NIEUW NIKKEL-ISOTOOP HEEFT EEN DUBBEL MAGISCHE KERN

Een groep van Franse, Poolse en Roemeense onderzoekers is er in geslaagd een nieuw isotoop van nikkel te maken. Dit isotoop, nikkel-48, heeft atoomkernen die uit 28 protonen en slechts 20 neutronen bestaan. De kernen zijn dus veel lichter dan die van het in de natuur voorkomende nikkel, die (behalve uit 28 protonen) uit 30 tot 36 neutronen bestaan. Ze zijn bovendien niet stabiel en vallen in een fractie van een seconde uiteen in kleinere kernen. Het bijzondere van de nieuwe atoomkern is dat hij geheel gevulde protonen- en neutronenschillen heeft: het is een `dubbel- magische kern'.

De kernen van nikkel-48 werden gemaakt door met de versneller van het Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL) in Caen, Frankrijk, een bundel nikkel-58-ionen op een vast doelwit van nikkel te schieten. De hierbij ontstane atomaire brokstukken werden in een gasstraal razendsnel naar een detector geleid en geanalyseerd. Deze grote snelheid was nodig om de aard van de kernen te kunnen vaststellen voordat ze weer uiteen waren gevallen. Na tien dagen bombarderen hadden de onderzoekers vier kernen van nikkel-48 gedetecteerd.

Net zoals elektronen zich in verschillende energieniveaus of `schillen' rond hun atoomkern bevinden, zijn ook in een atoomkern de kerndeeltjes - protonen en neutronen - in een soort schillen georganiseerd. Wanneer zo'n schil het maximaal mogelijke aantal kerndeeltjes bevat, is de kern het meest stabiel: net zoals atomen met geheel gevulde elektronenschillen stabieler zijn dan atomen met niet gevulde schillen. Die maximale aantallen, respectievelijk 2, 8, 20, 28,50, 82 en 126, worden magische getallen genoemd en de betreffende kernen magische kernen. Als zowel het aantal protonen als het aantal neutronen een magisch getal is, heet zo'n atoomkern een dubbel-magische kern.

Van de ongeveer 2500 bekende isotopen hadden er tot voor kort negen een dubbel magische kern. Nikkel-48 is nummer tien en volgens de Cern Courier van april is het waarschijnlijk tevens de laatste die met behulp van de huidige technieken te detecteren is. Sommige modellen hadden voorspeld dat de kernen van nikkel-48 al zo onstabiel zouden zijn dat zij al lang weer uit elkaar waren gevallen alvorens te zijn gedetecteerd. De detecties laten nu een beduidend `langere' levensduur zien: ongeveer een tweemiljoenste seconde. Maar volgende kandidaten met een dubbel-magische kern bestaan waarschijnlijk zo kort dat ze met de huidige technieken niet meer te detecteren zijn.

    • George Beekman