Изотопы рентгения - Isotopes of roentgenium

Основные изотопы рентгений  (111Rg)
ИзотопРазлагаться
изобилиепериод полураспада (т1/2)Режимпродукт
279Rgсин0,1 сα275Mt
280Rgсин4 сα276Mt
281Rg[1][2]син17 сSF  (90%)
α (10%)277Mt
282Rg[3]син2 минα278Mt
283Rg[4]син5,1 мин?SF
286Rg[5]син10,7 мин?α282Mt

Рентгений (111Rg) является синтетический элемент, и, следовательно, стандартный атомный вес нельзя дать. Как и все синтетические элементы, в нем нет стабильные изотопы. Первый изотоп быть синтезированным было 272Rg в 1994 году, который также является единственным непосредственно синтезированным изотопом; все остальные продукты распада из нихоний, москва, и Tennessine, и возможно Copernicium, флеровий, и ливерморий. Известно 7 радиоизотопы из 272Rg к 282Rg. Самый долгоживущий изотоп - это 282Rg с период полураспада 2,1 минуты, хотя неподтвержденный 283Rg и 286Rg может иметь более длительный период полураспада, составляющий примерно 5,1 и 10,7 минут соответственно.

Список изотопов

Нуклид
ZNИзотопная масса (Да )
[n 1][n 2]		Период полураспада
Разлагаться
Режим
[n 3]		Дочь
изотоп
Вращение и
паритет
[n 4]
272Rg111161272.15327(25)#2,0 (8) мс
[3,8 (+ 14−8) мс]		α268Mt5+#, 6+#
274Rg[n 5]111163274.15525(19)#6,4 (+ 307−29) мсα270Mt
278Rg[n 6]111167278.16149(38)#4,2 (+ 75−17) мсα274Mt
279Rg[n 7]111168279.16272(51)#0,17 (+ 81-8) сα275Mt
280Rg[n 8]111169280.16514(61)#3,6 (+ 43−13) сα (87%)276Mt
EC (13%)[6]280Ds
281Rg[n 9]111170281.16636(89)#17 (+ 6−3) с[2]SF (90%)(разные)
α (10%)277Mt[2]
282Rg[n 10]111171282.16912(72)#2,1 (+ 1,4-0,6) мин[7]α278Mt
283Rg[n 11]111172283.17054(79)#5,1 мин?SF(разные)
286Rg[n 12]11117510,7 мин?α282Mt
  1. ^ () - Неопределенность (1σ) дается в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  2. ^ # - Атомная масса, отмеченная #: значение и погрешность, полученные не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов от массовой поверхности (ТМС ).
  3. ^ Режимы распада:
    EC:Электронный захват
    SF:Самопроизвольное деление
  4. ^ # - Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN ).
  5. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается как продукт распада из 278Nh
  6. ^ Непосредственно не синтезируется, возникает как продукт распада 282Nh
  7. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочка распада из 287Mc
  8. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 288Mc
  9. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 293Ц
  10. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 294Ц
  11. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 287Fl и возможно 299Убн; неподтвержденный
  12. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 290Fl и 294Lv; неподтвержденный

Изотопы и ядерные свойства

Нуклеосинтез

Сверхтяжелые элементы такие как рентгений, производятся путем бомбардировки более легких элементов в ускорители частиц что побуждает реакции синтеза. В то время как самый легкий изотоп рентгения, рентген-272, может быть синтезирован напрямую таким образом, все более тяжелые изотопы рентгения наблюдались только как продукты распада элементов с более высоким содержанием атомные номера.[8]

В зависимости от задействованных энергий реакции синтеза можно разделить на «горячие» или «холодные». В реакциях горячего синтеза очень легкие высокоэнергетические снаряды разгоняются по очень тяжелым целям (актиниды ), с образованием составных ядер при высоких энергиях возбуждения (~ 40–50МэВ ), которые могут либо делиться, либо испарять несколько (от 3 до 5) нейтронов.[9] В реакциях холодного синтеза образовавшиеся конденсированные ядра имеют относительно низкую энергию возбуждения (~ 10–20 МэВ), что снижает вероятность того, что эти продукты будут подвергаться реакциям деления. Когда слитые ядра охлаждаются до основное состояние, они требуют испускания только одного или двух нейтронов и, таким образом, позволяют производить больше продуктов, богатых нейтронами.[8] Последнее является концепцией, отличной от той, в которой ядерный синтез, как утверждалось, достигается при условиях комнатной температуры (см. холодный синтез ).[10]

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

ЦельСнарядCNРезультат попытки
205Tl70Zn275RgОтказ на сегодняшний день
208Pb65Cu273RgУспешная реакция
209Би64Ni273RgУспешная реакция
231Па48Ca279RgРеакция еще не предпринята
238U41K279RgРеакция еще не предпринята
244Пу37Cl281RgРеакция еще не предпринята
248См31п279RgРеакция еще не предпринята
250См31п281RgРеакция еще не предпринята

Холодный синтез

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

Тот же изотоп рентгения был обнаружен американской группой на Национальная лаборатория Лоуренса Беркли (LBNL) из реакции:

208
82Pb
 + 65
29Cu
 → 272
111Rg
 +
п

Эта реакция была проведена в рамках исследования снарядов со странным атомный номер в реакциях холодного синтеза.[14]

В 205Tl (70Zn, n)274Реакция RG была опробована командой RIKEN в 2004 году и повторена в 2010 году в попытке обеспечить обнаружение своего родительского объекта. 278Nh:[15]

205
81Tl
 + 70
30Zn
 → 274
111Rg
 +
п

Из-за слабости таллиевой мишени они не смогли обнаружить никаких атомов 274Rg.[15]

Как продукт распада

Список изотопов рентгения, наблюдаемых при распаде
Остаток испаренияНаблюдаемый изотоп рентгения
294Lv, 290Fl, 290Нет?286Rg?[5]
299Убн, 295Ог, 291Lv, 287Fl, 287Нет?283Rg?[4]
294Ц, 290Mc, 286Nh282Rg[16]
293Ц, 289Mc, 285Nh281Rg[16]
288Mc, 284Nh280Rg[17]
287Mc, 283Nh279Rg[17]
282Nh278Rg[17]
278Nh274Rg[18]

Все изотопы рентгения, кроме рентгения-272, обнаружены только в цепочках распада элементов с более высокой атомный номер, Такие как нихоний. Нихоний в настоящее время имеет семь известных изотопов; все они претерпевают альфа-распад и превращаются в ядра рентгения с массовыми числами от 274 до 286. Исходные ядра нихония могут сами быть продуктами распада флеровий, москва, ливерморий, Tennessine, и (неподтвержденный) Оганессон или же unbinilium. На сегодняшний день не известно никаких других элементов, распадающихся до рентгения.[19] Например, в январе 2010 г. команда Дубны (ОИЯИ ) идентифицировал рентгений-281 как конечный продукт распада теннессина через последовательность альфа-распада:[16]

293
117Ц
 → 289
115Mc
 + 4
2Он
289
115Mc
 → 285
113Nh
 + 4
2Он
285
113Nh
 → 281
111Rg
 + 4
2Он

Ядерная изомерия

274Rg

Два атома 274Rg наблюдались в цепочка распада из 278Nh. Они распадаются альфа-излучение, испускающие альфа-частицы с разной энергией и с разным временем жизни. Вдобавок две полные цепочки распада кажутся разными. Это предполагает наличие двух ядерных изомеров, но требуются дальнейшие исследования.[18]

272Rg

Четыре альфа-частицы испускаются из 272Обнаружены Rg с энергиями 11,37, 11,03, 10,82 и 10,40 МэВ. GSI измеряет 272Rg должен иметь период полураспада 1,6 мс, в то время как последние 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 оценкам.[11][13]

Химические выходы изотопов

Холодный синтез

В таблице ниже представлены сечения и энергии возбуждения для реакций холодного синтеза, непосредственно производящих изотопы рентгения. Данные, выделенные жирным шрифтом, представляют собой максимумы, полученные в результате измерений функции возбуждения. + представляет наблюдаемый канал выхода.

СнарядЦельCN1n2n3n
64Ni209Би273Rg3,5 пбн, 12,5 МэВ
65Cu208Pb273Rg1,7 пб, 13,2 МэВ

Теоретические расчеты

Сечения остатков испарения

В приведенной ниже таблице приведены различные комбинации мишеней и снарядов, для которых расчеты дали оценки выходов поперечных сечений от различных каналов испарения нейтронов. Дан канал с максимальной ожидаемой доходностью.

DNS = двухъядерная система; σ = поперечное сечение

ЦельСнарядCNКанал (продукт)σМаксимумМодельСсылка
238U41K279Rg4n (275Rg)0,21 пбDNS[20]
244Пу37Cl281Rg4n (277Rg)0,33 пбDNS[20]
248См31п279Rg4n (277Rg)1.85 пбDNS[20]
250См31п281Rg4n (277Rg)0,41 пбDNS[20]

Рекомендации

  1. ^ Оганесян, Юрий Ц .; Абдуллин, Ф. Ш .; Александр, Ц .; и другие. (30.05.2013). "Экспериментальные исследования 249Bk +48Реакция Са, включая свойства распада и функцию возбуждения для изотопов 117 элемента, и открытие нового изотопа 277Mt ». Физический обзор C. Американское физическое общество. 87 (054621). Bibcode:2013PhRvC..87e4621O. Дои:10.1103 / PhysRevC.87.054621.
  2. ^ а б c Оганесян, Ю. Ц .; и другие. (2013). "Экспериментальные исследования 249Bk + 48Реакция Са, включая свойства распада и функцию возбуждения для изотопов 117 элемента, и открытие нового изотопа 277Mt ». Физический обзор C. 87 (5): 054621. Bibcode:2013PhRvC..87e4621O. Дои:10.1103 / PhysRevC.87.054621.
  3. ^ Khuyagbaatar, J .; Якушев А .; Düllmann, Ch. E .; и другие. (2014). "48Ca +249Реакция синтеза Bk, ведущая к элементу Z = 117: долгоживущий α-распад 270Db и открытие 266Lr ". Письма с физическими проверками. 112 (17): 172501. Bibcode:2014PhRvL.112q2501K. Дои:10.1103 / PhysRevLett.112.172501. PMID  24836239.
  4. ^ а б Hofmann, S .; Heinz, S .; Mann, R .; Maurer, J .; Münzenberg, G .; Antalic, S .; Barth, W .; Burkhard, H.G .; Dahl, L .; Eberhardt, K .; Grzywacz, R .; Hamilton, J. H .; Хендерсон, Р. А .; Kenneally, J.M .; Киндлер, Б .; Кожухаров, И .; Lang, R .; Lommel, B .; Miernik, K .; Miller, D .; Муди, К. Дж .; Morita, K .; Nishio, K .; Попеко, А.Г .; Роберто, Дж. Б .; Runke, J .; Rykaczewski, K. P .; Saro, S .; Schneidenberger, C .; Schött, H.J .; Shaughnessy, D.A .; Стойер, М. А .; Thörle-Pospiech, P .; Tinschert, K ​​.; Trautmann, N .; Uusitalo, J .; Еремин, А. В. (2016). «Замечания о барьерах деления SHN и поиск элемента 120». В Пениножкевиче Ю. E .; Соболев, Ю. Г. (ред.). Экзотические ядра: Материалы международного симпозиума по экзотическим ядрам EXON-2016. Экзотические ядра. С. 155–164. ISBN  9789813226555.
  5. ^ а б Hofmann, S .; Heinz, S .; Mann, R .; Maurer, J .; Münzenberg, G .; Antalic, S .; Barth, W .; Burkhard, H.G .; Dahl, L .; Eberhardt, K .; Grzywacz, R .; Hamilton, J. H .; Хендерсон, Р. А .; Kenneally, J.M .; Киндлер, Б .; Кожухаров, И .; Lang, R .; Lommel, B .; Miernik, K .; Miller, D .; Муди, К. Дж .; Morita, K .; Nishio, K .; Попеко, А.Г .; Роберто, Дж. Б .; Runke, J .; Rykaczewski, K. P .; Saro, S .; Scheidenberger, C .; Schött, H.J .; Shaughnessy, D.A .; Стойер, М. А .; Thörle-Popiesch, P .; Tinschert, K ​​.; Trautmann, N .; Uusitalo, J .; Еремин, А. В. (2016). «Обзор четных элементных сверхтяжелых ядер и поиск элемента 120». Европейский физический журнал A. 2016 (52). Bibcode:2016EPJA ... 52..180H. Дои:10.1140 / epja / i2016-16180-4.
  6. ^ Forsberg, U .; Рудольф, Д .; Андерссон, Л.-Л .; Ди Нитто, А .; Düllmann, Ch.E .; Fahlander, C .; Гейтс, J.M .; Голубев, П .; Gregorich, K.E .; Gross, C.J .; Herzberg, R.-D .; Heßberger, F.P .; Khuyagbaatar, J .; Kratz, J.V .; Rykaczewski, K .; Sarmiento, L.G .; Schädel, M .; Якушев А .; Åberg, S .; Ackermann, D .; Блок, М .; Бренд, H .; Carlsson, B.G .; Cox, D .; Derkx, X .; Dobaczewski, J .; Eberhardt, K .; Even, J .; Gerl, J .; и другие. (2016). «События отдачи-α-деления и отдачи-α – α-деления, наблюдаемые в реакции 48Ca + 243Am». Ядерная физика A. 953: 117–138. arXiv:1502.03030. Bibcode:2016НуФА.953..117Ф. Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2016.04.025.
  7. ^ Khuyagbaatar, J .; Якушев А .; Düllmann, Ch. E .; и другие. (2014). "48Ca +249Реакция синтеза Bk, приводящая к элементу Z = 117: долгоживущий α-распад 270Db и открытие 266Lr ". Письма с физическими проверками. 112 (17): 172501. Bibcode:2014PhRvL.112q2501K. Дои:10.1103 / PhysRevLett.112.172501. HDL:1885/148814. PMID  24836239.
  8. ^ а б Армбрустер, Питер и Мюнзенберг, Готфрид (1989). «Создание сверхтяжелых элементов». Scientific American. 34: 36–42.
  9. ^ Барбер, Роберт С .; Gäggeler, Heinz W .; Кароль, Пол Дж .; Накахара, Хиромити; Вардачи, Эмануэле; Фогт, Эрих (2009). «Открытие элемента с атомным номером 112 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 81 (7): 1331. Дои: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. Дои:10.1016/0022-0728(89)80006-3.
  11. ^ а б Hofmann, S .; Нинов, В .; Heßberger, F. P .; Armbruster, P .; Folger, H .; Münzenberg, G .; Schött, H.J .; Попеко, А.Г .; и другие. (1995). «Новый элемент 111». Zeitschrift für Physik A. 350 (4): 281–282. Bibcode:1995ZPhyA.350..281H. Дои:10.1007 / BF01291182.
  12. ^ Hofmann, S .; Heßberger, F. P .; Ackermann, D .; Münzenberg, G .; Antalic, S .; Cagarda, P .; Киндлер, Б .; Кожухарова, Дж .; и другие. (2002). «Новые результаты по элементам 111 и 112». Европейский физический журнал A. 14 (2): 147–157. Bibcode:2002EPJA ... 14..147H. Дои:10.1140 / epja / i2001-10119-x.
  13. ^ а б Morita, K .; Моримото, К. К .; Kaji, D .; Перейти к с.; Haba, H .; Ideguchi, E .; Kanungo, R .; Катори, К .; Koura, H .; Кудо, H .; Охниши, Т .; Ozawa, A .; Peter, J.C .; Суда, Т .; Sueki, K .; Tanihata, I .; Tokanai, F .; Xu, H .; Еремин, А. В .; Yoneda, A .; Yoshida, A .; Zhao, Y.-L .; Чжэн, Т. (2004). «Состояние исследований тяжелых элементов с использованием GARIS в RIKEN». Ядерная физика A. 734: 101–108. Bibcode:2004НуФА.734..101М. Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2004.01.019.
  14. ^ Folden, C.M .; Грегорич, К .; Düllmann, Ch .; Mahmud, H .; Pang, G .; Schwantes, J .; Sudowe, R .; Zielinski, P .; и другие. (2004). «Разработка реакции снаряда Odd-Z для синтеза тяжелых элементов: 208Pb (64Ni, n)271Ds и 208Pb (65Cu, n)272111". Письма с физическими проверками. 93 (21): 212702. Bibcode:2004PhRvL..93u2702F. Дои:10.1103 / PhysRevLett.93.212702. PMID  15601003.
  15. ^ а б Моримото, Кодзи (2016). «Открытие 113-го элемента в RIKEN» (PDF). www.physics.adelaide.edu.au. 26-я Международная конференция по ядерной физике. Получено 14 мая 2017.
  16. ^ а б c Оганесян, Юрий Ц .; Абдуллин, Ф. Ш .; Bailey, P.D .; и другие. (2010-04-09). «Синтез нового элемента с атомным номером. Z=117". Письма с физическими проверками. 104 (142502): 142502. Bibcode:2010ПхРвЛ.104н2502O. Дои:10.1103 / PhysRevLett.104.142502. PMID  20481935.
  17. ^ а б c Оганесян, Ю. Ц .; Пенионжкевич, Ю. E .; Черепанов, Э.А. (2007). «Самые тяжелые ядра, произведенные в 48Са-индуцированные реакции (свойства синтеза и распада) ». Материалы конференции AIP. 912. С. 235–246. Дои:10.1063/1.2746600.
  18. ^ а б Морита, Косуке; Моримото, Кодзи; Кадзи, Дайя; Акияма, Такахиро; Гото, Син-ичи; Хаба, Хиромицу; Идегучи, Эйдзи; Канунго, Ритупарна; Катори, Кендзи; Коура, Хироюки; Кудо, Хисааки; Охниши, Тэцуя; Одзава, Акира; Суда, Тошими; Суэки, Кейсуке; Сюй, ХуШань; Ямагути, Такаюки; Йонеда, Акира; Ёсида, Ацуши; Чжао, Юйлян (2004). «Эксперимент по синтезу элемента 113 в реакции 209Би (70Zn, n)278113". Журнал Физического общества Японии. 73 (10): 2593–2596. Bibcode:2004JPSJ ... 73.2593M. Дои:10.1143 / JPSJ.73.2593.
  19. ^ Сонзони, Алехандро. «Интерактивная карта нуклидов». Национальный центр ядерных данных: Брукхейвенская национальная лаборатория. Получено 2008-06-06.
  20. ^ а б c d Feng, Z .; Jin, G .; Ли, Дж. (2009). «Производство новых сверхтяжелых ядер Z = 108-114 с 238U, 244Pu и 248,250См мишени ». Физический обзор C. 80 (5): 057601. arXiv:0912.4069. Дои:10.1103 / PhysRevC.80.057601.