I ricercatori di Colonia aggiungono un nuovo dettaglio alla "tavola periodica nucleare"
Chimici e fisici nucleari forniscono la prova sperimentale di una via di decadimento atomico a lungo sospettata
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Per la prima volta, un team di ricerca dell'Università di Colonia ha osservato il decadimento per cattura di elettroni del tecnezio-98, un isotopo dell'elemento chimico tecnezio (Tc). Il decadimento per cattura di elettroni è un processo in cui un nucleo atomico "cattura" un elettrone dal suo guscio interno. L'elettrone si fonde con un protone nel nucleo per formare un neutrone, trasformando l'elemento in un altro. Il gruppo di lavoro del dipartimento di Chimica nucleare ha così confermato un'ipotesi teorica vecchia di decenni. I risultati contribuiscono a una comprensione più completa dei processi di decadimento del tecnezio e ampliano la tabella dei nuclidi - la "tavola periodica nucleare". Lo studio è stato pubblicato con il titolo "Electron-capture decay of 98Tc" sulla rivista Physical Review.
Già negli anni '90 i ricercatori sospettavano che anche il tecnezio-98 potesse decadere catturando un elettrone, ma non è stato possibile trovare alcuna prova, poiché l'isotopo è disponibile solo in quantità estremamente ridotte. Per lo studio attuale, il team di ricerca di Colonia ha utilizzato circa tre grammi di tecnezio-99, che contiene minime tracce del raro isotopo tecnezio-98 (circa 0,06 microgrammi). Presso la stazione di misurazione Clover dell'Istituto di fisica nucleare, che rileva i raggi gamma caratteristici, sono stati registrati circa 40.000 decadimenti di cattura degli elettroni in 17 giorni. Questo successo è stato ottenuto grazie a una schermatura di piombo appositamente progettata che sopprime quasi completamente l'intensa radiazione di fondo del tecnezio-99. Di conseguenza, i ricercatori sono stati in grado di rilevare chiaramente il segnale estremamente raro del tecnezio-98 per la prima volta.
Le misurazioni hanno mostrato che il tecnezio-98 decade prevalentemente nell'isotopo rutenio-98, ma in circa lo 0,3% dei casi si trasforma anche in molibdeno-98 tramite cattura di elettroni. "Per noi questo rappresenta un piccolo ma significativo contributo alla comprensione più ampia della fisica nucleare", spiega il leader del gruppo, il dottor Erik Strub del Dipartimento di Chimica dell'Università di Colonia. "Una prova così precisa ci aiuta a comprendere meglio la stabilità e la struttura dei nuclei atomici e a completare gradualmente la mappa dei nuclidi pezzo per pezzo".
Lo studio amplia la comprensione fondamentale dei processi di decadimento nucleare. In futuro, il team si propone di studiare processi di decadimento rari simili in nuclidi vicini per rivelare modelli sistematici nella mappa dei nuclidi. Nella prossima edizione di questa mappa, verrà aggiunto un nuovo angolo rosso al campo del tecnezio-98 per simboleggiare il percorso di decadimento appena confermato.
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