила 15 ученых из университетов, научных центров и промышленных партнеров. Вместе они создали новый способ спектроскопии на основе импульсного лазера с оптическим параметрическим генератором.
Эта система важна тем, что позволяет получать такие длины волн и цвета света, которые обычные лазеры воспроизводят недостаточно точно или недостаточно мощно. Импульсы направляют на атомы и измеряют, какие длины волн они поглощают. Даже очень небольшие изменения в этих значениях дают информацию о размере и форме атомного ядра.
Именно таким способом ученые и смогли определить форму ядер нептуния и фермия.
«Благодаря нашему новому методу я смогла получить первое высококачественное описание атомных ядер фермия и нептуния. Их ядра имеют форму мяча для регби. Измерения пришлось проводить на нескольких разных установках в Европе, потому что каждая из них обладала своим уникальным оборудованием, необходимым для исследования», — сказала Уркиса.
Полученные результаты помогут уточнить теоретические модели строения атомов и ядер. Это, в свою очередь, упростит поиск новых элементов и изотопов в будущих экспериментах.
Кроме того, исследователи отмечают и возможную прикладную пользу. Нептуний играет роль в ядерном топливном цикле, и лучшее понимание его свойств может со временем помочь в разработке методов уменьшения ядерных отходов. Также такие исследования могут быть полезны для получения радиоизотопов, которые применяются в онкологии.
Новый метод описан в диссертационной работе Митци Уркисы, посвященной использованию оптических параметрических генераторов для спектроскопии актинидов.
