211service.com
Zijn de tarieven voor nucleair verval afhankelijk van de temperatuur?
In 1913 maten Pierre Curie en M. Kamerlingh Onnes de vervalsnelheid van radium bij kamertemperatuur en na afkoeling in vloeibare waterstof. Hun conclusie was dat de vervalsnelheid volledig onafhankelijk was van de temperatuur. Sindsdien hebben talloze onderzoeken aangetoond dat alfa- en bètaverval niet worden beïnvloed door externe omstandigheden zoals temperatuur, luchtdruk of het omringende materiaal. Daarentegen is bekend dat verval dat voortgaat door elektronenvangst gevoelig is voor hun omgeving en daarom in een andere categorie is geplaatst.
De laatste jaren dreigden echter een aantal nieuwe resultaten dit beeld te doen omslaan. Verschillende groepen hebben aangetoond dat de snelheid van het verval van alfa, bèta en elektronenvangst allemaal afhangt van de temperatuur en of ze in een isolerend of geleidend materiaal zijn geplaatst. Dat is spannend omdat het de mogelijkheid vergroot om radioactieve afvalproducten te behandelen. Maar het roept ook een probleem op voor deeltjesfysici wiens hele standaardmodel ervan uitgaat dat vervalsnelheden niet kunnen worden beïnvloed door externe factoren.
De afwijkende resultaten zijn raadselachtig. Een groep ontdekte dat de alfa-emitter polonium-210, wanneer geplaatst in een koperen container bij 12 graden Kelvin, een halfwaardetijd had die zes procent korter was dan bij kamertemperatuur. Een ander rapport beweerde dat de halfwaardetijd van de bèta(-)straler, goud -198, 3,6 procent langer was bij 12 graden Kelvin dan bij kamertemperatuur. En weer een andere groep toonde aan dat de halfwaardetijd van beryllium-7, dat vervalt door elektronenvangst, afhangt van het materiaal waarin het is geplaatst, toenemend met 0,9 procent in palladium bij 12 graden Kelvin en met 0,7 procent in indium bij 12 graden Kelvin. Er is zelfs een theorie om uit te leggen wat er aan de hand is: dat een temperatuurafhankelijk afschermeffect in metalen containers de elektronenvangst beïnvloedt. Dit zou natuurlijk van invloed moeten zijn op alle kernen die op deze manier vervallen.
En als deze verwarrende beweringen niet moeilijk genoeg zijn om te verteren, beweert een andere groep dat: vervalsnelheid wordt beïnvloed door de afstand van de aarde tot de zon .
Wat is er in hemelsnaam aan de hand?
Tegenwoordig keert de normale service terug met een rapport over de vervalsnelheden in een metalen gastheer van ruthenium-97 door elektronenvangst en ruthenium-103 en rhodium-105, beide door bèta (-) emissie. John Hardy en vrienden van het Cyclotron Institute aan de Texas A&M University maten de vervalsnelheden van dit spul bij kamertemperatuur en bij 19 graden Kelvin met een precisie die in de meeste gevallen veel hoger was dan alle eerdere experimenten.
Hun resultaten? Zip, zilch, nul. Ze vonden geen temperatuurafhankelijkheid in hun gegevens.
De conclusies die uit dit resultaat kunnen worden getrokken, bieden een interessant inzicht in de aard van het wetenschappelijke proces, waarbij het maar al te gemakkelijk is om nulresultaten te negeren.
Hoewel Hardy en zijn groep erop wijzen dat ze geen commentaar kunnen geven op de validiteit van de resultaten van andere groepen, heeft hun nulresultaat een significante invloed op de status van het screeningseffect. Uit hun experiment blijkt dat het screeningseffect niet geldt voor ruthenium-97 en dus geen algemeen verschijnsel kan zijn. Dat is een belangrijke bevinding die de theoretici terug naar hun schoolborden zal doen rennen.
Misschien nog belangrijker is het effect van dit resultaat op deeltjesfysici, die hun potloden hebben geslepen ter voorbereiding op het herschrijven van hun leerboeken, mocht het vooruitzicht van een temperatuurafhankelijkheid, of een andere afhankelijkheid, de kop opsteken.
Tegenwoordig lijkt het alsof ze rustig kunnen uitrusten. Tenminste, tot het volgende salvo in dit debat.
Referentie: arxiv.org/abs/0910.4338 : Halfwaardetijd van het elektronenopname-verval van Ru-97: Precisiemeting toont geen temperatuurafhankelijkheid