Поглощение медленных нейтронов цирконием-88 оказалось в сотни тысяч раз выше, чем предполагалось теоретически.
цирконий, 40-й элемент Периодической таблицы и переходный металл, характеризуется низкой сечением захвата медленных нейтронов – иначе говоря, слабой способностью улавливать свободные тепловые нейтроны. Благодаря этому циркониевые элементы находят применение в атомной энергетике, при изготовлении тепловыделяющих сборок реакторов.
На данный момент не существует единой теории, объясняющей, почему одни атомные ядра эффективнее захватывают тепловые нейтроны, чем другие. Однако, Дженнифер Шустерман (Jennifer Shusterman) и ее коллеги из Ливерморской национальной лаборатории установили, что способность циркония-88 к этому оказалась на сотни тысяч раз выше, чем предсказывалось теоретически. Этот изотоп характеризуется одним из самых больших в природе коэффициентов захвата этих частиц – приблизительно 861 барн, уступая по этому показателю только ксенону-135. Результаты исследования опубликованы в письме, опубликованном в журнале Nature.
Изотопы циркония, обладающие стабильностью, содержат от 50 до 54 нейтронов, тогда как в ядре циркония-88 их число составляет лишь 48. При захвате теплового нейтрона данное ядро трансформируется в цирконий-89, который является радиоактивным и подвержен распаду с испусканием гамма-лучей. Оценить потенциал использования этого изотопа сложно, поскольку его практическое применение зависит не только от физических характеристик, но и от таких аспектов, как удобство, безопасность, доступность, стоимость и другие.