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  • Découverte de 5 nouveaux isotopes d’éléments lourds

    Posté le 27 octobre 2015

    Isotopes_Elements_lourds

    Des scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory, en collaboration avec d’autres chercheurs internationaux, ont découvert 5 nouveaux noyaux atomiques qui vont s’ajouter au tableau des nucléides.

    L’étude menée cet automne se concentre sur le développement de nouvelles méthodes de synthèse d’éléments superlourds. Les noyaux exotiques qui viennent d’être découverts sont des isotopes des éléments lourds Berkelium, Neptunium, Uranium, et 2 isotopes de l’Americium.

    Chaque élément chimique se présente sous la forme de différents isotopes. Ces isotopes se distinguent les uns des autres par le nombre de neutrons de leur noyau, et donc par leur masse. Les isotopes nouvellement découvertes ont moins de neutrons et sont plus légers que les isotopes déjà connus de ces éléments.

    A ce jour, le tableau périodique des éléments comprend plus de 3000 isotopes de 114 éléments chimiques confirmés. Selon les estimations, plus de 4000 isotopes additionnels, non encore découverts, devraient exister. En raison de leur faible nombre de neutrons, leur structure est très exotique et donc intéressante pour le développement de modèles théoriques décrivant les noyaux atomiques.

    Ces résultats poussent vraiment à l’extrême ce que nous savons de la structure nucléaire, a déclaré Shaughnessy. « Lorsque vous réalisez que l’uranium naturel a 146 neutrons et que ce nouvel isotope a seulement 124 neutrons, cela montre à quel point nous avons encore à apprendre sur la structure nucléaire et les forces qui maintiennent la cohésion du noyau »

    Les scientifiques de LLNL ont participé à la recherche d’éléments lourds depuis la création du Laboratoire en 1952 et ont collaboré à la découverte de six éléments : 113, 114 (flerovium), 115, 116 (Livermorium), 117 et 118.

    En dehors de la découverte de ces nouveaux isotopes, cette découverte est la première preuve de l’efficacité de la nouvelle technique de production de ces nucléides exotiques.

    Pour réaliser cette expérience, les scientifiques ont propulsé des noyaux de calcium (qui ont été accélérés) sur une feuille de curium de 300 nanomètres d’épaisseur. Dans les collisions étudiées, le noyau atomique des 2 éléments ont formé un système conjugué pendant un temps extrêmement court.

    Avant que ce système conjugué ne se disloque, après un laps de temps extrêmement court, les 2 noyaux ont échangé leurs protons et neutrons. Différents isotopes se sont formés lors de cet échange.

    Les isotopes du Berkelium, Neptunium, Uranium et Americium qui ont été découverts ont été créés grâce à de telles collisions. Ils sont instables et se désintègrent après quelques millisecondes ou secondes, selon l’isotope. Tous les produits de ces désintégrations peuvent être séparés et analysés en utilisant des filtres spéciaux composés de champs électriques et magnétiques. Les scientifiques ont utilisé tous les produits de désintégration détectés pour identifier le nouvel isotope créé.

    Les expériences actuelles rendront possible l’exploration de zones inconnues du tableau des isotopes. Les éléments 107 à 112 ont été découverts en utilisant la même installation expérimentale chez GSI.

    Les autres scientifiques ayant participé à cette découverte viennent de l’Université de Manipal (Inde), de GSI-Giessen (Allemagne), Justus Liebig University Giessen (Allemagne), de la Japan Atomic Energy Agency et de l’Institute for Nuclear Research de Russie. Les résultats sont publiés dans le journal Physics Letters B. Dawn Shaughnessy, Ken Moody, Roger Henderson et Mark Stoyer du LLNL ont participé aux expériences.

    Source : LLNL

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