Технеций-98 поглотил собственный электрон — впервые зафиксирован редчайший тип радиоактивного распада

Исследователи Кёльнского университета впервые зафиксировали редкий процесс радиоактивного распада изотопа технеция-98. Они подтвердили, что этот нестабильный элемент способен переходить в другое состояние через электронный захват — когда атомное ядро притягивает электрон с внутренней оболочки, и тот соединяется с протоном, образуя нейтрон. В результате уменьшается заряд ядра, и элемент превращается в другой. Тем самым учёные подтвердили гипотезу, выдвинутую ещё несколько десятилетий назад.

Это открытие уточняет представления о механизмах превращения атомных ядер и дополняет таблицу нуклидов — систему, отражающую все известные стабильные и радиоактивные изотопы.

Идея о возможности такого перехода обсуждалась с 1990-х годов, однако подтвердить её долго не удавалось: технеций-98 встречается исключительно редко и существует в ничтожно малых количествах. Для эксперимента команда использовала три грамма технеция-99, содержащего примерно шестьдесят нанограммов нужного изотопа.

Наблюдения проводились на установке Clover Института ядерной физики, оснащённой высокочувствительными детекторами гамма-излучения. За 17 дней зарегистрировано около 40000 актов электронного захвата. Ключевым техническим достижением стало применение многослойного свинцового экрана, который практически полностью устранил фоновое излучение от основного изотопа технеция-99. Это позволило чётко выделить сигналы, соответствующие крайне редким превращениям технеция-98.

Анализ показал, что изотоп преимущественно переходит в рутений-98, а примерно в трёх десятых процента случаев — в молибден-98. Такой вариант ранее существовал лишь в теоретических расчётах, теперь же получил экспериментальное подтверждение. В ядерной карте появится новая отметка, отражающая этот дополнительный путь распада.

Руководитель проекта, физик-химик Эрик Штруб, подчеркнул, что результаты подобного рода имеют принципиальное значение для понимания устойчивости ядер и их энергетической структуры. Каждое новое наблюдение уточняет границы стабильности и помогает объяснить, какие комбинации протонов и нейтронов могут существовать в природе.

Следующий этап исследований будет посвящён изотопам близкой массы — например, рутению-97 и молибдену-99. Учёные рассчитывают выявить общие закономерности поведения этих ядер и тем самым уточнить принципы, определяющие границы устойчивости материи. В будущем версия таблицы нуклидов пополнится новой ячейкой для технеция-98 — теперь уже с подтверждённым типом радиоактивного перехода.