13:58
Comentarii Adauga Comentariu

_ Izomerii nucleari au fost descoperiți acum 100 de ani, iar fizicienii încă își dezvăluie misterele

_ Au fost descoperiți izomeri nucleari Acum 100 de ani, iar fizicienii încă își dezvăluie misterele

Laureatul Nobel Otto Hahn este creditat cu descoperirea fisiunii nucleare. Fisiunea este una dintre cele mai importante descoperiri ale secolului al XX-lea, dar Hahn considera altceva ca fiind cea mai bună lucrare științifică a sa.

În 1921, studia radioactivitatea la Institutul de Chimie Kaiser Wilhelm din Berlin, Germania. , când a observat ceva ce nu putea explica. Unul dintre elementele cu care lucra nu era să se comporte așa cum ar fi trebuit. Hahn descoperise, fără să știe, primul izomer nuclear, un nucleu atomic ai cărui protoni și neutroni sunt aranjați diferit față de forma obișnuită a elementului, făcându-l să aibă proprietăți neobișnuite. Au fost nevoie de încă 15 ani de descoperiri în fizica nucleară pentru a putea explica observațiile lui Hahn.

Suntem doi profesori de fizică nucleară care studiază nucleele rare, inclusiv izomerii nucleari.

Cele mai frecvente locul pentru a găsi izomerii este în interiorul stelelor, unde aceștia joacă un rol în reacțiile nucleare care creează noi elemente. În ultimii ani, cercetătorii au început să exploreze modul în care izomerii pot fi utilizați în beneficiul umanității. Ele sunt deja folosite în medicină și ar putea într-o zi să ofere opțiuni puternice pentru stocarea energiei sub formă de baterii nucleare.

În căutarea izotopilor radioactivi

La începutul anilor 1900, oamenii de știință au fost la vânătoare de noi elemente radioactive. Un element este considerat radioactiv dacă eliberează în mod spontan particule într-un proces numit dezintegrare radioactivă. Când se întâmplă acest lucru, elementul este transformat în timp într-un element diferit.

La acel moment, oamenii de știință se bazau pe trei criterii pentru a descoperi și a descrie un nou element radioactiv. Una a fost să se uite la proprietățile chimice - modul în care noul element reacționează cu alte substanțe. De asemenea, au măsurat tipul și energia particulelor eliberate în timpul dezintegrarii radioactive. În cele din urmă, ei ar măsura cât de repede se descompune un element. Vitezele de dezintegrare sunt descrise folosind termenul timp de înjumătățire, care este timpul necesar pentru ca jumătate din elementul radioactiv inițial să se descompună în altceva.

În anii 1920, fizicienii descoperiseră unele substanțe radioactive cu proprietăți chimice identice, dar timpi de înjumătățire diferit. Aceștia se numesc izotopi. Izotopii sunt versiuni diferite ale aceluiași element care au același număr de protoni în nucleul lor, dar un număr diferit de neutroni.

Uraniul este un element radioactiv cu mulți izotopi, dintre care doi se găsesc în mod natural pe Pământ. Acești izotopi naturali de uraniu se descompun în elementul toriu, care la rândul său se descompune în protactiniu și fiecare are propriii izotopi. Hahn și colegul său Lise Meitner au fost primii care au descoperit și identificat mulți izotopi diferiți proveniți din degradarea elementului uraniu.

Toți izotopii pe care i-au studiat s-au comportat conform așteptărilor, cu excepția unuia. Acest izotop părea să aibă aceleași proprietăți ca unul dintre ceilalți, dar timpul său de înjumătățire a fost mai lung. Acest lucru nu avea sens, deoarece Hahn și Meitner au plasat toți izotopii cunoscuți ai uraniului într-o clasificare ordonată și nu existau spații goale pentru a găzdui un nou izotop. Ei au numit această substanță „uraniu Z”.

Semnalul radioactiv al uraniului Z a fost de aproximativ 500 de ori mai slab decât radioactivitatea celorlalți izotopi din probă, așa că Hahn a decis să-și confirme observațiile folosind mai mult material. El a cumpărat și a separat chimic uraniu din 220 de lire sterline (100 de kilograme) de sare de uraniu extrem de toxică și rară. Rezultatul surprinzător al acestui al doilea experiment, mai precis, a sugerat că misteriosul uraniu Z, cunoscut acum sub numele de protactiniu-234, era un izotop deja cunoscut, dar cu un timp de înjumătățire foarte diferit. Acesta a fost primul caz de izotop cu două timpi de înjumătățire diferit. Hahn și-a publicat descoperirea primului izomer nuclear, deși nu a putut explica pe deplin.

Neutronii completează povestea

La momentul experimentelor lui Hahn din anii 1920, oamenii de știință încă credeau că de atomi ca un pâlc de protoni înconjurat de un număr egal de electroni. Abia în 1932, James Chadwick a sugerat că o a treia particulă – neutronii – făcea parte și din nucleu.

Cu aceste noi informații, fizicienii au putut explica imediat izotopii – sunt nuclee cu același număr. de protoni și diferite numere de neutroni. Cu aceste cunoștințe, comunitatea științifică a avut în sfârșit instrumentele pentru a înțelege uraniul Z.

În 1936, Carl Friedrich von Weizsäcker a propus că două substanțe diferite ar putea avea același număr de protoni și neutroni în nucleele lor, dar în aranjamente diferite. și cu timpi de înjumătățire diferit. Aranjamentul de protoni și neutroni care are ca rezultat cea mai mică energie este cel mai stabil material și se numește stare fundamentală. Aranjamentele care au ca rezultat energii mai puțin stabile, mai mari ale unui izotop sunt numite stări izomerice.

La început, izomerii nucleari au fost utili în comunitatea științifică doar ca mijloc de a înțelege modul în care se comportă nucleele. Dar odată ce înțelegeți proprietățile unui izomer, este posibil să începeți să vă întrebați cum pot fi utilizați.

Izomerii în medicină și astronomie

Izomerii au aplicații importante în medicină și sunt utilizați în zeci de milioane de proceduri de diagnosticare anual. Deoarece izomerii suferă dezintegrare radioactivă, camerele speciale îi pot urmări pe măsură ce se deplasează prin corp.

De exemplu, tehnețiul-99m este un izomer al tehnețiului-99. Pe măsură ce izomerul se descompune, emite fotoni. Folosind detectoare de fotoni, medicii pot urmări modul în care tehnețiul-99m se mișcă în tot corpul și pot crea imagini ale inimii, creierului, plămânilor și altor organe critice pentru a ajuta la diagnosticarea bolilor, inclusiv cancerul. Elementele radioactive și izotopii sunt în mod normal periculoși, deoarece emit particule încărcate care dăunează țesuturilor corporale. Izomerii precum tehnețiul sunt siguri pentru uz medical, deoarece emit doar un singur foton inofensiv la un moment dat și nimic altceva pe măsură ce se degradează.

Izomerii sunt, de asemenea, importanți în astronomie și astrofizică. Stelele sunt alimentate de energia eliberată în timpul reacțiilor nucleare. Deoarece izomerii sunt prezenți în stele, reacțiile nucleare sunt diferite decât dacă un material ar fi în starea sa fundamentală. Acest lucru face ca studiul izomerilor să fie critic pentru înțelegerea modului în care stelele produc toate elementele din univers.

Izomeri în viitor

La un secol după ce Hahn a descoperit pentru prima dată izomerii, oamenii de știință încă descoperă noi izomeri care utilizează facilități puternice de cercetare din întreaga lume, inclusiv Facility for Rare Isotope Beams de la Universitatea de Stat din Michigan. Această instalație a intrat în funcțiune în mai 2022 și sperăm că va debloca peste 1.000 de izotopi și izomeri noi.

Oamenii de știință investighează, de asemenea, dacă izomerii nucleari ar putea fi utilizați pentru a construi cea mai precisă ceas din lume sau dacă izomerii pot fi utilizați. într-o zi să fie baza pentru următoarea generație de baterii. La mai bine de 100 de ani de la detectarea unei mici anomalii în sarea de uraniu, oamenii de știință sunt încă în căutare de noi izomeri și tocmai au început să dezvăluie întregul potențial al acestor elemente fascinante ale fizicii.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

Cântecele balenei cu cocoașă arată că oamenii nu sunt singurele specii capabile de transmitere culturală

Al doilea profesor de la Universitatea Laval, suspendat pentru că a pus sub semnul întrebării nevoia de a vaccina copiii împotriva COVID

Ucraina stabilește noi linii defensive la Donețk după ce a pierdut Lugansk

_ Kate Moss poartă o rochie ciudată în dungi în timp ce pozează cu Elton John

Autoritatea Palestiniană contestă vehement concluziile SUA privind moartea corespondentei Al Jazeera

România. Doar jumătate dintre cei intraţi în clasa I în urmă cu 12 ani au ajuns să ia Bacul

Mai liniștit, mai calm Kyrgios în Sferturi la Wimbledon ani mai târziu de când nu a mai avut o asemenea performanță

_ Tasha din Love Island îl sărută pe noul băiat Billy în Casa Amor, în timp ce Andrew o renunță pentru o nouă bombă

_ Descoperirea fosilelor rezolvă misterul modului în care panda au devenit vegetarieni

_ Suspectul de masacrul din Highland Park, Robert Crimo, 22 de ani, este rapperul „Awake”, cu 16.000 de ascultători pe Spotify

_ Fanii Love Island îl laudă pe Luca Bish pentru că i-a rămas loial lui Gemma Owen

_ Starul australian de tenis Nick Kyrgios, ÎNCUCĂTAT pentru agresarea fostei iubite Chiara Passari

_ Psihologul dezvăluie 9 semne că s-ar putea să fii prea gânditor

_ Părinții din școala primară îngroziți că pedofilul înregistrat poate face vizite regulate la școală

_ MAFS Tamara Djordjevic își etalează silueta sveltă într-un bikini roz suplu

_ Creșterea costului programelor guvernamentale folosind o etichetă de preț cost pe persoană îmbunătățește înțelegerea de către publicul larg

_ Un preot catolic a fost răpit în Nigeria

_ Cristiano Ronaldo va lipsi de la antrenamentul Man United pentru o A DOUA zi CONSECUTIVA

_ Gemma Collins își arată flexibilitatea în timp ce își exersează mișcările de yoga pe un iaht într-un clip de întoarcere

_ Katie Price se bucură de soare în Thailanda, deoarece acuzațiile de viteză sunt renunțate

_ Georgia Love critică „trolii Gen-Z” în urma dramei ei de sărbători din Arabia Saudită

_ Coco Austin se arată obraznic în timp ce îl sărută pe soțul Ice-T în weekendul din 4 iulie în AZ

_ Telespectatorii reacționează după ce doar 44 de telespectatori urmăresc noua emisiune pentru micul dejun de la Channel 10

_ Protestatarii Just Stop Oil au deteriorat The Hay Wain al lui Constable în cascadorie

_ Tom Cruise este tachinat de James Corden în timp ce starul de la Hollywood își sărbătorește 60 de ani de naștere în Marea Britanie

_ Ghețarul se prăbușește în Alpii italieni, șase morți: salvatori

_ NASA explică misiunea de a aduce mostre de sol, rocă și atmosferă de pe Marte înapoi pe Pământ

_ Echipa lui DeSantis răspunde la anunțul Newsom care spune că rezidenții din Florida ar trebui să se mute în California

_ Mijlocașul foarte apreciat al academiei de la Manchester City, Tommy Doyle, se alătură Sheffield United prin împrumut

_ Chelsea „cântărește o mișcare șoc pentru Cristiano Ronaldo” pe fondul dorinței sale de a părăsi Man United

_ Inundațiile din Sydney forțează alte mii de oameni să fugă

_ Paula Badosa, după înfrângerea în faţa Simonei Halep: „Nu sunt Rafa Nadal şi nici nu voi fi"

_ Campionul UFC Alex Volkanovski dezvăluie lovitura URIAȘĂ înainte de a doua luptă împotriva lui Max Holloway

_ Știri Man United: Acesta este motivul pentru care Barcelona vrea să-l vândă pe De Jong?

_ Peste 11.000 de decese prin cancer intestinal ar putea fi prevenite prin simpla reinvitare a oamenilor

_ Shanina Shaik strălucește pozitiv în timp ce își etalează umflătura înflorită la Londra

_ Femeile din NZ vor fi plătite la fel ca și bărbații, dar vor câștiga totuși jumătate din cât primesc femeile australiane

_ De ce prețurile la combustibil sunt atât de mari? Ce face să fie scumpe benzina și motorina

_ Manchester United a spus să-l semneze pe fostul coechipier al lui Ronaldo la Juve

_ Turnul Eiffel „plin de rugină și are nevoie drastică de reparații”, dar va primi doar „vopsea cosmetică”

_ Urmărirea prin satelit a rechinilor-balenă a oferit o perspectivă asupra comportamentului lor migrator și de hrănire

_ Spania, Portugalia uscăciune „fără precedent” în 1.200 de ani

_ Starul australian de tenis Nick Kyrgios, ÎNCUCĂTAT pentru agresarea fostei iubite Chiara Passari

_ ONU îndeamnă la acțiuni ambițioase pentru a proteja oceanele

_ Un val de căldură neobişnuit de intens va cuprinde China. Peste 250 de milioane de oameni sunt afectaţi

_ Lewis Hamilton își propune să sape pe Max Verstappen după ce și-a lăudat bătălia „sensată” cu Charles Leclerc

_ Motivele invocate de CFR Călători pentru căldura din vagoane

_ Pia Muehlenbeck își împărtășește durerea de inimă când dezvăluie că câinele ei iubit este bolnav

_ Starul de la Chicago White Sox renunță la legile SUA privind armele după tragedia de la Boston

_ Nicole Scherzinger își etalează silueta în timp ce ea și iubitul Thom Evans dansează pe o plajă din Mykonos

_ Top 100 de nume de bebeluși din Marea Britanie anul acesta dezvăluite

_ Cunoașterea dezechilibrului energetic al Pământului este esențială în prevenirea încălzirii globale, arată studiul

_ Câinii masculi de patru ori mai susceptibili de a dezvolta cancer contagios la nas sau la gură decât femelele

_ Noua tehnică de screening ar putea accelera și îmbunătăți terapiile cu ARNm

_ Incredibilele e-mailuri scurse dezvăluie adâncimea războiului civil al clubului AFL North Melbourne Kangaroos

_ Moment emoționant bărbat, 56 de ani, își întâlnește sora mai mare în Long Lost Family

_ Remaniere guvernamentală în Franţa după eşecul electoral al alianţei care îl susţine pe Macron

_ Ion Cristoiu: Cum a ajuns Vladimir Putin să conducă Rusia cu o mînă de fier

_ 2 ofițeri de poliție împușcați în timpul artificiilor din 4 iulie în Philadelphia: rapoarte

_ Newsom iertă femeia care a împușcat mortal bărbatul care a traficat-o


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29 Pag.30 Pag.31
Pag.32

Nr. de articole la aceasta sectiune: 1916, afisate in 32 pagini.



ieri 08:55