Izotopy meitneria - Isotopes of meitnerium

Hlavní izotopy z meitnerium  (109Mt)
IzotopRozklad
hojnostpoločas rozpadu (t1/2)režimuproduktu
274Mt.syn0,4 sα270Bh
276Mt.syn0,6 sα272Bh
278Mt.syn4 sα274Bh
282Mt.[1]syn67 s?α278Bh

Meitnerium (109Mt) je a syntetický prvek, a tedy a standardní atomová hmotnost nelze dát. Stejně jako všechny syntetické prvky nemá stabilní izotopy. První izotop být syntetizován byl 266Mt v roce 1982, a to je také jediný izotop přímo syntetizovaný; všechny ostatní izotopy jsou známy pouze jako produkty rozpadu těžší elementy. Existuje osm známých izotopů z 266Mt až 278Mt. Mohou být také dva izomery. Nejdelší životnost známých izotopů je 278Mt s a poločas rozpadu 8 sekund. Nepotvrzený těžší 282Zdá se, že Mt má ještě delší poločas 67 sekund.

Seznam izotopů

Nuklid
[n 1]		ZNIzotopová hmota (Da )
[č. 2][č. 3]		Poločas rozpadu
Rozklad
režimu
Dcera
izotop
Roztočit a
parita
[č. 4][č. 5]
Budicí energie
266Mt.109157266.13737(33)#1,2 (4) msα262Bh
268Mt.[č. 6]109159268.13865(25)#21 (+ 8−5) msα264Bh5+#, 6+#
268 mMt.[č. 7]0 + X keV0,07 (+ 10−3) sα264Bh
270Mt.[č. 8]109161270.14033(18)#570 msα266Bh
270 metrůMt.[č. 7]1,1 s?α266Bh
274Mt.[č. 9]109165274.14725(38)#450 msα270Bh
275Mt.[č. 10]109166275.14882(50)#9,7 (+ 460−44) msα271Bh
276Mt.[č. 11]109167276.15159(59)#0,72 (+ 87-25) sα272Bh
277Mt.[č. 12]109168277.15327(82)#~ 5 ms[2][3]SF(rozličný)
278Mt.[č. 13]109169278.15631(68)#7,6 s[4]α274Bh
282Mt.[č. 14]10917367 s?α278Bh
  1. ^ mMt - nadšený jaderný izomer.
  2. ^ () - Nejistota (1σ) je uveden v stručné formě v závorkách za odpovídajícími posledními číslicemi.
  3. ^ # - Atomic mass checked #: hodnota a nejistota odvozené nikoli z čistě experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů z Mass Surface (TMS ).
  4. ^ () hodnota rotace - označuje rotaci se slabými argumenty přiřazení.
  5. ^ # - Hodnoty označené # nejsou čistě odvozeny z experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů sousedních nuklidů (TNN ).
  6. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se jako produkt rozpadu z 272Rg
  7. ^ A b Tento izomer není potvrzen
  8. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetěz rozpadu z 278Nh
  9. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 282Nh
  10. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 287Mc
  11. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 288Mc
  12. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 293Ts
  13. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 294Ts
  14. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 290Fl a 294Lv; nepotvrzený

Izotopy a jaderné vlastnosti

Nukleosyntéza

Super těžké prvky jako meitnerium se vyrábí bombardováním lehčích prvků v urychlovače částic které vyvolávají fúzní reakce. Zatímco nejlehčí izotop meitneria, meitnerium-266, lze syntetizovat přímo tímto způsobem, všechny těžší izotopy meitneria byly pozorovány pouze jako produkty rozpadu prvků s vyššími atomová čísla.[5]

V závislosti na použitých energiích se první dělí na „horké“ a „studené“. Při reakcích horké fúze se velmi lehké a vysokoenergetické střely zrychlují směrem k velmi těžkým cílům (aktinidy ), čímž vznikají složená jádra při vysoké excitační energii (~ 40–50MeV ), které mohou štěpit nebo odpařovat několik (3 až 5) neutronů.[6] Při reakcích studené fúze mají vyrobená kondenzovaná jádra relativně nízkou excitační energii (~ 10–20 MeV), což snižuje pravděpodobnost, že tyto produkty podstoupí štěpné reakce. Když se kondenzovaná jádra ochladí na základní stav, Vyžadují emisi pouze jednoho nebo dvou neutronů, a tak umožňují generování produktů bohatších na neutrony.[5] Produkty horké fúze mají přesto tendenci mít celkově stále více neutronů. Posledně jmenovaný je odlišným konceptem od toho, kde se podle jaderné fúze dosahuje za podmínek pokojové teploty (viz studená fúze ).[7]

Níže uvedená tabulka obsahuje různé kombinace cílů a projektilů, které lze použít k vytvoření složených jader se Z = 109.

cílováProjektilCNVýsledek pokusu
208Pb59Spol267Mt.Úspěšná reakce
209Bi58Fe267Mt.Úspěšná reakce
227Ac48Ca.275Mt.Reakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet
238U37Cl275Mt.Selhání k dnešnímu dni
244Pu31P275Mt.Reakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet
248Cm27Al275Mt.Reakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet
250Cm27Al277Mt.Reakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet
249Bk26Mg275Mt.Reakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet
254Es22Ne276Mt.Selhání k dnešnímu dni

Studená fúze

Po první úspěšné syntéze meitneria v roce 1982 GSI tým,[8] tým v Společný institut pro jaderný výzkum v Dubna Rusko se také pokusilo pozorovat nový prvek bombardováním bismutu-209 železem-58. V roce 1985 se jim podařilo identifikovat alfa rozpady z potomka izotopu 246Srov což naznačuje vznik meitneria. Pozorování dalších dvou atomů 266Mt ze stejné reakce bylo hlášeno v roce 1988 a dalších 12 v roce 1997 německým týmem v GSI.[9][10]

Stejný izotop meitneria také pozoroval ruský tým v Dubně v roce 1985 z reakce:

208
82Pb
 + 59
27Spol
 → 266
109Mt.
 +
n

detekcí alfa rozkladu potomka 246Srovnej jádra. V roce 2007 americký tým na Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) potvrdila rozpadový řetězec 266Izotop Mt z této reakce.[11]

Žhavá fúze

V letech 2002–2003 se tým LBNL pokusil generovat izotop 271Mt studovat jeho chemické vlastnosti bombardováním uran-238 s chlór -37, ale bez úspěchu.[12] Další možnou reakcí, která by vytvořila tento izotop, by byla fúze berkelium -249 s hořčík -26; očekává se však, že výtěžek této reakce bude velmi nízký kvůli vysoké radioaktivitě cíle berkelium-249.[13] Tým na izotopy s dlouhou životností byl neúspěšně zaměřen týmem na Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) v roce 1988 bombardováním einsteinium -254 s neon -22.[12]

Produkty rozpadu

Seznam izotopů meitneria pozorovaných rozpadem
Zbytek po odpařeníPozorovaný izotop meitneria
294Lv, 290Fl, 290Nh, 286Rg?282Mt?
294Ts, 290Mc, 286Nh, 282Rg278Mt.[14]
293Ts, 289Mc, 285Nh, 281Rg277Mt.[2]
288Mc, 284Nh, 280Rg276Mt.[15]
287Mc, 283Nh, 279Rg275Mt.[15]
282Nh, 278Rg274Mt.[15]
278Nh, 274Rg270Mt.[16]
272Rg268Mt.[17]

Všechny izotopy meitneria kromě meitneria-266 byly detekovány pouze v rozpadových řetězcích prvků s vyšším protonové číslo, jako rentgenium. Roentgenium má v současné době osm známých izotopů; všichni až na jednoho z nich podstoupí alfa rozpady, aby se z nich stala jádra meitneria, s hmotnostními čísly mezi 268 a 282. Mateřská jádra rentgenia mohou být samy produkty rozpadu nihonium, flerovium, moscovium, livermorium nebo tennessine. Dosud nebylo známo, že by se na meitnerium rozpadly žádné další prvky.[18] Například v lednu 2010 tým Dubna (JINR ) identifikoval meitnerium-278 jako produkt v rozpadu tennessinu prostřednictvím alfa rozpadu sekvence:[14]

294
117Ts
 → 290
115Mc
 + 4
2On
290
115Mc
 → 286
113Nh
 + 4
2On
286
113Nh
 → 282
111Rg
 + 4
2On
282
111Rg
 → 278
109Mt.
 + 4
2On

Nukleární izomerismus

270Mt.

Dva atomy 270Mt byly identifikovány v rozpadové řetězy z 278Nh. Tyto dva rozpady mají velmi odlišné životnosti a energie rozpadu a jsou také produkovány ze dvou zjevně odlišných izomerů 274Rg. První izomer se rozpadá emisí alfa částice s energií 10,03 MeV a má životnost 7,16 ms. Druhá alfa se rozpadá s životností 1,63 s; energie rozpadu nebyla měřena. Přiřazení na konkrétní úrovně není možné s omezenými dostupnými údaji a je nutný další výzkum.[16]

268Mt.

Spektrum alfa rozpadu pro 268Mt se zdá být komplikovaný výsledky několika experimentů. Byly pozorovány alfa částice energií 10,28, 10,22 a 10,10 MeV, emitované z 268Atomy Mt s poločasy 42 ms, 21 ms, respektive 102 ms. Dlouhodobý rozpad musí být přiřazen k izomerní úrovni. Nesrovnalosti mezi dalšími dvěma poločasy je třeba ještě vyřešit. Přiřazení na konkrétní úrovně není možné s dostupnými údaji a je nutný další výzkum.[17]

Chemické výtěžky izotopů

Studená fúze

Níže uvedená tabulka poskytuje průřezy a excitační energie pro reakce studené fúze, které přímo produkují izotopy meitneria. Data tučně představují maxima odvozená z měření excitačních funkcí. + představuje pozorovaný výstupní kanál.

ProjektilcílováCN1n2n3n
58Fe209Bi267Mt.7,5 pb
59Spol208Pb267Mt.2,6 pb, 14,9 MeV

Teoretické výpočty

Průřezy zbytku po odpaření

Níže uvedená tabulka obsahuje různé kombinace cílů a projektilů, u nichž výpočty poskytly odhady výnosů průřezu z různých kanálů pro odpařování neutronů. Je uveden kanál s nejvyšším očekávaným výnosem.

DNS = Di-nukleární systém; HIVAP = statistický model odpařování těžkých iontů; σ = průřez

cílováProjektilCNKanál (produkt)σmaxModelkaČj
238U37Cl275Mt.3n (272Mt)13,31 pbDNS[19]
244Pu31P275Mt.3n (272Mt)4,25 pbDNS[19]
243Dopoledne30Si273Mt.3n (270Mt)22 pbHIVAP[20]
243Dopoledne28Si271Mt.4n (267Mt)3 pbHIVAP[20]
248Cm27Al275Mt.3n (272Mt)27,83 pbDNS[19]
250Cm27Al275Mt.5n (272Mt)97,44 pbDNS[19]
249Bk26Mg275Mt.4n (271Mt)9,5 procentaHIVAP[20]
254Es22Ne276Mt.4n (272Mt)8 pbHIVAP[20]
254Es20Ne274Mt.4-5n (270,269Mt)3 pbHIVAP[20]

Reference

  1. ^ 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 .; Henderson, R. A .; Kenneally, J. M .; Kindler, B .; Kojouharov, I .; Lang, R .; Lommel, B .; Miernik, K .; Miller, D .; Moody, K. J .; Morita, K .; Nishio, K .; Popeko, A. G .; Roberto, J. B .; Runke, J .; Rykaczewski, K. P .; Saro, S .; Scheidenberger, C .; Schött, H. J .; Shaughnessy, D. A .; Stoyer, M. A .; Thörle-Popiesch, P .; Tinschert, K ​​.; Trautmann, N .; Uusitalo, J .; Yeremin, A. V. (2016). Msgstr "Kontrola super těžkých jader se sudými prvky a hledání prvku 120". Evropský fyzikální deník A. 2016 (52). doi:10.1140 / epja / i2016-16180-4.
  2. ^ A b Oganessian, Yu. Ts .; et al. (2013). "Experimentální studie 249Bk + 48Reakce Ca včetně vlastností rozpadu a excitační funkce pro izotopy prvku 117 a objev nového izotopu 277Mt ". Fyzický přehled C.. 87 (5): 054621. Bibcode:2013PhRvC..87e4621O. doi:10.1103 / PhysRevC.87.054621.
  3. ^ Krzysztof P. Rykaczewski (duben 2012). "Nové výsledky experimentů DGFRS provedených pomocí 48Paprsky Ca svítí 243Dopoledne, 249Bk a 249Cf cíle “ (PDF). Americké ministerstvo energetiky. Archivovány od originál (PDF) dne 03.03.2016. Citováno 2015-10-15. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  4. ^ Oganessian, Yu. Ts .; et al. (2010). "Syntéza nového prvku s atomovým číslem Z = 117". Dopisy o fyzické kontrole. 104 (14): 142502. Bibcode:2010PhRvL.104n2502O. doi:10.1103 / PhysRevLett.104.142502. PMID  20481935.
  5. ^ A b Armbruster, Peter & Munzenberg, Gottfried (1989). "Vytváření supertěžkých prvků". Scientific American. 34: 36–42.
  6. ^ Barber, Robert C .; Gäggeler, Heinz W .; Karol, Paul J .; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, Erich (2009). „Objev prvku s atomovým číslem 112 (technická zpráva IUPAC)“. Čistá a aplikovaná chemie. 81 (7): 1331. doi:10.1351 / PAC-REP-08-03-05.
  7. ^ Fleischmann, Martin; Pons, Stanley (1989). „Elektrochemicky indukovaná jaderná fúze deuteria“. Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry. 261 (2): 301–308. doi:10.1016/0022-0728(89)80006-3.
  8. ^ Münzenberg, G .; et al. (1982). "Pozorování jednoho korelovaného α-rozpadu v reakci." 58Fe na 209Bi →267109". Zeitschrift für Physik A. 309 (1): 89–90. Bibcode:1982ZPhyA.309 ... 89M. doi:10.1007 / BF01420157.
  9. ^ Münzenberg, G .; Hofmann, S .; Heßberger, F. P .; et al. (1988). "Nové výsledky na prvku 109". Zeitschrift für Physik A. 330 (4): 435–436. Bibcode:1988ZPhyA.330..435M. doi:10.1007 / BF01290131.
  10. ^ Hofmann, S .; Heßberger, F. P .; Ninov, V .; et al. (1997). "Budicí funkce pro výrobu 265108 a 266109". Zeitschrift für Physik A. 358 (4): 377–378. Bibcode:1997ZPhyA.358..377H. doi:10,1007 / s002180050343.
  11. ^ Nelson, S.L .; Gregorich, K. E .; Dragojević, I .; et al. (2009). „Srovnání doplňkových reakcí při výrobě Mt“. Fyzický přehled C.. 79 (2): 027605. Bibcode:2009PhRvC..79b7605N. doi:10.1103 / PhysRevC.79.027605.
  12. ^ A b Zielinski P. M. a kol. (2003). "Hledání 271Mt prostřednictvím reakce 238U + 37Cl " Archivováno 06.02.2012 na Wayback Machine, Výroční zpráva GSI. Citováno 2008-03-01
  13. ^ Haire, Richard G. (2006). "Transactinidy a budoucí prvky". V Morss; Edelstein, Norman M .; Fuger, Jean (eds.). Chemie aktinidových a transaktinidových prvků (3. vyd.). Dordrecht, Nizozemsko: Springer Science + Business Media. ISBN  1-4020-3555-1.
  14. ^ A b Oganessian, Yu. Ts .; et al. (2010). "Syntéza nového prvku s atomovým číslem Z = 117". Dopisy o fyzické kontrole. 104 (14): 142502. Bibcode:2010PhRvL.104n2502O. doi:10.1103 / PhysRevLett.104.142502. PMID  20481935.
  15. ^ A b C Oganessian, Yu. Ts .; Penionzhkevich, Yu. E.; Cherepanov, E. A. (2007). „Nejtěžší jádra vyprodukována v 48Reakce vyvolané Ca (vlastnosti syntézy a rozpadu) ". Sborník konferencí AIP. 912. p. 235. doi:10.1063/1.2746600.
  16. ^ A b Morita, Kosuke; Morimoto, Kouji; Kaji, Daiya; Akiyama, Takahiro; Goto, Sin-ichi; Haba, Hiromitsu; Ideguchi, Eiji; Kanungo, Rituparna; Katori, Kenji; Koura, Hiroyuki; Kudo, Hisaaki; Ohnishi, Tetsuya; Ozawa, Akira; Suda, Toshimi; Sueki, Keisuke; Xu, HuShan; Yamaguchi, Takayuki; Yoneda, Akira; Yoshida, Atsushi; Zhao, YuLiang (2004). „Experiment na syntézu prvku 113 v reakci 209Bi(70Zn, n)278113". Journal of the Physical Society of Japan. 73 (10): 2593–2596. Bibcode:2004JPSJ ... 73,2593M. doi:10.1143 / JPSJ.73.2593.
  17. ^ A b Hofmann, S .; Ninov, V .; Heßberger, F. P .; Armbruster, P .; Folger, H .; Münzenberg, G .; Schött, H. J .; Popeko, A. G .; Yeremin, A. V .; Andreyev, A. N .; Saro, S .; Janik, R .; Leino, M. (1995). „Nový prvek 111“ (PDF). Zeitschrift für Physik A. 350 (4): 281–282. Bibcode:1995ZPhyA.350..281H. doi:10.1007 / BF01291182. Archivovány od originál (PDF) dne 2014-01-16.
  18. ^ Sonzogni, Alejandro. „Interaktivní tabulka nukleotidů“. Národní jaderné datové centrum: Brookhaven National Laboratory. Citováno 2008-06-06.
  19. ^ A b C d Feng, Z .; Jin, G .; Li, J. (2009). "Výroba nových superheavy Z = 108-114 jader s 238U, 244Pu a 248,250Cm cíle ". Fyzický přehled C.. 80: 057601. arXiv:0912.4069. doi:10.1103 / PhysRevC.80.057601.
  20. ^ A b C d E Wang, K .; et al. (2004). „Navržený reakční kanál pro syntézu supertěžkého jádra Z = 109". Čínská fyzikální písmena. 21 (3): 464–467. arXiv:nucl-th / 0402065. Bibcode:2004ChPhL..21..464W. doi:10.1088 / 0256-307X / 21/3/013.