Izotopy nihonia - Isotopes of nihonium
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nihonium (113Nh) je a syntetický prvek. Být syntetický, a standardní atomová hmotnost nelze dát a stejně jako všechny umělé prvky nemá stabilní izotopy. První izotop být syntetizován byl 284No jako produkt rozpadu z 288Mc v roce 2003. První izotop, který byl přímo syntetizován, byl 278Nh v roce 2004. Je jich známo 6 radioizotopy z 278No do 286No, spolu s nepotvrzeným 287Nh a 290Nh. Nejdelší izotop je 286No s a poločas rozpadu 8 sekund.
Seznam izotopů
Nuklid | Z | N | Izotopová hmota (Da ) [n 1][č. 2] | Poločas rozpadu | Rozklad režimu [č. 3] | Dcera izotop | Roztočit a parita |
---|---|---|---|---|---|---|---|
278Nh | 113 | 165 | 278.17058(20)# | 1,4 ms | α | 274Rg | |
282Nh | 113 | 169 | 282.17567(39)# | 73 ms | α | 278Rg | |
283Nh[č. 4] | 113 | 170 | 283.17657(52)# | 75 ms | α | 279Rg | |
284Nh[č. 5] | 113 | 171 | 284.17873(62)# | 0,91 s | α (96,8%) | 280Rg | |
ES (3.2%)[3] | 284Cn | ||||||
285Nh[č. 6] | 113 | 172 | 285.17973(89)# | 4,2 s | α | 281Rg | |
286Nh[č. 7] | 113 | 173 | 286.18221(72)# | 9,5 s | α | 282Rg | |
287Nh[č. 8] | 113 | 174 | 287.18339(81)# | 5,5 s | α | 283Rg | |
290Nh[č. 9] | 113 | 177 | 2 s? | α | 286Rg |
- ^ () - Nejistota (1σ) je uveden v stručné formě v závorkách za odpovídajícími posledními číslicemi.
- ^ # - Atomic mass checked #: hodnota a nejistota odvozené nikoli z čistě experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů z Mass Surface (TMS ).
- ^ Režimy rozpadu:
ES: Zachycení elektronů - ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se jako produkt rozpadu z 287Mc
- ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se jako produkt rozpadu 288Mc
- ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetěz rozpadu z 293Ts
- ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 294Ts
- ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 287Fl a možná 299Ubn; nepotvrzený
- ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 290Fl a 294Lv; nepotvrzený
Izotopy a jaderné vlastnosti
Nukleosyntéza
Super těžké prvky například nihonium se vyrábí bombardováním lehčích prvků v urychlovače částic které vyvolávají fúzní reakce. Zatímco většinu izotopů nihonia lze syntetizovat přímo tímto způsobem, některé těžší byly pozorovány pouze jako produkty rozpadu prvků s vyššími atomová čísla.[4]
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.[5] 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.[4] Posledně jmenovaný je odlišným konceptem od toho, kde se podle jaderné fúze dosahuje za podmínek pokojové teploty (viz studená fúze ).[6]
Studená fúze
Před úspěšnou syntézou nihonia týmem RIKEN, vědci z Institut pro výzkum těžkých iontů (Gesellschaft für Schwerionenforschung) v Darmstadt Německo se také pokusilo syntetizovat nihonium bombardováním bismutu-209 zinkem-70 v roce 1998. Ve dvou samostatných reakcích nebyly identifikovány žádné atomy nihonia.[7] Pokus zopakovali znovu v roce 2003 bez úspěchu.[7] Na konci roku 2003 vznikající tým v RIKEN pomocí svého efektivního aparátu se GARIS pokusil o reakci a dosáhl limitu 140 fb. V prosinci 2003 - srpnu 2004 se uchýlili k „hrubé síle“ a reakci prováděli po dobu osmi měsíců. Byli schopni detekovat jediný atom o 278Nh.[8] V roce 2005 zopakovali reakci v několika cyklech a dokázali syntetizovat druhý atom,[9] následována třetinou v roce 2012.[10]
Níže uvedená tabulka obsahuje různé kombinace cílů a projektilů, které lze použít k vytvoření složených jader se Z = 113.
cílová | Projektil | CN | Výsledek pokusu |
---|---|---|---|
208Pb | 71Ga | 279Nh | Reakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet |
209Bi | 70Zn | 279Nh | Úspěšná reakce |
238U | 45Sc | 283Nh | Reakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet |
237Np | 48Ca. | 285Nh | Úspěšná reakce |
244Pu | 41K. | 285Nh | Reakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet |
250Cm | 37Cl | 287Nh | Reakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet |
248Cm | 37Cl | 285Nh | Reakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet |
Žhavá fúze
V červnu 2006 tým Dubna-Livermore syntetizoval nihonium přímo bombardováním a neptunium -237 cíl se zrychlením vápník-48 jádra, při hledání lehčích izotopů 281Nh a 282NH a jejich produkty rozpadu, aby poskytly vhled do stabilizačních účinků uzavřených neutronových skořápek na N = 162 a N = 184:[11]
Dva atomy 282Byly zjištěny Nh.[11]
Jako produkt rozpadu
Zbytek po odpaření | Pozorovaný izotop nihonia |
---|---|
294Lv, 290Fl? | 290Co?[2] |
299Ubn, 295Og, 291Lv, 287Fl? | 287Co?[1] |
294Ts, 290Mc | 286Nh[12] |
293Ts, 289Mc | 285Nh[12] |
288Mc | 284Nh[13] |
287Mc | 283Nh[13] |
Nihonium bylo pozorováno jako produkt rozpadu flerovia (pomocí elektronového záchytu) a moscovia (prostřednictvím alfa rozpadu). Moscovium má v současné době čtyři známé izotopy; všichni podstoupí alfa rozpady, aby se z nich stala nihoniová jádra, s hmotnostními čísly mezi 283 a 286. Rodičovská jádra flerovium a moscovium mohou být samy produkty rozpadu livermorium (i když nepotvrzené rozpadá z oganesson nebo unbinilium mohou být pozorovány) a tennessine resp. Dosud nebyly známy žádné další prvky, které by se rozpadly na nihonium.[14] Například v lednu 2010 tým Dubna (JINR ) identifikoval nihonium-286 jako produkt v rozpadu tennessinu prostřednictvím alfa rozpadu sekvence:[12]
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; σ = průřez
cílová | Projektil | CN | Kanál (produkt) | σmax | Modelka | Čj |
---|---|---|---|---|---|---|
209Bi | 70Zn | 279Nh | 1n (278Nh) | 30 fb | DNS | [15] |
238U | 45Sc | 283Nh | 3n (280Nh) | 20 fb | DNS | [16] |
237Np | 48Ca. | 285Nh | 3n (282Nh) | 0,4 pb | DNS | [17] |
244Pu | 41K. | 285Nh | 3n (282Nh) | 42,2 fb | DNS | [16] |
250Cm | 37Cl | 287Nh | 4n (283Nh) | 0,594 pb | DNS | [16] |
248Cm | 37Cl | 285Nh | 3n (282Nh) | 0,26 pb | DNS | [16] |
Reference
- ^ A b 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 .; Schneidenberger, C .; Schött, H. J .; Shaughnessy, D. A .; Stoyer, M. A .; Thörle-Pospiech, P .; Tinschert, K .; Trautmann, N .; Uusitalo, J .; Yeremin, A. V. (2016). "Poznámky k štěpným bariérám SHN a hledání prvku 120". V Peninozhkevich, Yu. E.; Sobolev, Yu. G. (eds.). Exotic Nuclei: EXON-2016 Proceedings of the International Symposium on Exotic Nuclei. Exotická jádra. 155–164. ISBN 9789813226555.
- ^ A b 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.
- ^ Forsberg, U .; Rudolph, D .; Andersson, L.-L .; Di Nitto, A .; Düllmann, Ch.E .; Fahlander, C .; Gates, J.M .; Golubev, P .; Gregorich, K.E .; Gross, C.J .; Herzberg, R.-D .; Heßberger, F.P .; Khuyagbaatar, J .; Kratz, J.V .; Rykaczewski, K .; Sarmiento, L.G .; Schädel, M .; Yakushev, A .; Åberg, S .; Ackermann, D .; Block, M .; Brand, H .; Carlsson, B.G .; Cox, D .; Derkx, X .; Dobaczewski, J .; Eberhardt, K .; Dokonce, J .; Gerl, J .; et al. (2016). „Recoil-α-štěpení a zpětný ráz-α – α-štěpné události pozorované v reakci 48Ca + 243Am“. Jaderná fyzika A. 953: 117–138. arXiv:1502.03030. Bibcode:2016NuPhA.953..117F. doi:10.1016 / j.nuclphysa.2016.04.025.
- ^ A b Armbruster, Peter & Münzenberg, Gottfried (1989). "Vytváření supertěžkých prvků". Scientific American. 34: 36–42.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ A b „Hledat prvek 113“ Archivováno 19. 2. 2012 na Wayback Machine, Hofmann a kol., Zpráva GSI 2003. Citováno dne 3. března 2008
- ^ Morita, Kosuke; Morimoto, Kouji; Kaji, Daiya; Akiyama, Takahiro; Goto, Sin-Ichi; Haba, Hiromitsu; Ideguchi, Eiji; Kanungo, Rituparna; et al. (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.
- ^ Barber, Robert C .; Karol, Paul J; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, Erich W. (2011). „Objev prvků s atomovým číslem větším nebo rovným 113 (technická zpráva IUPAC)“. Čistá a aplikovaná chemie. 83 (7): 1485. doi:10.1351 / PAC-REP-10-05-01.
- ^ K. Morita; Morimoto, Kouji; Kaji, Daiya; Haba, Hiromitsu; Ozeki, Kazutaka; Kudou, Yuki; Sumita, Takayuki; Wakabayashi, Yasuo; Yoneda, Akira; Tanaka, Kengo; et al. (2012). „Nové výsledky v produkci a rozpadu izotopu, 278113, 113. prvku “. Journal of the Physical Society of Japan. 81 (10): 103201. arXiv:1209.6431. Bibcode:2012JPSJ ... 81j3201M. doi:10.1143 / JPSJ.81.103201.
- ^ A b Oganessian, Yu. Ts .; Utyonkov, V .; Lobanov, Yu .; Abdullin, F .; Polyakov, A .; Sagaidak, R .; Širokovský, I .; Tsyganov, Yu .; Voinov, A .; Gulbekian, Gulbekian; et al. (2007). „Syntéza izotopu 282113 v 237Np +48Reakce fúze Ca " (PDF). Fyzický přehled C.. 76 (1): 011601 (R). Bibcode:2007PhRvC..76a1601O. doi:10.1103 / PhysRevC.76.011601.
- ^ A b C Oganessian, Yu. Ts .; Abdullin, F. Sh .; Bailey, P. D .; Benker, D.E .; Bennett, M. E.; Dmitriev, S. N .; Ezold, J. G .; Hamilton, J. H .; 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.
- ^ A b 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. 235–246. doi:10.1063/1.2746600.
- ^ Sonzogni, Alejandro. „Interaktivní tabulka nukleotidů“. Národní jaderné datové centrum: Brookhaven National Laboratory. Citováno 2008-06-06.
- ^ Feng, Zhao-Qing; Jin, Gen-Ming; Li, Jun-Qing; Scheid, Werner (2007). "Tvorba mimořádně těžkých jader při reakcích studené fúze". Fyzický přehled C.. 76 (4): 044606. arXiv:0707.2588. Bibcode:2007PhRvC..76d4606F. doi:10.1103 / PhysRevC.76.044606.
- ^ 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 (5): 057601. arXiv:0912.4069. doi:10.1103 / PhysRevC.80.057601.
- ^ Feng, Z; Jin, G; Li, J; Scheid, W (2009). "Produkce těžkých a těžkých jader v masivních fúzních reakcích". Jaderná fyzika A. 816 (1–4): 33–51. arXiv:0803.1117. Bibcode:2009NuPhA.816 ... 33F. doi:10.1016 / j.nuclphysa.2008.11.003.
- Hmotnosti izotopů z:
- M. Wang; G. Audi; A. H. Wapstra; F. G. Kondev; M. MacCormick; X. Xu; et al. (2012). „Hodnocení atomové hmotnosti AME2012 (II). Tabulky, grafy a odkazy“ (PDF). Čínská fyzika C.. 36 (12): 1603–2014. Bibcode:2012ChPhC..36 .... 3M. doi:10.1088/1674-1137/36/12/003.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "PakUBASE hodnocení jaderných a rozpadových vlastností ", Jaderná fyzika A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729 ... 3A, doi:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
- Izotopové složení a standardní atomové hmotnosti z:
- de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroši; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R .; Taylor, Philip D. P. (2003). „Atomové váhy prvků. Recenze 2000 (technická zpráva IUPAC)“. Čistá a aplikovaná chemie. 75 (6): 683–800. doi:10.1351 / pac200375060683.
- Wieser, Michael E. (2006). „Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)“. Čistá a aplikovaná chemie. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351 / pac200678112051. Shrnutí ležel.
- Údaje o poločasu rozpadu, rotaci a izomeru vybrané z následujících zdrojů.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "PakUBASE hodnocení jaderných a rozpadových vlastností ", Jaderná fyzika A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729 ... 3A, doi:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
- Národní jaderné datové centrum. "Databáze NuDat 2.x". Brookhaven National Laboratory.
- Holden, Norman E. (2004). "11. Tabulka izotopů". V Lide, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85. vydání). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.