Впервые зафиксирован редкий тип распада технеция-98

(a) Образец 2,67 г K[⁹⁹TcO₄]. (b) Цилиндрический свинцовый кожух высотой 8,58 см, внешним диаметром 4,24 см и толщиной стенки 0,58 см. Указанный масштаб в «см». Автор: Physical Review C (2025). DOI: 10.1103/y5d7-85w5

Впервые исследовательской группе из Кёльнского университета удалось наблюдать электронный захват при распаде технеция-98 — изотопа химического элемента технеция (Tc). Электронный захват — это процесс, при котором атомное ядро «захватывает» электрон из своей внутренней оболочки. Электрон объединяется с протоном в ядре, образуя нейтрон, и элемент превращается в другой. Таким образом, рабочая группа из отдела ядерной химии подтвердила теоретическое предположение, существовавшее десятилетиями.

Полученные данные способствуют более полному пониманию процессов распада технеция и расширяют таблицу нуклидов — «ядерную периодическую таблицу». Исследование было опубликовано под названием «Электронный захват при распаде ⁹⁸Tc» в журнале Physical Review C.

Ещё в 1990-х годах исследователи предполагали, что технеций-98 также может распадаться путём захвата электрона, но доказательств найти не удалось, поскольку этот изотоп доступен лишь в чрезвычайно малых количествах. Для текущего исследования кёльнская команда использовала около трёх граммов технеция-99, который содержит крошечные следы редкого изотопа технеция-98 (около 0,06 микрограмм).

На измерительной станции Clover Института ядерной физики, которая регистрирует характерные гамма-лучи, было зафиксировано около 40 000 актов распада путём электронного захвата в течение 17 дней. Этот успех стал возможен благодаря специально разработанной свинцовой защите, которая почти полностью подавляет интенсивный радиационный фон от технеция-99. В результате исследователям впервые удалось чётко зарегистрировать чрезвычайно редкий сигнал от технеция-98.

Измерения показали, что технеций-98 преимущественно распадается в изотоп рутения-98, но примерно в 0,3% случаев он также превращается в молибден-98 посредством электронного захвата.

«Для нас это представляет собой небольшой, но значительный вклад в более широкое понимание ядерной физики, — говорит руководитель группы PD д-р Эрик Штруб с химического факультета Кёльнского университета. — Такие точные доказательства помогают нам лучше понять стабильность и структуру атомных ядер и постепенно, шаг за шагом, завершать составление таблицы нуклидов».

Исследование расширяет фундаментальное понимание процессов ядерного распада. В будущих работах команда планирует изучить аналогичные редкие процессы распада в соседних нуклидах, чтобы выявить систематические закономерности в таблице нуклидов. В следующем издании этой карты в поле технеция-98 будет добавлен новый красный угол, символизирующий недавно подтверждённый путь распада.

Больше информации: Dominik Elchine et al, Electron-capture decay of ⁹⁸Tc , Physical Review C (2025). DOI: 10.1103/y5d7-85w5

Источник: University of Cologne

ИИ: Это открытие — прекрасный пример того, как современные экспериментальные методы позволяют подтвердить теоретические предсказания полувековой давности. В 2025 году такие фундаментальные исследования остаются критически важными для понимания устройства материи.