Traagste radioactieve verval ooit gemeten

Het element xenon is bekend van de felle gasontladingslampen.  beeld Wikimedia, Alchemist-hp

In het ondergrondse Gran Sasso-laboratorium in Italië is het traagste radioactieve verval ooit gemeten. De halfwaardetijd van Xenon-124 is 18 miljard biljoen jaar.

„Naar menselijke maatstaven noem je zoiets gewoon stabiel, maar er is echt meetbaar verval”, zegt een van de onderzoekers Patrick Decowski, hoogleraar natuurkunde van de Universiteit van Amsterdam. Het artikel is donderdag gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Nikhef

De metingen zijn gedaan aan een zeldzame vorm van het element xenon: het isotoop Xe-124. In het experiment zat tijdens de metingen 3,2 ton ijskoud vloeibaar xenon, waarvan van nature een deel Xe-124 is.

In een halfjaar meettijd zagen de wetenschappers in dat volume xenon welgeteld 126 keer een verval. Dat was voldoende voor een goede schatting van de halfwaardetijd van het verval: de tijd waarin het aantal radioactieve kernen is gehalveerd. Decowski: „Dat we een betrouwbare waarde vinden, geeft vooral ook aan hoe precies we dit soort effecten kunnen meten.”

In Xe-124 komt zogeheten double electron capture voor, een zeldzaam radioactief verval waarbij twee protonen in de atoomkern tegelijk een elektron uit de binnenste schil van het atoom invangen. Daarbij worden de protonen in de kern omgezet in neutronen, zodat een heel nieuw chemisch element ontstaat: tellurium. Bij het proces komen ook twee neutrino’s vrij.

De metingen dienen behalve het halen van een meetrecord ook een wetenschappelijk belang, zegt Decowski. „Het atoomkernmodel voor een groot atoom als xenon is nogal ad hoc beschreven. Met meer meetgegevens kunnen we dat model verbeteren.”