Aktuality

Experimentálny tím v CERNe, ktorého súčasťou boli aj Martin Venhart z Fyzikálneho ústavu SAV a Stanislav Antalic z FMFI UK, po prvý krát experimentálne stanovil hodnotu ionizačného potenciálu astátu.

Astát je jedným z najzriedkavejších chemických prvkov, ktoré sa vyskytujú v zemskej kôre. Nemá stabilný izotop a v prírode sa vyskytuje len v stopových množstvách ako produkt rádioaktívnej premeny uránu a tória. V dôsledku toho nebola doteraz, ako u jediného v prírode sa nachádzajúceho chemického prvku, experimentálne stanovená hodnota ionizačného potenciálu.

Zariadenie CERN-ISOLDE využíva infraštruktúru pred-urýchľovačov Veľkého hadrónového kolajdera (LHC) na produkciu zväzkov rádioaktívnych izotopov. Protóny s energiou 1,4 GeV bombardujú masívny uránový terč. Tieto zrážky produkujú širokú paletu jadier rôznych chemických prvkov a ich izotopov. Vplyvom vysokej teploty (2000 ^oC), na ktorej je terč trvale udržiavaný, jadrá difundujú dovnútra kovovej dutiny. Následne je aplikované laserové žiarenie, ktoré selektívne ionizuje neutrálne atómy konkrétneho chemického prvku, vzhľadom na použitú, presne definovanú vlnovú dĺžku laseru. Vzniknuté kladné ióny sú extrahované a urýchlené elektrickým poľom a následne hmotnostne separované systémom magnetických polí. Výsledkom je izotopicky čistý zväzok iónov, ktoré sú privedené do detekčnej aparatúry. Aplikáciou tejto techniky a precíznym skenovaním vlnových dĺžok laseru bola zmeraná hodnota ionizačného potenciálu astátu 9,31751 eV.

Tento výsledok je veľmi dôležitý, nakoľko ionizačný potenciál zásadným spôsobom určuje chemické vlastnosti zlúčenín astátu. Izotop astátu ²¹¹At je jedným z mála vhodných kandidátov na rádiofarmakum pre liečbu malígnych nádorov cielenou terapiou alfa časticami. Takáto terapia má niekoľko špecifických výhod. Alfa častice deponujú v látkovom prostredí veľké množstvo energie na malej dĺžke zhrum 0,05 mm, ktorá je porovnateľná z veľkosťou rakovinovej bunky. Na rozdiel od gamma žiarenia, voči ktorému sú rakovinové bunky pomerne imúnne, jediný alfa rozpad vo vnútri bunky je dostatočný na jej zničenie. Preto stačia minimálne množstvá rádiofarmaka.

Výsledok bol publikovaný v Nature Communications, http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n5/full/ncomms2819.html a následne sa mu venovala aj tlačová správa CERNu.

Kontakt: Martin Venhart, martin.venhart@sav.sk, mvenhart@cern.ch,+421 2 5941 0532

Foto: TREND