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Físicos acabam de encontrar um novo núcleo atômico

isótopo

Acabamos de identificar um novo isótopo do elemento mais raro da crosta do nosso planeta.

Com 85 prótons e 105 nêutrons, o Ástato-190 é o isótopo mais leve de Ástato já descoberto e pode ajudar os físicos a entender melhor o processo de decaimento alfa e a estrutura e limitações dos núcleos atômicos.

“Os estudos de novos núcleos são importantes para entender a estrutura dos núcleos atômicos e os limites da matéria conhecida”, diz a física Henna Kokkonen, da Universidade de Jyväskylä, na Finlândia.

O Ástato é altamente radioativo e extremamente instável. Ele só ocorre na natureza como uma espécie de trampolim, um produto da decomposição de elementos mais pesados ​​que, por sua vez, rapidamente se decompõem em elementos mais leves. O isótopo mais estável de Ástato é o Ástato-210, que tem uma meia-vida de pouco mais de 8 horas; a maioria de seus isótopos tem meia-vida inferior a alguns segundos.

É por isso que é tão raro na natureza, com apenas um único grama presente em nosso planeta a qualquer momento. Ele se forma, se afasta novamente, ejetando prótons e nêutrons até aterrissar em uma forma estável, um elemento como o bismuto ou o radônio. Tendo uma vida tão curta, suas propriedades são amplamente derivadas por inferência e não são conhecidas com certeza.

Nem sabemos ao certo se é um halogênio ou um metalóide. É um elemento muito estranho, sem dúvida. Mas estudá-lo pode nos ajudar não apenas a entender o elemento em si, mas também a deformação de núcleos de diferentes isótopos e o decaimento radioativo.

atomico
Ilustração mostrando o decaimento alfa do rádio em radônio e hélio. (MikeRun/Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

A pesquisa foi realizada usando um aparelho chamado “separador de recuo cheio de gás”, usado para realizar experimentos de fusão-evaporação. É quando os íons pesados ​​são acelerados em núcleos-alvo para se fundirem em elementos mais pesados, que então decaem através do processo alfa, ejetando partículas alfa consistindo de dois prótons e dois nêutrons (hélio, basicamente) até que se estabilizem.

Os pesquisadores dispararam átomos de Estrôncio-84 em átomos de prata alvo e estudaram os produtos de decaimento resultantes. Eles não estavam procurando por Ástato-190, mas Ástato-190 é o que encontraram.

“Na minha tese, analisei dados experimentais entre os quais o novo isótopo foi encontrado”, explica Kokkonen.

Anteriormente, o isótopo mais deficiente em nêutrons do elemento que conhecíamos era o Ástato-192. Os pesquisadores analisaram a nova descoberta e a compararam com previsões de modelos de massa atômica para ver se ela pode nos dizer algo novo sobre o Astato.

Parece bastante consistente com o que sabemos sobre o elemento e o decaimento alfa. O isótopo tem uma meia-vida de apenas 1 milissegundo e um nível de energia de 7.750 kiloelétronvolts, o que é bastante normal. O decaimento também foi desobstruído, energeticamente; isso significa apenas que foi imediato, e não atrasado, o que pode acontecer em alguns isótopos radioativos de elementos pesados.

Nada mal para uma tese de mestrado.

“Durante meu processo de tese e estágios de verão, conheci o trabalho do grupo de Espectroscopia Nuclear”, diz Kokkonen. “Agora estou muito feliz em trabalhar no grupo rumo ao meu doutorado.”

Os resultados foram publicados na Physical Review C.

Por Michelle Starr
Publicado no ScienceAlert