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地球富含天然鎂,這些鎂很久以前在恒星中產(chǎn)生,現(xiàn)在已成為地殼礦物質(zhì)的重要組成部分,也是我們?nèi)粘o嬍持胁豢苫蛉钡臓I(yíng)養(yǎng)元素。這種鎂很穩(wěn)定,其原子核不會(huì)分崩離析。而新的鎂同位素鎂-18并不穩(wěn)定,無(wú)法在自然界中找到。
所有鎂原子的原子核內(nèi)都有12個(gè)質(zhì)子,一般情況穩(wěn)定的鎂通常指鎂-24,其包含12個(gè)中子。此前最輕的鎂-19有7個(gè)中子。為制造出更輕的鎂-18,在最新研究中,科學(xué)家們使用位于密歇根州立大學(xué)國(guó)家超導(dǎo)回旋加速器實(shí)驗(yàn)室的回旋加速器,將一束更穩(wěn)定的鎂-24的原子核加速到光速的一半左右,并將其射入由元素鈹制成的金屬箔靶中。
這個(gè)過(guò)程制造出了一堆比鎂-24輕的同位素,科學(xué)家從中挑選出了一個(gè)相對(duì)不太穩(wěn)定的鎂-20(其會(huì)在1/10秒內(nèi)衰變),并讓它與大約30米外的鈹靶相撞,鎂-18就此誕生了。但它極不穩(wěn)定,壽命不到1/6秒,因此以裸核的形式存在。
研究人員指出,得到的鎂-18不會(huì)離開(kāi)鈹靶,會(huì)在靶體內(nèi)衰變。盡管他們不能直接檢查該同位素,但可以描述其衰變情況:鎂-18首先射出兩個(gè)質(zhì)子成為氖-16,然后再射出兩個(gè)質(zhì)子成為氧-14。通過(guò)分析逃離靶體的質(zhì)子和氧氣,研究小組可以推斷出鎂-18的性質(zhì)。
研究人員表示,雖然他們無(wú)法直接進(jìn)行測(cè)量,但是可以借此了解更多關(guān)于元素的形成過(guò)程。而且,通過(guò)使用粒子加速器制造越來(lái)越奇特的同位素,他們可以突破模型極限,解釋所有原子核是如何形成并保持在一起的,這反過(guò)來(lái)也有助于預(yù)測(cè)宇宙極端環(huán)境內(nèi)發(fā)生了什么。(記者劉霞)
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