@ 2019.01.22 , 15:00

科学家发现,锆的某类同位素对中子具有极端的亲和力

放射化学家Jennifer Shusterman及其同事第一眼看到实验结果时,大吃一惊:放射性元素锆的某类同位素极其热情地“招徕”了大量中子。

纽约城市大学亨特学院的Shusterman说:“完全出乎意料,我们就此现象讨论了很多。”

Zr-88,锆的一种同位素,同位素是同一元素的不同原子,其原子具有相同数目的质子,但中子数目却不同。锆通常含有大约50个中子,但带有48个中子的锆-88是人造的放射性元素,不是地球上天然存在的物质。

当受到核反应堆的低能中子源照射时,锆-88原子很可能将中子吸收到原子核中,转变成另一种同位素锆-89。研究人员在1月7日的《自然》杂志网络版上报告说,该反应的发生率约为预期的85000倍。

同位素原子吸收中子的能力被称为中子俘获截面,上述结果是最近70年发现的最大中子俘获截面。已知只有同位素氙-135具有更大的中子俘获截面。以前研究过的锆同位素对中子的亲和力均远远不及锆-88,其吸收概率约为锆-88的百万分之一或更小。

具有高中子俘获概率的同位素可被用于控制核反应堆——通过吸收散逸的中子来减缓反应速率。但目前尚不清楚锆-88是否是可用于该目的。

科学家们仍然不知道为什么某些同位素对中子具有如此极端的亲和力。目前正在东兰辛密歇根州立大学进行的一个项目,被称为稀有同位素照射研究,将使科学家们能够探知更多同位素的奇异特性。或许,未来还有更多的惊喜。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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