Prima pagină Stiinta

Oamenii de ştiinţă americani au demonstrat, ÎN PREMIERĂ, motivul pentru care plutoniul nu poate avea proprietăţi magnetice

Alin Motogna 05.28.2016 | ● Vizualizări: 2989
Plutoniu-238 (Foto:yaabot.com)     + zoom
Galerie foto (1)

Rezultatele experimentului realizat de specialiştii americani vor ajuta la prezicerea modului în care s-ar putea comporta materialele nou-descoperite.

Plutoniul nu este un metal obişnuit, deoarece dacă încercaţi să îl ataşaţi de un magnet, nu veţi reuşi. Această caracteristică, susţine un grup de cercetători americani, este legată de activitatea electronilor care înconjoară fiecare nucleu atomic al acestui element chimic. 
 
Electronii se rotesc în jurul nucleelor atomilor, în cadrul unor structuri cunoscute sub numele de orbitali. Fiecare orbital poate conţine un anumit număr maxim de electroni. În mod obişnuit, numărul electronilor din orbitalul cel mai îndepărtat al atomului unui metal este fix. De exemplu, în cazul cuprului există numai un singur electron, iar în cazul fierului sunt doi electroni. Atunci când atomul nu este influenţat de un anumit tip de energie, electronii care îl înconjoară se află într-o stare în care au energia cea mai scăzută. În limbajul de specialitate, această stare a atomului este cunoscută sub numele de  stare fundamentală.
 
Pentru a afla cum se comportă electronii de plutoniu în această stare, o echipă de specialişti din cadrul Los Alamos National Laboratory, SUA, condusă de Marc Janoschek, a propulsat neutroni pe un eşantion de plutoniu. Atât neutronii cât şi electronii au câmpuri magnetice, iar acele câmpuri au, la rândul lor, momente magnetice. Un moment magnetic se referă la cantitatea şi direcţia forţei necesare pentru a alinia un obiect într-un câmp magnetic. Pe parcurs ce momentele neutronilor şi electronilor au interacţionat, echipa de cercetare a observat o caracteristică a stării fundamentale a electronilor, care a relevat numărul de electroni din orbitalul exterior.
 
Acesta a fost momentul în care savanţii şi-au dat seama că plutoniul ar putea avea patru, cinci sau şase electroni în acel orbital al atomului aflat în stare fundamentală. Oamenii de ştiinţă care au încercat până acum să explice această proprietate neobişnuită a elementului chimic spuneau că numărul acelor electroni era fix. 
 
De data aceasta, specialiştii americani au demonstrat că, de fapt, numărul electronilor ,,oscilează între cele trei configuraţii, fiind în toate cele trei în acelaşi timp". Oamenii de ştiinţă susţin că această fluctuaţie poate explica lipsa magnetismului în cazul plutoniului.
 
Proprietatea magneţilor de a atrage metale este dată de numărul impar al electronilor din structura lor. Fiecare electron se manifestă ca un mic magnet având cu un pol pozitiv şi unul negativ. Cu cât există mai mulţi electroni într-un orbital, cu atât ei se grupează astfel încât polul pozitiv al unuia dintre ei să se afle în legătură cu cel negativ al celuilalt. În acest fel, toate câmpurile magnetice sunt neutralizate. 
 
Există, însă, cazuri în care electronii nu se pot grupa. De exemplu, atunci când un atom de fier se află într-un câmp magnetic, electronii nepereche din structura sa se aliniează, creând un câmp magnetic agregat şi atrăgând alţi magneţi. 
 
Deoarece numărul de electroni din orbitalul exterior al atomului de plutoniu se schimbă constant, electronii nepereche nu se vor alinia şi, astfel, nu se va forma niciodată un câmp magnetic. Acesta este motivul pentru care plutoniul nu are proprietăţi magnetice. 
 
Rezultatele experimentului realizat de Janoschek şi echipa sa de cercetare nu au dovedit doar o proprietate neobişnuită a plutoniului. Atât metoda matematică folosită în timpul studiului, cât şi descoperirea caracteristicilor ieşite din comun ale electronilor din structura atomului de plutoniu îi vor ajuta pe oamenii de ştiinţă să prezică modul în care s-ar putea comporta materialele nou-descoperite. 
 
 
 
                                             Oamenii de ştiinţă au găsit o metodă profitabilă de reutilizare a deşeurilor nucleare
 
                                             Ce s-ar întâmpla dacă am uni toate elementele din tabelul lui Mendeleev într-unul singur?