stringtranslate.com

Изотопы рентгения

Рентгений ( 111 Rg) является синтетическим элементом , и поэтому стандартный атомный вес не может быть указан. Как и все синтетические элементы, он не имеет стабильных изотопов . Первым изотопом, который был синтезирован, был 272 Rg в 1994 году, который также является единственным напрямую синтезированным изотопом; все остальные являются продуктами распада более тяжелых элементов. Известно семь радиоизотопов с массовыми числами 272, 274 и 278–282. Самым долгоживущим изотопом является 282 Rg с периодом полураспада около 2 минут, хотя неподтвержденные 283 Rg и ​​286 Rg могут иметь более длинные периоды полураспада около 5,1 минуты и 10,7 минуты соответственно.

Список изотопов


  1. ^ ( ) – Неопределенность (1 σ ) приводится в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  2. ^ # – Атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из тенденций от поверхности массы (TMS).
  3. ^ Способы распада:
  4. ^ # – Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из тенденций соседних нуклидов (TNN).
  5. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается как продукт распада 278 Nh
  6. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается как продукт распада 282 Nh
  7. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 287 Mc
  8. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 288 Mc
  9. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 293 Ts
  10. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 294 Ts
  11. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 287 Fl; не подтверждено
  12. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 290 Fl и 294 Lv; не подтверждено

Изотопы и ядерные свойства

Нуклеосинтез

Сверхтяжелые элементы , такие как рентгений, производятся путем бомбардировки более легких элементов в ускорителях частиц , которые вызывают реакции синтеза . В то время как самый легкий изотоп рентгения, рентгений-272, может быть синтезирован непосредственно таким образом, все более тяжелые изотопы рентгения наблюдались только как продукты распада элементов с более высокими атомными номерами . [8]

В зависимости от задействованных энергий реакции синтеза можно разделить на «горячие» и «холодные». В реакциях горячего синтеза очень легкие, высокоэнергетические снаряды ускоряются в направлении очень тяжелых мишеней ( актинидов ), что приводит к образованию сложных ядер с высокой энергией возбуждения (~40–50  МэВ ), которые могут либо делиться, либо испарять несколько (от 3 до 5) нейтронов. [9] В реакциях холодного синтеза полученные слитые ядра имеют относительно низкую энергию возбуждения (~10–20 МэВ), что снижает вероятность того, что эти продукты подвергнутся реакциям деления. Поскольку слитые ядра охлаждаются до основного состояния , им требуется испускание только одного или двух нейтронов, и, таким образом, допускается генерация более богатых нейтронами продуктов. [8] Последнее является отличной концепцией от той, где ядерный синтез, как утверждается, достигается при условиях комнатной температуры (см. холодный синтез ). [10]

В таблице ниже приведены различные комбинации мишеней и снарядов, которые могут быть использованы для формирования составных ядер с Z=111.

Холодный синтез

До первого успешного синтеза рентгения в 1994 году командой GSI , команда Объединенного института ядерных исследований в Дубне , Россия, также пыталась синтезировать рентгений путем бомбардировки висмута-209 никелем-64 в 1986 году. Атомы рентгения не были идентифицированы. После модернизации своих установок команда GSI успешно обнаружила 3 ​​атома 272 Rg в своем эксперименте по открытию. [11] Еще 3 атома были синтезированы в 2002 году . [12] Открытие рентгения было подтверждено в 2003 году, когда команда RIKEN измерила распады 14 атомов 272 Rg. [13]

Тот же изотоп рентгения был также обнаружен американской группой в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (LBNL) в реакции:

208
82свинец
+65
29Cu
→272
111Рг
+
н

Эта реакция была проведена в рамках их исследования снарядов с нечетным атомным числом в реакциях холодного синтеза. [14]

Реакция 205 Tl( 70 Zn,n) 274 Rg была опробована командой RIKEN в 2004 году и повторена в 2010 году в попытке обеспечить открытие ее родительского 278 Nh: [15]

205
81Тл
+70
30Zn
→274
111Рг
+
н

Из-за слабости таллиевой мишени им не удалось обнаружить атомы 274 Rg. [15]

Как продукт распада

Все изотопы рентгения, за исключением рентгения-272, были обнаружены только в цепочках распада элементов с более высоким атомным номером , таких как нихоний . В настоящее время у нихония есть шесть известных изотопов, и еще два неподтвержденных; все они подвергаются альфа-распаду, становясь ядрами рентгения с массовыми числами от 274 до 286. Родительские ядра нихония могут сами быть продуктами распада московия и теннессина , а также (через неподтвержденные ветви) флеровия и ливермория . [19] Например, в январе 2010 года группа из Дубны ( ОИЯИ ) идентифицировала рентгений-281 как конечный продукт распада теннессина через последовательность альфа-распада: [16]

293
117Тс
→289
115Мак
+4
2Он
289
115Мак
→285
113Нч
+4
2Он
285
113Нч
→281
111Рг
+4
2Он

Ядерная изомерия

274 Рг

Два атома 274 Rg были обнаружены в цепочке распада 278 Nh. Они распадаются путем альфа-излучения , испуская альфа-частицы с разными энергиями, и имеют разное время жизни. Кроме того, две полные цепочки распада кажутся разными. Это предполагает наличие двух ядерных изомеров, но требуются дальнейшие исследования. [18] [ неудавшаяся проверка ]

272 Рг

Были обнаружены четыре альфа-частицы, испущенные 272 Rg с энергиями 11,37, 11,03, 10,82 и 10,40 МэВ. GSI измерил, что 272 Rg имеет период полураспада 1,6 мс, в то время как недавние данные RIKEN дали период полураспада 3,8 мс. Противоречивые данные могут быть связаны с ядерными изомерами, но текущих данных недостаточно, чтобы прийти к каким-либо твердым назначениям. [11] [13]

Химические выходы изотопов

Холодный синтез

В таблице ниже приведены сечения и энергии возбуждения для реакций холодного синтеза, производящих изотопы рентгения напрямую. Данные, выделенные жирным шрифтом, представляют собой максимумы, полученные из измерений функции возбуждения. + представляет собой наблюдаемый выходной канал.

Теоретические расчеты

Поперечные сечения остатков испарения

В таблице ниже приведены различные комбинации мишеней-снарядов, для которых расчеты дали оценки выходов сечения из различных каналов испарения нейтронов. Приведен канал с самым высоким ожидаемым выходом.

DNS = двуядерная система; σ = поперечное сечение

Ссылки

  1. ^ abcd Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "Оценка ядерных свойств NUBASE2020" (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  2. ^ http://www.jinr.ru/posts/both-neutron-properties-and-new-results-at-she-factory/
  3. ^ ab Оганесян, Юрий Ц.; Абдуллин, Ф. Ш.; Александр, К.; Биндер, Дж.; и др. (2013-05-30). "Экспериментальные исследования реакции 249 Bk +  48 Ca, включая свойства распада и функцию возбуждения для изотопов элемента 117, и открытие нового изотопа 277 Mt". Physical Review C. 87 ( 054621). Американское физическое общество. Bibcode :2013PhRvC..87e4621O. doi :10.1103/PhysRevC.87.054621.
  4. ^ ab Hofmann, S.; Heinz, S.; Mann, R.; et al. (2016). «Замечания о барьерах деления SHN и поиске элемента 120». В Peninozhkevich, Yu. E.; Sobolev, Yu. G. (ред.). Exotic Nuclei: EXON-2016 Proceedings of the International Symposium on Exotic Nuclei . Exotic Nuclei. стр. 155–164. doi :10.1142/9789813226548_0024. ISBN 9789813226555.
  5. ^ ab Хофманн, С.; Хайнц, С.; Манн, Р.; и др. (2016). «Обзор сверхтяжелых ядер четных элементов и поиск элемента 120». The European Physics Journal A . 2016 (52): 180. Bibcode :2016EPJA...52..180H. doi :10.1140/epja/i2016-16180-4. S2CID  124362890.
  6. ^ abcdef Оганесян, Ю. Ц.; Утёнков, В. К.; Коврижных, НД; и др. (2022). "Новый изотоп 286Mc, полученный в реакции 243Am+48Ca". Physical Review C. 106 ( 64306): 064306. Bibcode : 2022PhRvC.106f4306O. doi : 10.1103/PhysRevC.106.064306 . S2CID  254435744.
  7. ^ Форсберг, Ю.; Рудольф, Д.; Андерссон, Л.-Л.; Ди Нитто, А.; Дюльманн, Ч.Э.; Фаландер, К.; Гейтс, Дж. М.; Голубев П.; Грегорич, Кентукки; Гросс, CJ; Герцберг, Р.-Д.; Хессбергер, ФП; Хуягбаатар Дж.; Крац, СП; Рыкачевский, К.; Сармьенто, LG; Шедель, М.; Якушев А.; Оберг, С.; Акерманн, Д.; Блок, М.; Брэнд, Х.; Карлссон, Б.Г.; Кокс, Д.; Деркс, X.; Добачевски Дж.; Эберхардт, К.; Эвен, Дж.; Герл, Дж.; и др. (2016). «События деления отдачи-α и деления отдачи-α–α, наблюдаемые в реакции 48Ca + 243Am». Ядерная физика A . 953 : 117–138. arXiv : 1502.03030 . Bibcode :2016NuPhA.953..117F. doi :10.1016 /j.nuclphysa.2016.04.025.S2CID 55598355  .
  8. ^ ab Армбрустер, Питер и Мюнценберг, Готтфрид (1989). «Создание сверхтяжелых элементов». Scientific American . 34 : 36–42.
  9. ^ Барбер, Роберт К.; Геггелер, Хайнц В.; Кароль, Пол Дж.; Накахара, Хиромичи; Вардачи, Эмануэле; Фогт, Эрих (2009). «Открытие элемента с атомным номером 112 (Технический отчет ИЮПАК)». Чистая и прикладная химия . 81 (7): 1331. doi : 10.1351/PAC-REP-08-03-05 .
  10. ^ Флейшманн, Мартин; Понс, Стэнли (1989). «Электрохимически индуцированный ядерный синтез дейтерия». Журнал электроаналитической химии и межфазной электрохимии . 261 (2): 301–308. doi :10.1016/0022-0728(89)80006-3.
  11. ^ Аб Хофманн, С.; Нинов В.; Хессбергер, ФП; Армбрустер, П.; Фолджер, Х.; Мюнценберг, Г.; Шотт, HJ; Попеко, АГ; и др. (1995). «Новый элемент 111». Zeitschrift für Physik A. 350 (4): 281–282. Бибкод : 1995ZPhyA.350..281H. дои : 10.1007/BF01291182. S2CID  18804192.
  12. ^ Хофманн, С.; Хессбергер, Ф. П.; Аккерманн, Д.; Мюнценберг, Г.; Анталич, С.; Кагарда, П.; Киндлер, Б.; Кожухарова, Дж.; и др. (2002). «Новые результаты по элементам 111 и 112». The European Physical Journal A. 14 ( 2): 147–157. Bibcode : 2002EPJA...14..147H. doi : 10.1140/epja/i2001-10119-x. S2CID  8773326.
  13. ^ Аб Морита, К.; Моримото, КК; Кадзи, Д.; Гото, С.; Хаба, Х.; Идегути, Э.; Канунго, Р.; Катори, К.; Кура, Х.; Кудо, Х.; Ониши, Т.; Одзава, А.; Питер, Джей Си; Суда, Т.; Суэки, К.; Танихата, И.; Токанай, Ф.; Сюй, Х.; Еремин А.В.; Йонеда, А.; Ёсида, А.; Чжао, Ю.-Л.; Чжэн, Т. (2004). «Состояние исследований тяжелых элементов с использованием GARIS в RIKEN». Ядерная физика А . 734 : 101–108. Бибкод : 2004NuPhA.734..101M. doi :10.1016/j.nuclphysa.2004.01.019.
  14. ^ Folden, CM; Gregorich, K.; Düllmann, Ch.; Mahmud, H.; Pang, G.; Schwantes, J.; Sudowe, R.; Zielinski, P.; et al. (2004). "Development of an Odd-Z-Projectile Reaction for Heavy Element Synthesis: 208Pb(64Ni,n)271Ds and 208Pb(65Cu,n)272111" (PDF) . Physical Review Letters . 93 (21): 212702. Bibcode :2004PhRvL..93u2702F. doi :10.1103/PhysRevLett.93.212702. PMID  15601003.
  15. ^ ab Morimoto, Kouji (2016). "Открытие элемента 113 в RIKEN" (PDF) . www.physics.adelaide.edu.au . 26-я Международная конференция по ядерной физике . Получено 14 мая 2017 г. .
  16. ^ abc Оганесян, Юрий Ц.; Абдуллин, Ф. Ш.; Бейли, ПД; и др. (2010-04-09). "Синтез нового элемента с атомным номером Z=117". Physical Review Letters . 104 (142502): 142502. Bibcode :2010PhRvL.104n2502O. doi : 10.1103/PhysRevLett.104.142502 . PMID  20481935.
  17. ^ abc Оганесян, Ю. Ц.; Пенионжкевич, Ю. Е.; Черепанов, Е. А. (2007). "Самые тяжелые ядра, полученные в реакциях, вызванных 48 кальцием (свойства синтеза и распада)". Труды конференции AIP . Т. 912. С. 235–246. doi :10.1063/1.2746600.
  18. ^ Аб Морита, Косуке; Моримото, Кодзи; Кадзи, Дайя; Акияма, Такахиро; Гото, Син-ичи; Хаба, Хиромицу; Идегути, Эйдзи; Канунго, Ритупарна; Катори, Кенджи; Кура, Хироюки; Кудо, Хисааки; Ониши, Тецуя; Одзава, Акира; Суда, Тошими; Суэки, Кейсуке; Сюй, Хушань; Ямагучи, Такаюки; Йонеда, Акира; Ёсида, Ацуши; Чжао, ЮЛян (2004). «Опыт по синтезу элемента 113 в реакции 209 Bi( 70 Zn,n) 278 113». Журнал Физического общества Японии . 73 (10): 2593–2596. Библиографический код : 2004JPSJ...73.2593M. doi : 10.1143/JPSJ.73.2593.
  19. ^ Сонцогни, Алехандро. "Интерактивная карта нуклидов". Национальный центр ядерных данных: Брукхейвенская национальная лаборатория. Архивировано из оригинала 2012-12-11 . Получено 2008-06-06 .
  20. ^ abcd Feng, Z.; Jin, G.; Li, J. (2009). "Производство новых сверхтяжелых ядер Z=108–114 с мишенями 238 U, 244 Pu и 248,250 Cm". Physical Review C. 80 ( 5): 057601. arXiv : 0912.4069 . doi :10.1103/PhysRevC.80.057601. S2CID  118733755.