Új radioaktív bomlásforma

Új, korábban ismeretlen radioaktív bomlásformát fedeztek fel a darmstadti kutatóközpont részecskegyorsítójánál végzett kísérletben. Az ezüst egyik legkönnyebb izotópja, az ezüst-94 kétféle módon bomolhat el - vagy egy, vagy két proton kibocsátásával.

A radioaktivitást a 19. század végén fedezték fel. 1896 elején Párizsban Antoine Henri Becquerel arra volt kíváncsi, vajon van-e kapcsolat a Röntgen által felfedezett X-sugarak és a természetben megfigyelhető fluoreszcencia között. Váratlan felfedezést tett: a sötét papírba csomagolt urániumsó-kristály nyomot hagyott a fényképezőlemezen. Becquerel vizsgálatai után két évvel Madame Curie felfedezte, hogy a tórium az uránhoz hasonló tulajdonságokat mutat. A következő években újabb sugárzó elemeket fedeztek fel, a polóniumot és a rádiumot.

A jelenség Marie Curietől a radioaktivitás nevet kapta. A szó a latin "sugár" és "tevékenység" szavak összetételéből ered, sugárzóképességet jelent. Az urán sugárzását az első időben Becquerel-sugárzásnak nevezték, később kiderült, hogy a radioaktivitás többféle sugárzással jár együtt, ekkor vezették be a görög abc első betűivel való elnevezést. Felfedezték, hogy a sugárzások eltérően viselkednek elektromos és mágneses terekben. Becquerel Nobel-előadásában mutatta be azt a felvételt, amely a sugarak eltérülését ábrázolta. Ugyanezt rajzolta meg Marie Curie doktori értekezésében, ma is ugyanez az ábra szerepel a tankönyvekben. Az alfa-sugárzás hélium-atommag, két protonból és két neutronból áll. A béta-sugárzást elektronok alkotják, míg a gamma-sugárzás az elektromágneses sugárzások legkisebb hullámhosszú tartománya.

A radioaktivitás felfedezése indította el a magfizika szédületes iramú fejlődését; megismertük az atommagokat, és megtanultunk bánni velük. Maga a radioaktivitás sokáig a fizika lezárt fejezetének tűnt. Sok évtizeddel később viszont egzotikus bomlásformákat fedeztek fel. Egyes nehéz, alfa-sugárzást kibocsátó atommagok nagyon ritkán az alfa-részecske helyett szén-14 atommagot bocsátanak ki. Ezt az egzotikus bomlást elméleti úton 1980-ban, kísérletileg 1983-ban mutatták ki.

1960-ban mutatták ki elméleti számításokkal az 1 vagy 2 proton kibocsátásával járó radioaktív bomlásforma létezésének lehetőségét. Kísérletileg csak jóval később sikerült észlelni ezeket a bomlásokat: az 1 protonos bomlást 1981-ben, a 2 protonost pedig 2002-ben figyelték meg a vas-45 izotóp bomlásánál.

A Nature hasábjain nemrég publikált eredményre nem számítottak az elméleti fizikusok, pontos magyarázata még nem is született meg. A darmstadti kutatóközpontban felgyorsított kalcium- és nikkel-atommagok összeolvadásával szintetizálták az ezüst-94 izotópot. (Az ezüst stabil izotópjaiban jóval több a neutron, a stabil ezüst-atommagok tömegszáma 107, illetve 109.) A vizsgált izotópból kilépő protonokat és a bomlás eredményeképpen keletkező leánymagokból, a palládium-93, illetve palládium-94 atommagokból kilépő gamma-sugárzást szilícium-, illetve germánium-detektorokkal észlelték. Az új bomlásforma valószínűleg azért lép fel, mert az ezüst-94 atommag nagyon deformált, szivar alakúra nyúlik meg. A protonok bizonyára a szivar egyik vagy mindkét végéből lépnek ki.

Jéki László