Pour la première fois, une équipe de recherche de l’Université de Cologne a observé la désintégration par capture électronique du technétium-98, un isotope de l’élément chimique technétium (Tc). La désintégration par capture d'électrons est un processus dans lequel un noyau atomique « capture » un électron de sa coque interne. L'électron fusionne avec un proton dans le noyau pour former un neutron, transformant ainsi l'élément en un autre. Le groupe de travail du département de Chimie Nucléaire a ainsi confirmé une hypothèse théorique vieille de plusieurs décennies.
Les résultats contribuent à une compréhension plus complète des processus de désintégration du technétium et étendent le tableau des nucléides – le « tableau périodique nucléaire ». L'étude a été publiée sous le titre « Electron-capture decay of 98Tc » dans le journal Examen physique C.
Dès les années 1990, des chercheurs soupçonnaient que le technétium 98 pouvait également se désintégrer en capturant un électron, mais aucune preuve n'a pu être trouvée, car cet isotope n'est disponible qu'en quantités extrêmement faibles. Pour la présente étude, l’équipe de recherche de Cologne a utilisé environ trois grammes de technétium-99, qui contient d’infimes traces de l’isotope rare technétium-98 (environ 0,06 microgrammes).
À la station de mesure Clover de l'Institut de physique nucléaire, qui détecte les rayons gamma caractéristiques, environ 40 000 désintégrations de capture d'électrons ont été enregistrées en 17 jours. Ce succès a été obtenu grâce à un blindage en plomb spécialement conçu qui supprime presque complètement le rayonnement intense du technétium-99. En conséquence, les chercheurs ont pu pour la première fois détecter clairement le signal extrêmement rare du technétium-98.
Les mesures ont montré que le technétium-98 se désintègre principalement en isotope ruthénium-98, mais que dans environ 0,3 % des cas, il se transforme également en molybdène-98 par capture d'électrons.
« Pour nous, cela représente une contribution modeste mais significative à une compréhension plus large de la physique nucléaire », déclare le chef du groupe, le Dr Erik Strub, du département de chimie de l'université de Cologne. « De telles preuves précises nous aident à mieux comprendre la stabilité et la structure des noyaux atomiques et à compléter progressivement la carte des nucléides pièce par pièce. »
L'étude élargit la compréhension fondamentale des processus de désintégration nucléaire. Dans les travaux futurs, l’équipe vise à étudier des processus de désintégration rares similaires dans les nucléides voisins afin de révéler des tendances systématiques dans le diagramme des nucléides. Dans la prochaine édition de cette carte, un nouveau coin rouge sera ajouté au champ de technétium-98 pour symboliser la voie de désintégration nouvellement confirmée.
