Izotopy rentgenium - Isotopes of roentgenium

Hlavní izotopy z rentgenium  (111Rg)
IzotopRozklad
hojnostpoločas rozpadu (t1/2)režimuproduktu
279Rgsyn0,1 sα275Mt.
280Rgsyn4 sα276Mt.
281Rg[1][2]syn17 sSF  (90%)
α (10%)277Mt.
282Rg[3]syn2 minα278Mt.
283Rg[4]syn5,1 min?SF
286Rg[5]syn10,7 min?α282Mt.

Roentgenium (111Rg) 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 272Rg v roce 1994, který je také jediným přímo syntetizovaným izotopem; všichni ostatní jsou produkty rozpadu z nihonium, moscovium, a tennessine, a možná copernicium, flerovium, a livermorium. Je jich známo 7 radioizotopy z 272Rg až 282Rg. Nejdelší izotop je 282Rg s a poločas rozpadu 2,1 minuty, i když nepotvrzené 283Rg a 286Rg může mít delší poločasy asi 5,1 minuty, respektive 10,7 minuty.

Seznam izotopů

Nuklid
ZNIzotopová hmota (Da )
[n 1][č. 2]		Poločas rozpadu
Rozklad
režimu
[č. 3]		Dcera
izotop
Roztočit a
parita
[č. 4]
272Rg111161272.15327(25)#2,0 (8) ms
[3,8 (+ 14–8) ms]		α268Mt.5+#, 6+#
274Rg[č. 5]111163274.15525(19)#6,4 (+ 307−29) msα270Mt.
278Rg[č. 6]111167278.16149(38)#4,2 (+ 75–17) msα274Mt.
279Rg[č. 7]111168279.16272(51)#0,17 (+ 81−8) sα275Mt.
280Rg[č. 8]111169280.16514(61)#3,6 (+ 43–13) sα (87%)276Mt.
ES (13%)[6]280Ds
281Rg[č. 9]111170281.16636(89)#17 (+ 6-3) s[2]SF (90%)(rozličný)
α (10%)277Mt.[2]
282Rg[č. 10]111171282.16912(72)#2,1 (+ 1,4-0,6) min[7]α278Mt.
283Rg[č. 11]111172283.17054(79)#5,1 min?SF(rozličný)
286Rg[č. 12]11117510,7 min?α282Mt.
  1. ^ () - Nejistota (1σ) je uveden v stručné formě v závorkách za odpovídajícími posledními číslicemi.
  2. ^ # - Atomic mass checked #: hodnota a nejistota odvozené nikoli z čistě experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů z Mass Surface (TMS ).
  3. ^ Režimy rozpadu:
    ES:Zachycení elektronů
    SF:Spontánní štěpení
  4. ^ # - Hodnoty označené # nejsou čistě odvozeny z experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů sousedních nuklidů (TNN ).
  5. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se jako a produkt rozpadu z 278Nh
  6. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se jako produkt rozpadu 282Nh
  7. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetěz rozpadu z 287Mc
  8. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 288Mc
  9. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 293Ts
  10. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 294Ts
  11. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 287Fl a možná 299Ubn; nepotvrzený
  12. ^ Není přímo syntetizován, vyskytuje se v řetězci rozpadu 290Fl a 294Lv; nepotvrzený

Izotopy a jaderné vlastnosti

Nukleosyntéza

Super těžké prvky například roentgenium se vyrábí bombardováním lehčích prvků v urychlovače částic které vyvolávají fúzní reakce. Zatímco nejlehčí izotop roentgenia, roentgenium-272, lze syntetizovat přímo tímto způsobem, všechny těžší izotopy roentgenia byly pozorovány pouze jako produkty rozpadu prvků s vyššími atomová čísla.[8]

V závislosti na použitých energiích lze fúzní reakce kategorizovat jako „horké“ nebo „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.[9] Ve studených fúzních reakcích mají produkovaná 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.[8] Posledně jmenovaný je odlišným konceptem od toho, kde se podle jaderné fúze dosahuje za podmínek pokojové teploty (viz studená fúze ).[10]

Níže uvedená tabulka obsahuje různé kombinace cílů a projektilů, které lze použít k vytvoření složených jader se Z = 111.

cílováProjektilCNVýsledek pokusu
205Tl70Zn275RgSelhání k dnešnímu dni
208Pb65Cu273RgÚspěšná reakce
209Bi64Ni273RgÚspěšná reakce
231Pa48Ca.279RgReakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet
238U41K.279RgReakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet
244Pu37Cl281RgReakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet
248Cm31P279RgReakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet
250Cm31P281RgReakce, kterou je ještě třeba vyzkoušet

Studená fúze

Před první úspěšnou syntézou roentgenia v roce 1994 GSI tým, tým v Společný institut pro jaderný výzkum v Dubna Rusko se také pokusilo syntetizovat rentgenium bombardováním bismutu-209 niklem-64 v roce 1986. Nebyly identifikovány žádné atomy rentgenia. Po vylepšení svých zařízení tým GSI úspěšně detekoval 3 atomy 272Rg ve svém objevném experimentu.[11] V roce 2002 byly syntetizovány další 3 atomy.[12] Objev rentgenia byl potvrzen v roce 2003, kdy tým v RIKEN měřil rozpad 14 atomů 272Rg.[13]

Stejný izotop rentgenium byl také pozorován americkým týmem na Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) z reakce:

208
82Pb
 + 65
29Cu
 → 272
111Rg
 +
n

Tato reakce byla provedena jako součást jejich studia projektilů s lichým protonové číslo při reakcích studené fúze.[14]

The 205Tl (70Zn, n)274Reakce Rg byla vyzkoušena týmem RIKEN v roce 2004 a opakována v roce 2010 ve snaze zajistit objev jejího rodiče 278NH:[15]

205
81Tl
 + 70
30Zn
 → 274
111Rg
 +
n

Kvůli slabosti terthiového cíle nebyli schopni detekovat žádné atomy 274Rg.[15]

Jako produkt rozpadu

Seznam izotopů rentgenia pozorovaných rozpadem
Zbytek po odpařeníPozorovaný izotop rentgenium
294Lv, 290Fl, 290Co?286Rg?[5]
299Ubn, 295Og, 291Lv, 287Fl, 287Co?283Rg?[4]
294Ts, 290Mc, 286Nh282Rg[16]
293Ts, 289Mc, 285Nh281Rg[16]
288Mc, 284Nh280Rg[17]
287Mc, 283Nh279Rg[17]
282Nh278Rg[17]
278Nh274Rg[18]

Všechny izotopy roentgenia kromě roentgenium-272 byly detekovány pouze v rozpadových řetězcích prvků s vyšším protonové číslo, jako nihonium. Nihonium má v současné době sedm známých izotopů; všichni podstoupí alfa rozpady a stanou se jádry rentgenia, s hmotnostními čísly mezi 274 a 286. Rodičovská jádra nihonia mohou být samy produkty rozkladu flerovium, moscovium, livermorium, tennessine, a (nepotvrzené) oganesson nebo unbinilium. Dosud nebylo známo, že by se na roentgenium rozpadly žádné další prvky.[19] Například v lednu 2010 tým Dubna (JINR ) identifikoval roentgenium-281 jako konečný produkt v rozpadu tennessinu prostřednictvím alfa rozpadu sekvence:[16]

293
117Ts
 → 289
115Mc
 + 4
2On
289
115Mc
 → 285
113Nh
 + 4
2On
285
113Nh
 → 281
111Rg
 + 4
2On

Nukleární izomerismus

274Rg

Dva atomy 274Rg byly pozorovány v řetěz rozpadu z 278Nh. Rozpadají se alfa emise, emitující částice alfa s různými energiemi a mají různé doby života. Kromě toho se zdá, že jsou dva celé rozpadové řetězce odlišné. To naznačuje přítomnost dvou jaderných izomerů, je však zapotřebí dalšího výzkumu.[18]

272Rg

Čtyři alfa částice emitované z 272Byly detekovány Rg s energiemi 11,37, 11,03, 10,82 a 10,40 MeV. GSI měřeno 272Rg má poločas 1,6 ms, zatímco nedávná data z RIKEN dávají poločas 3,8 ms. Konfliktní data mohou být způsobena jadernými izomery, ale současná data nejsou dostatečná k tomu, aby bylo možné přijít k jakémukoli pevnému zadání.[11][13]

Chemické výtěžky izotopů

Studená fúze

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

ProjektilcílováCN1n2n3n
64Ni209Bi273Rg3,5 pb, 12,5 MeV
65Cu208Pb273Rg1,7 pb, 13,2 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; σ = průřez

cílováProjektilCNKanál (produkt)σmaxModelkaČj
238U41K.279Rg4n (275Rg)0,21 pbDNS[20]
244Pu37Cl281Rg4n (277Rg)0,33 pbDNS[20]
248Cm31P279Rg4n (277Rg)1,85 pbDNS[20]
250Cm31P281Rg4n (277Rg)0,41 pbDNS[20]

Reference

  1. ^ Oganessian, Yuri Ts .; Abdullin, F. Sh .; Alexander, C .; et al. (2013-05-30). "Experimentální studie 249Bk +48Reakce Ca včetně vlastností rozpadu a excitační funkce pro izotopy prvku 117 a objev nového izotopu 277Mt ". Fyzický přehled C.. Americká fyzická společnost. 87 (054621). Bibcode:2013PhRvC..87e4621O. doi:10.1103 / PhysRevC.87.054621.
  2. ^ A b C 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. ^ Khuyagbaatar, J .; Yakushev, A .; Düllmann, Ch. E.; et al. (2014). "48Ca +249Bk fúzní reakce vedoucí k prvku Z = 117: s dlouhým životem a-rozpad 270Db a objev 266Lr ". Dopisy o fyzické kontrole. 112 (17): 172501. Bibcode:2014PhRvL.112q2501K. doi:10.1103 / PhysRevLett.112.172501. PMID  24836239.
  4. ^ 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.
  5. ^ 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). Bibcode:2016EPJA ... 52..180H. doi:10.1140 / epja / i2016-16180-4.
  6. ^ 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.
  7. ^ Khuyagbaatar, J .; Yakushev, A .; Düllmann, Ch. E.; et al. (2014). "48Ca +249Bk fúzní reakce vedoucí k prvku Z = 117: s dlouhým životem a-rozpad 270Db a objev 266Lr ". Dopisy o fyzické kontrole. 112 (17): 172501. Bibcode:2014PhRvL.112q2501K. doi:10.1103 / PhysRevLett.112.172501. hdl:1885/148814. PMID  24836239.
  8. ^ A b Armbruster, Peter & Munzenberg, Gottfried (1989). "Vytváření supertěžkých prvků". Scientific American. 34: 36–42.
  9. ^ 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.
  10. ^ 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.
  11. ^ A b Hofmann, S .; Ninov, V .; Heßberger, F. P .; Armbruster, P .; Folger, H .; Münzenberg, G .; Schött, H. J .; Popeko, A. G .; et al. (1995). „Nový prvek 111“. Zeitschrift für Physik A. 350 (4): 281–282. Bibcode:1995ZPhyA.350..281H. doi:10.1007 / BF01291182.
  12. ^ Hofmann, S .; Heßberger, F. P .; Ackermann, D .; Münzenberg, G .; Antalic, S .; Cagarda, P .; Kindler, B .; Kojouharova, J .; et al. (2002). „Nové výsledky na prvcích 111 a 112“. Evropský fyzický deník A. 14 (2): 147–157. Bibcode:2002EPJA ... 14..147H. doi:10.1140 / epja / i2001-10119-x.
  13. ^ A b Morita, K .; Morimoto, K. K .; Kaji, D .; Goto, S .; Haba, H .; Ideguchi, E .; Kanungo, R .; Katori, K .; Koura, H .; Kudo, H .; Ohnishi, T .; Ozawa, A .; Peter, J. C .; Suda, T .; Sueki, K .; Tanihata, I .; Tokanai, F .; Xu, H .; Yeremin, A. V .; Yoneda, A .; Yoshida, A .; Zhao, Y.-L .; Zheng, T. (2004). "Stav výzkumu těžkých prvků pomocí GARIS v RIKEN". Jaderná fyzika A. 734: 101–108. Bibcode:2004NuPhA.734..101M. doi:10.1016 / j.nuclphysa.2004.01.019.
  14. ^ Folden, C. M .; Gregorich, K .; Düllmann, Ch .; Mahmud, H .; Pang, G .; Schwantes, J .; Sudowe, R .; Zielinski, P .; et al. (2004). „Vývoj reakce Odd-Z-Projectile pro syntézu těžkých prvků: 208Pb (64Ni, n)271Ds a 208Pb (65Cu, n)272111". Dopisy o fyzické kontrole. 93 (21): 212702. Bibcode:2004PhRvL..93u2702F. doi:10.1103 / PhysRevLett.93.212702. PMID  15601003.
  15. ^ A b Morimoto, Kouji (2016). „Objev prvku 113 v RIKENU“ (PDF). www.physics.adelaide.edu.au. 26. mezinárodní konference o jaderné fyzice. Citováno 14. května 2017.
  16. ^ A b C Oganessian, Yuri Ts .; Abdullin, F. Sh .; Bailey, P. D .; et al. (09.04.2010). "Syntéza nového prvku s atomovým číslem Z=117". Dopisy o fyzické kontrole. 104 (142502): 142502. Bibcode:2010PhRvL.104n2502O. doi:10.1103 / PhysRevLett.104.142502. PMID  20481935.
  17. ^ A b C Oganessian, Yu. Ts .; Penionzhkevich, Yu. E.; Cherepanov, E. A. (2007). „Nejtěžší jádra vyprodukovaná v roce 48Reakce vyvolané Ca (vlastnosti syntézy a rozpadu) ". Sborník konferencí AIP. 912. 235–246. doi:10.1063/1.2746600.
  18. ^ 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.
  19. ^ Sonzogni, Alejandro. „Interaktivní tabulka nukleotidů“. Národní jaderné datové centrum: Brookhaven National Laboratory. Citováno 2008-06-06.
  20. ^ 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.