Quando il radiochimico Jennifer Shusterman ed i suoi colleghi hanno ottenuto i primi risultati del loro esperimento, nessuno si aspettava quello che avrebbero trovato: gli atomi di una versione modificata dell’elemento zirconio avevano assorbito tutti i neutroni.
“Le persone sono rimaste piuttosto sorprese e abbiamo avuto molte discussioni a riguardo“, afferma Shusterman, dell’Hunter College della City University di New York.
La fonte di questa confusione era lo zirconio-88. Questo è un elemento molto particolare, detto anche isotopo di zirconio, e si distingue per il numero di neutroni che contiene. Lo zirconio tipicamente contiene circa 50 neutroni, ma lo zirconio-88, che è radioattivo e non si trova naturalmente sulla Terra, ne meno del normale, circa 48.
Quando irradiato con neutroni a bassa energia da un reattore nucleare, ogni atomo di zirconio-88 ha un’alta probabilità di assorbire un neutrone nel suo nucleo, causando la trasformazione dell’elemento in un altro isotopo, lo zirconio-89.
Ci furono già esperimenti in passato
Questo risultato è stata la più alta probabilità di acquisizione di neutroni misurata in 70 anni. Solo un altro isotopo, xenon-135, è noto per la sua capacità di incalanare neutroni. Le versioni precedentemente studiate sullo zirconio sono molto più riluttanti ad assumere che esista la possibilità che questo materiale possa inglobare un altro neutrone. Parliamo di probabilità di assorbimento di circa un milionesimo rispetto a quelle dello zirconio-88, o meno.
Gli isotopi con una probabilità elevata di cattura dei neutroni possono essere utilizzati per controllare i reattori nucleari mediante il riempimento di neutroni liberi, rallentando la velocità delle reazioni. Ma non è chiaro se lo zirconio-88 troverà il suo scopo solo in questa applicazione.
Gli scienziati ancora non sanno perché certi isotopi hanno un’affinità così estrema per i neutroni. Un progetto attualmente in costruzione presso la Michigan State University di East Lansing, noto come Facility for Rare Isotope Beams, consentirà ad alcuni studiosi di studiare le proprietà di altri isotopi, quindi altre sorprese potrebbero essere in arrivo.