Los científicos han descubierto y sintetizado un isótopo completamente nuevo del uranio, un elemento altamente radiactivo. Pero podría durar solo 40 minutos antes de descomponerse en otros elementos.
El nuevo isótopo, uranio-241, tiene 92 protones (como todos los isótopos de uranio) y 149 neutrones, lo que lo convierte en el primer nuevo isótopo de uranio rico en neutrones descubierto desde 1979. Mientras que los átomos de un elemento dado siempre tienen la misma cantidad de protones , diferentes isótopos, o versiones, de esos elementos pueden contener diferentes números de neutrones en sus núcleos. Para ser considerado rico en neutrones, un isótopo debe contener más neutrones de los que son comunes a ese elemento.
El uranio pertenece a la clase de elementos en el tabla periódica conocidos como «actínidos», que tienen recuentos de protones entre 89 y 103. Todos los actínidos son radiactivos, pero el uranio es uno de los cuatro elementos más radiactivos, junto con el radio, el polonio y el torio.
«Medimos las masas de 19 isótopos de actínidos diferentes con una alta precisión de una parte por millón, incluido el descubrimiento e identificación del nuevo isótopo de uranio». Toshitaka Niwase, investigador del Centro de Ciencias Nucleares Wako (WNSC) de la Organización de Investigación de Aceleradores de Alta Energía (KEK) en Japón, dijo a WordsSideKick.com en un correo electrónico. «Este es el primer nuevo descubrimiento de un isótopo de uranio en el lado rico en neutrones en más de 40 años».
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Niwase es el autor principal de un estudio sobre el nuevo isótopo de uranio, que se publicó el 31 de marzo en la revista Cartas de revisión física.
Los isótopos pueden ser estables, lo que significa que mantienen su configuración atómica, o inestables, lo que significa que se descomponen y se descomponen en otros elementos al ganar o desprenderse de protones. Las tasas de descomposición se miden por la vida media de un isótopo, o el tiempo que tarda la mitad del material en descomponerse en otros elementos. Después de dos vidas medias, queda una cuarta parte del material; después de tres, un octavo, y así sucesivamente.
El equipo aún no ha medido la vida media del uranio-241, pero las estimaciones teóricas lo ubican en alrededor de 40 minutos, dijo Niwase. Esto es algo corto para una vida media. (Como referencia, la vida media del carbono-14 es de 5.730 años, la vida media del isótopo muy inestable tecnecio-99m es de seis horas y la vida media del francio-223 es de 22 minutos. El isótopo de descomposición más rápida, hidrógeno-7, se agota a la mitad en solo 10^-23 segundos).
Niwase y sus colegas crearon el uranio-241 disparando una muestra de uranio-238 en núcleos de platino-198 en el acelerador RIKEN de Japón. Luego, los dos isótopos intercambiaron neutrones y protones, un fenómeno llamado «transferencia de múltiples nucleones».
Luego, el equipo midió la masa de los isótopos creados observando el tiempo que les tomó a los núcleos resultantes viajar una cierta distancia a través de un medio. El experimento también generó 18 nuevos isótopos, todos los cuales contenían entre 143 y 150 neutrones.
Niwase reconoció que el uranio-241 probablemente no tenga muchas implementaciones prácticas o científicas útiles, ya que el isótopo se crea en cantidades extremadamente pequeñas.