Ученые Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ в сотрудничестве с коллегами из научных центров России, Казахстана и Китая изучили свойства радиоактивного распада нового ядра ²²⁷Pu (плутоний-227) и его дочерних продуктов. Впервые полученные значения периодов полураспада ядер плутония хорошо согласуются с теоретическими предсказаниями и существующими систематиками.

Фабрика сверхтяжелых элементов

Исследования проводились в ЛЯР ОИЯИ с использованием газонаполненного сепаратора продуктов реакций полного слияния GRAND на базе Фабрики сверхтяжелых элементов, которая позволяет проводить эксперименты на пучках многозарядных ионов ⁴⁸Ca с рекордной интенсивностью, достигающей 10 мкA · частиц. Для регистрации ядер отдачи и продуктов их распада использовалась детектирующая система GABRIELA, разработанная для прецизионной α-, β-, γ-корреляционной спектроскопии короткоживущих ядер, получаемых в реакциях с тяжелыми ионами.

Изучение свойств ядер, расположенных вдали от линии β-стабильности, позволяет определить влияние избытка нейтронов или протонов в ядре на свойства радиоактивного распада. В реакциях полного слияния ионов ²⁶Mg с ядрами мишеней из ^{204, 206}Pb, в каналах с испарением нескольких нейтронов ученые изучили свойства радиоактивного распада самых легких изотопов плутония, вплоть до N = 132. Полученные данные сравнивались с теоретическими оценками (Q_α) и систематикой периодов полураспада.

Новый изотоп ²²⁷Pu с E_α = (8156 ± 26) кэВ имеет период полураспада 2,2−0,3+0,5 с и вероятность электронного захвата b_EC = 0,23 ± 0,1. В реакции ²⁶Mg + ²⁰⁴Pb зафиксировано коррелированное событие, которое можно отнести к α-распаду нового изотопа ²²⁶Pu (E_α = (8754 ± 24) кэВ) с оценкой нижнего предела периода полураспада 1 мс. Ученые сделали вывод, что для изотопа ²²⁷Pu можно проследить характерное для четно-нечетных ядер увеличение выживаемости по отношению к α-распаду.

Подробнее о работе «Свойства радиоактивного распада нового ядра ²²⁷Pu» читайте в препринте P7-2024-50, опубликованном Издательским отделом ОИЯИ. Объединенный институт ядерных исследований в числе авторов представляют Алена Кузнецова, Александр Свирихин, Андрей Исаев, Максим Бычков, Владислав Данилкин, Халешаппа Девараджа, Николай Замятин, Игорь Изосимов, Олег Малышев, Роман Мухин, Андрей Попеко, Юрий Попов, Владимир Рачков, Бекзат Сайлаубеков, Евгений Сокол, Мерейгуль Тезекбаева, Ирина Уланова, Виктор Чепигин, Максим Челноков и Александр Еремин.