21/06/2012 - Sie messen die größte Kraft in einer Art von Isotopenzerfall

Menéame

Wissenschaftler aus vier Kontinenten, darunter auch einige Spanier, haben es geschafft, die größte Betazerstörungskraft in einem Zinnisotop zu messen. Gamow-Teller') bislang bekannt. Astrophysik und Antitumoraltechniken können von der Entdeckung profitieren.

Ein internationales Team, an dem Forscher des Instituts für Corpuscular Physik (IFIC, CSIC-Universität Valencia) und der Polytechnischen Universität Katalonien beteiligt waren, hat es geschafft, die Zerfallkraft eines extrem exotischen Zinnisotops zu messen. Sn-100.

Die Arbeit, veröffentlicht in der letzten Ausgabe der Zeitschrift Natur, bestimmt, dass dieser instabile Kern die so genannte "Betazerstörungskraft" des Typs Gamow-Teller darstellt, die jemals in einem nuklearen Zerfall gemessen wurde.

"Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um eine Studie über experimentellen Nuklearphysik mit exotischen oder radioaktiven Ionenstrahlen, in der die Beta-Deintegrationen vom Typ Gamow-Teller (GT) gründlich untersucht werden konnten," so der Forscher des IFIC César Domingo-Pardo.

Die Beta-Deintegrationen vom Typ GT bestehen aus einem Prozess, bei dem der instabile Kern eines Atoms zur Stabilisierung umgewandelt wird. In diesem Fall wird ein Proton in ein Neutron umgewandelt und erzeugt gleichzeitig die Emission eines hochenergetischen Positrons und eines elektronischen Neutrinos.

Diese Zerfälle bestehen aus einem Prozess, durch den ein Atom seinen instabilen Kern stabilisiert

"Diese Übergänge zu verstehen, ist von besonderem Interesse für Astrophysik, da sie die elektronischen Erfassungsprozesse regeln, die eine entscheidende Rolle spielen, um den Explosionsmechanismus in Supernovas zu verstehen," erklärt Domingo-Pardo.

Der Forscher fährt fort: "Aus experimenteller Sicht hat sich die Hauptrolle dieser Studie darin erwiesen, dass 259 Sn-100-Kerne für die Untersuchung im Labor hergestellt wurden. Dies ist eine enorme Menge im Vergleich zu früheren Experimenten, die nicht mehr als 20 Kerne produzieren konnten."

Mögliche Anwendungen

"Außerdem wird angenommen, dass Sn-100 das letzte Isotop ist, das durch den sogenannten Schnellfangmechanismus in einer Art Supernova-Explosion synthetisiert wird. Diese experimentelle Studie hat es daher ermöglicht, sowohl die Kernstruktur als auch die Nukleosid-Mechanismen, die bei diesen stellaren Ereignissen auftreten, besser zu kennen," fügt der Wissenschaftler hinzu.

Der Erfolg der Studie, deren Versuchsphase im Schwerionenbeschleuniger der deutschen Gesellschaft für Schwerkraftforschung (Installation for Research mit Schwermetallen) durchgeführt wurde, ist zum großen Teil auf die Fortschritte bei der Beschleunigungstechnik zurückzuführen.

Dies ist einer der wichtigsten Nebeneffekte dieser Art von Experimenten. Diese Entwicklungen in der Beschleunigungstechnik wirken sich positiv auf die präzise und effiziente Anwendung von Ionenstrahlen zur Verwendung in Tumortherapien mit Hadronen aus, in denen GSI ein Pionierzentrum ist.

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Bibliographische Referenz:

C. B. Hinke et al. "Superallowed Gamow‐Teller Decay of the Doubly Magic Nucleus 100Sn". Nature 486, 21 de junio de 2012. DOI: 10.1038/nature11116.

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