ساخت ایزوتوپ مندلیفیم -۲۴۴ توسط دانشمندان آزمایشگاه ملی لارنس برکلی

دانشمندان آزمایشگاه ملی لارنس برکلی(Berkeley Lab) اخیرا ایزوتوپی با نام مندلیفیم -۲۴۴ ایجاد کرده‌اند.

کد خبر: ۱۲۴۹۵۵۵

تاریخ: ۰۸ تير ۱۳۹۹ - ۱۳:۰۰

به گزارش خبرگزاری دانا وبه نقل از تک اکسپلوریست، این یک شکل جدید از عنصر مندلیفیم است که توسط انسان ایجاد شده است. مندلیفیم در ابتدا در سال ۱۹۵۵ توسط دانشمندان آزمایشگاه برکلی ایجاد شد. مندلیفیم یک عنصر مصنوعی با md نماد(که قبلاً MV بوده) و عدد اتمی ۱۰۱ است. این عنصر ترانس اورانیم رادیو اکتیو فلزی در سری آکتینیدها است. مندلیفیم معمولاً با بمباران انشتانیم با ذرات آلفا تولید می‌کنند.

دانشمندان طی این مطالعه با استفاده از شتاب‌دهنده حلقوی یا سیکلوترون ۸۸ اینچی آزمایشگاه برکلی آزمایشگاه مندلیفیم -۲۴۴ را ایجاد کردند.

شتاب‌دهنده حلقوی یا سیکلوترون یکی از مهمترین ابزار آزمایشگاهی در زمینه فیزیک تجربی است و بزرگی یک کارخانه را دارد. شتاب‌دهنده حلقوی شتاب‌دهنده‌ای حلقه‌ای‌شکل برای ذرات باردار است. سیکلوترون نوعی از شتاب دهنده ذرات است که در سال ۱۹۳۰ توسط "ارنست ا. لارنس"(Ernest O. Lawrence) اختراع شد. سیکلوترون پرتوهای قوی ذرات باردار را در هدف بهینه می‌کند تا اتم‌های عناصر سنگین‌تر را ایجاد کند.

"جنیفر پور"(Jennifer Pore) دانشمند این پروژه از آزمایشگاه برکلی گفت: کشف این ایزوتوپ جدید مندلیفیم برای ما یک چالش بود زیرا همه ایزوتوپ‌های همانند مندلیفیم دارای خواص واپاشی بسیار مشابه هستند. واپاشی آلفا فرایندی را توصیف می‌کند که طی آن یک عنصر رادیواکتیو مانند مندلیفیم با گذشت زمان به عناصر سبک‌تر تجزیه می‌شود. ما خواص ۱۰ اتم مندلیفیم -۲۴۴ را برای مطالعه اندازه گیری کردیم. هر ایزوتوپ ترکیبی منحصر به فرد از پروتون‌ها و نوترون‌ها را نشان می‌دهد. هنگامی که یک ایزوتوپ جدید کشف شد، این ترکیب خاص از پروتون‌ها(ذرات با بار مثبت) و نوترون‌ها هرگز مشاهده نشده بود.

از طریق این کشف دانشمندان همچنین اولین شواهد مستقیم را برای فرآیند واپاشی شامل یک ایزوتوپ عنصر برکلیوم ارائه دادند.

دانشمندان دریافتند که مندلیفیم -۲۴۴ از دو زنجیره جداگانه واپاشی تشکیل شده است. هر زنجیره دارای نیمه عمر متفاوتی است. یکی از آنها ۰.۴ ثانیه و دیگری شش ثانیه و این بر اساس آرایش مختلف انرژی ذرات موجود در هسته عنصر است. نیمه عمر زمانی است که تعداد اتم‌های یک عنصر رادیواکتیو به نصف کاهش می‌یابد زیرا هسته آنها در هسته‌های سبک‌تر دچار واپاشی می‌شود.

در یک اندازه گیری دیگر، دانشمندان شواهدی از فرآیند واپاشی آلفا برکلیوم-۲۳۶ ، یک ایزوتوپ از عناصر برکلیوم را پیدا کردند، زیرا این ماده به یک ایزوتوپ کمی سبک‌تر به نام آمریسیوم ۲۳۲ تبدیل می‌شود. این کشف با استفاده از سیکلوترون ۸۸ اینچی به نام "فیونا"(FIONA) انجام شد. تعداد جرم ایزوتوپ جدید ۲۴۴ است. پور گفت: مهمترین ابزاری که در این کشف داشتیم فیونا بود.

"باربارا جاکاک"(Barbara Jacak) ، مدیر بخش علوم هسته‌ای آزمایشگاه برکلی، گفت: ما فیونا را ساختیم تا اکتشافاتی مانند این را انجام دهیم.

"مایکل تونسن"(Michael Thoennessen) استاد دانشگاه ایالتی میشیگان گفت: اکتشافات ایزوتوپ چرخه‌ای هستند و به شتاب دهنده‌های جدید و پیشرفت‌های مهم در توسعه تجهیزات آزمایشگاهی بستگی دارند.

برای اطمینان از اندازه گیری‌های دقیق فیونا، محققان نخست خواص واپاشی و تعداد جرم ایزوتوپ‌های شناخته شده مندلیفیم، از جمله مندلیفیم-۲۴۷، مندلیفیم-۲۴۶ و مندلیفیم-۲۴۵ را اندازه گیری کردند و هنگامی که از خواص این ایزوتوپ‌های مندلیفیم آگاه شدند، با انجام آزمایشات موفق به کشف مندلیفیم -۲۴۴ شدند.