Vědci získali nový izotop uranu. Má poločas rozpadu pouhých 40 minut

Skupině fyziků z Japonska a Koreje se podařilo získat dosud neznámý izotop uranu, a to Uran-241. Nově získaný izotop má poločas rozpadu pouhých 40 minut.

Při zmínce o uranu a jeho izotopech nás pravděpodobně jako první napadnou jaderné zbraně. Tento prvek má však také mnoho jiných aplikací. Nedávno byl získán zcela nový izotop uranu, i když o tom, zda bude vůbec k něčemu užitečný, se v současné době pochybuje.

Popis a výsledky výzkumu vyšly v časopise Physical Review Letters.

Izotopy uranu

Uran patří do třídy prvků v periodické tabulce, které se nazývají aktinoidy. Do této skupiny patří 15 kovů. Všechny aktinoidy jsou radioaktivní, ale uran je spolu s radiem, poloniem a thoriem jedním ze čtyř nejradioaktivnějších prvků.

Nejběžnějším izotopem uranu je uran-238, který se vyskytuje v přírodě. Nyní vědci získali nový izotop tohoto prvku, uran-241. Na objev, či spíše vytvoření dalšího takto těžkého izotopu uranu, který byl naposledy objeven v roce 1979, jsme museli čekat poměrně dlouho, více než 40 let. Není to tak dávno, co se v roce 2021 podařilo čínským vědcům vyrobit nejlehčí izotop uranu.

O získání U-241 se zasloužila japonská Organizace pro výzkum urychlovačů s vysokou energií. Co však čísla v označení izotopů vůbec znamenají? V jádrech atomů najdeme protony a neutrony (kromě vodíku). Zatímco počet protonů je u všech izotopů stejný, počet neutronů se liší. V případě izotopů uranu mají všechny 92 protonů, ale liší se počtem neutronů. Nově získaný izotop uranu má 149 neutronů. Proto je 92+149=241, jak píše web Live Science.

Izotopy se mimo jiné liší i mírou stability. Některé jsou stabilní neomezeně dlouho, pokud nejsou vystaveny například radiaci. V případě uranu však nemůžeme říci, že by tento prvek měl vůbec nějaké plně stabilní izotopy. Dva z nich, U-235 a U-238, se však rozpadají tak dlouho, že i dnes můžeme narazit na značný počet těch, které ještě pamatují vznik naší planety. Například poločas rozpadu U-238 je až 4,5 miliardy let. Mezi další izotopy patří U-233, U-234 a U-236, ale jejich počet je již výrazně nižší.

Využití

Všechny výše uvedené izotopy uranu kromě pěti již byly vytvořeny v laboratořích. Zatím se nepodařilo získat žádný U-220, zatímco až po U-242 již byly všechny mezery zaplněny. V souvislosti se samotným U-241 však máme dobré i špatné zprávy. Špatnou zprávou je, že jeho poločas rozpadu je bohužel poměrně krátký, neboť činí pouze asi 40 minut. Na druhou stranu se poločas rozpadu mnoha izotopů ani neměří v minutách, ale v mikro- či nanosekundách. Takovým extrémně nestabilním izotopem je dosud nejlehčí izotop U-214, u kterého se odhaduje na pouhých 0,0005 sekundy. Případně třikrát více, záleží na názoru vědců.

Takže vědci mají alespoň potenciálně dostatek času na studium vlastností U-241. A co se stane s U-241, když se rozpadne? Inu, vyzařuje záření beta, aby se změnou počtu protonů (přeměnou neutronů na protony) přeměnil na neptunium-241, které ještě 14 minut existuje, než se nakonec přemění na plutonium-241. A ačkoli se tyto celkové hodnoty 40 minut zdají být ve srovnání s mnoha jinými izotopy uranu poměrně stabilní, právě kvůli tomuto krátkému poločasu rozpadu lze pochybovat, že se pro něj najde nějaké konkrétní praktické využití.

Zdroj: redakce, livescience.com, journals.aps.org