Forscher beobachten neues Isotop des Fluors
Forscher der Washington University in St. Louis berichteten in der Zeitschrift Physical Review Letters über die ersten Beobachtungen einer neuen Form von Fluor, dem Isotop 13F.
Diagramm der Nuklide, das die von Robert J. Charity und Lee G. Sobotka entdeckten Isotope in grün zeigt (stabile Isotope sind durch schwarze Quadrate gekennzeichnet, und die Protonen-Tropflinie ist in blau dargestellt). Das neue Fluorisotop, 13F, ist am weitesten von der Drip-Linie entfernt.
Robert J. Charity, Washington University in St. Louis
Sie machten ihre Entdeckung im Rahmen eines Experiments, das am National Superconducting Cyclotron Laboratory der Michigan State University (MSU) durchgeführt wurde.
Fluor ist das chemisch reaktivste Element im Periodensystem. Nur ein Isotop des Fluors kommt natürlich vor, das stabile Isotop 19F. Das neue Isotop, 13F, ist vier Neutronen von der Protonenabfalllinie entfernt, der Grenze, die den Bereich abgrenzt, jenseits dessen Atomkerne durch die Emission eines Protons zerfallen.
Robert J. Charity, Forschungsprofessor für Chemie in Arts & Sciences, und Lee G. Sobotka, Professor für Chemie und für Physik, arbeiteten mit Gruppen der MSU, der Western Michigan University und der University of Connecticut zusammen, um diese Entdeckung zu machen.
"Das Studium exotischer Kerne mit einem so großen Überschuss an Neutronen oder Protonen ist von großem Interesse für das Verständnis der Synthese von Elementen, auch wenn ihre Lebenszeit extrem kurz ist", sagte Charity. "Viele dieser Isotope haben exotische Eigenschaften."
Das Isotop 13Fist das fünfte neue Isotop, das Charity und Sobotka gemeinsam entdeckt haben.
"Alle neuen Isotope sind sehr protonenreich und instabil bei der Emission von Protonen", sagte Charity. "Die energiereichsten Protonen in diesen Isotopen können durch die Coulombbarriere tunneln und entkommen."
Der ursprüngliche Zweck des Experiments, so Charity, war die Herstellung eines neuen Isotops von Sauerstoff, genannt "federleichter Sauerstoff", eine technische Errungenschaft, über die zuvor in Physical Review Letters berichtet wurde. Nachdem sie diese Entdeckung gemacht hatten, gingen die Forscher ihre Daten noch einmal mit großer Sorgfalt durch und kitzelten Beweise für 13Fheraus.
Das neue Isotop des Fluors wurde durch eine Ladungsaustauschreaktion mit einem Strahl aus 13Oerzeugt. (Dabei wird ein Neutron im 13Oentfernt und durch ein Proton ersetzt.)
"Solche Ladungsaustauschreaktionen wurden in der Vergangenheit typischerweise nicht für die Erzeugung der sehr protonenreichen Isotope verwendet", so Charity. "Wir planen jedoch bereits die Suche nach einem weiteren neuen Isotop mit diesem Reaktionsmechanismus."
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