Des chercheurs de Cologne ajoutent un nouveau détail au "tableau périodique nucléaire"
Des chimistes et des physiciens nucléaires apportent la preuve expérimentale d'une voie de désintégration atomique soupçonnée depuis longtemps
Pour la première fois, une équipe de chercheurs de l'université de Cologne a observé la désintégration par capture d'électrons du technétium-98, un isotope de l'élément chimique technétium (Tc). La désintégration par capture d'électrons est un processus au cours duquel un noyau atomique "capture" un électron de son enveloppe interne. L'électron fusionne avec un proton du noyau pour former un neutron, transformant ainsi l'élément en un autre. Le groupe de travail du département de chimie nucléaire a ainsi confirmé une hypothèse théorique vieille de plusieurs décennies. Ces résultats permettent de mieux comprendre les processus de désintégration du technétium et d'élargir le tableau des nucléides - le "tableau périodique nucléaire". L'étude a été publiée sous le titre "Electron-capture decay of 98Tc" dans la revue Physical Review.
Dès les années 1990, les chercheurs ont soupçonné que le technétium 98 pouvait également se désintégrer en capturant un électron, mais aucune preuve n'a pu être apportée, car cet isotope n'est disponible qu'en quantités extrêmement faibles. Pour l'étude actuelle, l'équipe de Cologne a utilisé environ trois grammes de technétium-99, qui contient de minuscules traces de l'isotope rare technétium-98 (environ 0,06 microgramme). À la station de mesure Clover de l'Institut de physique nucléaire, qui détecte les rayons gamma caractéristiques, environ 40 000 désintégrations par capture d'électrons ont été enregistrées en 17 jours. Ce succès a été obtenu grâce à un blindage en plomb spécialement conçu qui supprime presque complètement le rayonnement de fond intense du technétium-99. Les chercheurs ont ainsi pu détecter clairement et pour la première fois le signal extrêmement rare du technétium 98.
Les mesures ont montré que le technétium-98 se désintègre principalement en isotope ruthénium-98, mais que dans environ 0,3 % des cas, il se transforme également en molybdène-98 par capture d'électrons. "Pour nous, il s'agit d'une contribution modeste mais significative à une meilleure compréhension de la physique nucléaire", déclare le chef de groupe, le Dr Erik Strub, du département de chimie de l'université de Cologne. "Des preuves aussi précises nous aident à mieux comprendre la stabilité et la structure des noyaux atomiques et à compléter progressivement le tableau des nucléides.
L'étude élargit la compréhension fondamentale des processus de désintégration nucléaire. À l'avenir, l'équipe souhaite étudier des processus de désintégration rares similaires dans des nucléides voisins afin de mettre en évidence des schémas systématiques dans le tableau des nucléides. Dans la prochaine édition de cette carte, un nouveau coin rouge sera ajouté au champ du technétium-98 pour symboliser la voie de désintégration nouvellement confirmée.
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