Po raz pierwszy pokazano eksperymentalnie, \u017ce jadra atomowe mog\u0105 by\u0107 wzbudzane poprzez wychwyt elektronu na niezape\u0142nion\u0105 pow\u0142ok\u0119 elektronow\u0105 atomu. Wynik mo\u017ce mie\u0107 znaczenie zar\u00f3wno teoretyczne jak i praktyczne, wskazuj\u0105c nowy spos\u00f3b magazynowania energii. O odkryciu donosi najnowszy numer czasopisma Nature. Wsp\u00f3\u0142autorami pracy s\u0105 polscy naukowcy.<\/p>\n
W najnowszym wydaniu czasopisma 'Nature’ (luty 2018), ukaza\u0142 si\u0119 artyku\u0142 zatytu\u0142owany \u201eIsomer depletion as experimental evidence of nuclear excitation by electron capture\u201d, kt\u00f3rego autorzy donosz\u0105 o pierwszym eksperymentalnym zaobserwowaniu nowego, przewidywanego wcze\u015bniej teoretycznie zjawiska fizycznego, tj. procesu wzbudzenia j\u0105dra poprzez wychwyt elektronu do pow\u0142oki elektronowej atomu (ang. Nuclear Excitation by Electron Capture, NEEC). Zjawisko to zosta\u0142o po raz pierwszy zarejestrowane dla izotopu molibdenu 93Mo. J\u0105drowy stan izomeryczny molibdenu 93mMo gromadzi ogromn\u0105 energi\u0119 w stosunku do stanu podstawowego, a czas jego po\u0142owicznego zaniku wynosi 6,85 godziny. W wyniku zaj\u015bcia procesu NEEC, izomerycznemu j\u0105dru 93mMo zostaje dostarczona niewielka energia, rz\u0119du 4,85 keV, co powoduje jego przej\u015bcie do innego stanu wzbudzonego \u2013 tym razem kr\u00f3tko\u017cyciowego, z czasem po\u0142owicznego zaniku rz\u0119du nanosekund. Niemal natychmiast ulega on deekscytacji do stanu podstawowego. W ten spos\u00f3b dochodzi do uwolnienia energii rz\u0119du 2,5 MeV zgromadzonej pierwotnie w izomerze j\u0105drowym 93mMo, czyli energii 500 razy wi\u0119kszej od tej, kt\u00f3ra zosta\u0142a dostarczona.<\/p>\n
Eksperyment zosta\u0142 przeprowadzony w Stanach Zjednoczonych na liniowym akceleratorze ATLAS w Laboratorium Narodowym w Argonne. Wykorzystano tam rozp\u0119dzone, wysoko\u0142adunkowe jony (pozbawione od 32 do 36 elektron\u00f3w) izomeru 93mMo, kt\u00f3re podczas przechodzenia przez tarcz\u0119 z w\u0119gla chwyta\u0142y elektrony do niezape\u0142nionych pow\u0142ok atomowych. Naukowcy spodziewali si\u0119, \u017ce przy odpowiednio dobranych warunkach, ten wychwyt elektron\u00f3w spowoduje tak\u017ce po\u017c\u0105dane wzbudzenia j\u0105der 93mMo. Deekscytacj\u0119 stanu wzbudzonego zachodz\u0105c\u0105 poprzez emisj\u0119 kwant\u00f3w gamma o charakterystycznych energiach mo\u017cna ju\u017c zaobserwowa\u0107 eksperymentalnie. Teoretyczny opis scenariusza zaj\u015bcia procesu NEEC zosta\u0142 przedstawiony w marcu 2017 roku w pracy zespo\u0142u polskich i ameryka\u0144skich naukowc\u00f3w. Dw\u00f3ch z nich, prof. dr hab. Marek Polasik z Wydzia\u0142u Chemii Uniwersytetu Miko\u0142aja Kopernika w Toruniu oraz dr Jacek Rzadkiewicz z Narodowego Centrum Bada\u0144 J\u0105drowych w \u015awierku, uczestniczy\u0142o tak\u017ce w zaprojektowaniu i przeprowadzeniu eksperymentu oraz interpretacji jego wynik\u00f3w i jest wsp\u00f3\u0142autorami publikacji w Nature.<\/p>\n
\u201eSukces eksperymentu zale\u017ca\u0142 przede wszystkim od w\u0142a\u015bciwego dobrania energii kinetycznej jon\u00f3w izomeru 93mMo oraz ich stanu \u0142adunkowego\u201d \u2013 wyja\u015bnia doktor Rzadkiewicz. \u201eTrzeba by\u0142o zapewni\u0107 optymalne warunki pozwalaj\u0105ce na dostarczenie izomerowi idealnie dopasowanej porcji energii.\u201d<\/p>\n
\u201eEksperymentalna identyfikacja procesu NEEC wymaga\u0142a r\u00f3wnie\u017c koincydencyjnych pomiar\u00f3w promieniowania gamma dla przej\u015b\u0107 pomi\u0119dzy odpowiednimi stanami j\u0105drowymi izotopu 93Mo\u201d \u2013 dodaje profesor Polasik. \u201eNasi ameryka\u0144scy koledzy wykorzystali do tego celu najpot\u0119\u017cniejszy na \u015bwiecie spektrometr Gammasphere, sk\u0142adaj\u0105cy si\u0119 z 92 detektor\u00f3w germanowych u\u0142o\u017conych w kszta\u0142cie 16 sferycznych pier\u015bcieni.\u201d<\/p>\n
Autorami publikacji, opr\u00f3cz wspomnianych Polak\u00f3w, s\u0105 naukowcy stanowi\u0105cy szesnastoosobowy mi\u0119dzynarodowy zesp\u00f3\u0142 z USA, Australii, W\u0142och i Rosji. O wyj\u0105tkowej wa\u017cno\u015bci eksperymentu \u015bwiadczy fakt, \u017ce badacze z ca\u0142ego \u015bwiata od ponad 40 lat rywalizowali o to, kto jako pierwszy zaobserwuje nowe zjawisko dla jakiegokolwiek izomeru j\u0105drowego. Wynik ma znaczenie nie tylko jako potwierdzenie wiedzy teoretycznej.<\/p>\n
\u201eZaobserwowanie proces\u00f3w NEEC mo\u017ce mie\u0107 du\u017cy wp\u0142yw na zrozumienie proces\u00f3w zachodz\u0105cych we Wszech\u015bwiecie\u201d \u2013 przekonuje profesor Polasik. \u201eW szczeg\u00f3lno\u015bci mo\u017ce nam dostarczy\u0107 wiedzy dotycz\u0105cej przetrwania stan\u00f3w izomerycznych r\u00f3\u017cnych pierwiastk\u00f3w w \u015brodowisku gwiazd.\u201d<\/p>\n
\u201eBadania nad tego typu procesami mog\u0105 te\u017c by\u0107 punktem wyj\u015bcia dla bada\u0144 stosowanych\u201d \u2013 uzupe\u0142nia doktor Rzadkiewicz. \u201eIch celem by\u0142oby np. opracowanie metody kontrolowanego uwalniania energii zgromadzonej w izomerach j\u0105drowych, co powinno przyczyni\u0107 si\u0119 do rozwoju nowych koncepcji niekonwencjonalnych i ultrawydajnych baterii j\u0105drowych.\u201d<\/p>\n
Autorzy: James J. Carroll, William Parks, and Eric Proctor (U.S. Army Research Laboratory)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Po raz pierwszy pokazano eksperymentalnie, \u017ce jadra atomowe mog\u0105 by\u0107 wzbudzane poprzez wychwyt elektronu na niezape\u0142nion\u0105 pow\u0142ok\u0119 elektronow\u0105 atomu. Wynik mo\u017ce mie\u0107 znaczenie zar\u00f3wno teoretyczne jak i praktyczne, wskazuj\u0105c nowy spos\u00f3b magazynowania energii. O odkryciu donosi najnowszy numer czasopisma Nature. Wsp\u00f3\u0142autorami pracy s\u0105 polscy naukowcy. W najnowszym wydaniu czasopisma 'Nature’ (luty 2018), ukaza\u0142 si\u0119 artyku\u0142 zatytu\u0142owany \u201eIsomer depletion as experimental evidence of nuclear excitation by electron capture\u201d, kt\u00f3rego autorzy donosz\u0105 o pierwszym eksperymentalnym zaobserwowaniu nowego, przewidywanego wcze\u015bniej teoretycznie zjawiska fizycznego,…<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":2178,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[],"class_list":["post-2164","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-articles","post-has-thumbnail"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.sior.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2164","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.sior.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.sior.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sior.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sior.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=2164"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.sior.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2164\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2165,"href":"https:\/\/www.sior.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2164\/revisions\/2165"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sior.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/2178"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.sior.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=2164"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sior.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=2164"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sior.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=2164"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}