日本科學家使放射性元素加快衰變

2021-01-08 中國科學院

    新華社北京9月19日電 放射性元素的衰變速度一向被認為是固定不變的,即使偶爾有變化也極其微小。但日本科學家最近成功地使鈹7原子的衰變速度加快了1%左右,這是迄今人類對元素衰變速度造成的最大變化。有關方法將來可能用於更有效地處理核廢料。

    元素種類取決於原子核裡的質子數目。放射性元素的原子核有時會吸收或釋放出粒子,導致質子增加或減少,變成另一種元素,稱為衰變。衰變速度通常是穩定的,每種元素隔一定的時間,就會有一半的原子核衰變,這個時間稱為半衰期。

    鈹7原子核裡有4個質子、3個中子,它可能從周圍環境中吸收一個電子,與一個質子結合,使帶正電的質子變成不帶電的中子。這樣,原子核就變成由3個質子、4個中子組成的鋰7原子核。科學家設想,使周圍環境裡的電子增多,鈹7原子核吸收電子的機會就可能變大,從而加快衰變。

    日本東北大學的科學家在最新一期《物理評論通訊》雜誌上報告說,他們根據這一設想,把鈹7原子關在充滿電子的「分子籠子」裡,加快了其衰變速度。這種「分子籠子」是很大的球形籠狀碳分子,稱為布基球。科學家通過核反應製造出含有很高能量的鈹7原子,使它們能穿透布基球的「牆壁」,進入充滿電子的「籠子」內部。觀察發現,布基球內部的鈹7半衰期為52.5天,而純淨的鈹7本來的半衰期為53天。

    用類似方法使核廢料裡的放射性元素加快衰變,可減少放射汙染,但這種思路離實用還有很遠的距離。核廢料裡某些元素的半衰期長達幾十萬年甚至幾百萬年,使之縮短1%於事無補。但科學家說,通過對放射性物質進行高度壓縮等方法,可能大大縮短半衰期。

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