鐽的同位素

主要的鐽同位素
同位素 衰變
丰度 半衰期 (t1/2) 方式 能量
MeV
產物
279Ds 人造 186 毫秒[1] SF
α 9.70 275Hs
281Ds 人造 14  SF
α 8.73 277Hs
←Mt109 Rg111

同位素

圖表

符號 Z(
p
N(
n
同位素質量(u 半衰期 衰變
方式
[n 1]
衰變
產物
原子核
自旋
激發能量
267Ds[n 2] 110 157 267.14377(15)# 3(+6−2) µs 9/2+#
269Ds 110 159 269.14475(3) 230(110) µs
[179(+245−66) µs]
α 265Hs 3/2+#
270Ds 110 160 270.14458(5) 160(100) µs
[0.10(+14−4) ms]
α 266Hs 0+
270mDs 1140(70) keV 10(6) ms
[6.0(+82−22) ms]
α 266Hs (10)(−#)
271Ds 110 161 271.14595(10)# 210(170) ms α 267Hs 11/2−#
271mDs 29(29) keV 1.3(5) ms α 267Hs 9/2+#
273Ds 110 163 273.14856(14)# 0.17(+17−6) ms α 269Hs 13/2−#
273m1Ds 198(20) keV 120 ms 3/2+#
273m2Ds 290(40) keV
275Ds[2] 110 165 275.15203(45)# 62 µs α 271Hs
276Ds[3] 110 166 276.15303(59)# ~66 µs SF (67%) (various) 0+
α (33%) 272Hs
277Ds[n 3] 110 167 277.15591(41)# 4.1 ms[4] α 273Hs 11/2+#
279Ds[n 4] 110 169 279.16010(64)# 186+21
−17
 ms
[1]
SF (87%)[1] (various)
α (13%) 275Hs
280Ds[n 5] 110 170 280.16131(89)# 360+172
−16
 µs
[5][6][7]
SF (various) 0+
281Ds[n 6] 110 171 281.16451(59)# 9.6 s SF (94%) (various) 3/2+#
α (6%) 277Hs
281mDs[n 7][n 6] 3.7# min α# 277mHs#

備註:畫上#號的數據代表沒有經過實驗的證明,只是理論推測而已,而用括號括起來的代表數據不確定性。

同位素及核性質

能產生Z=110複核的目標、發射體組合

下表列出各種可用以產生110號元素的目標、發射體組合。

目標 發射體 CN 結果
207Pb 64Ni271Ds反应成功
208Pb 64Ni 272Ds反應成功
208Pb 62Ni 270Ds反應成功
209Bi 59Co268Ds反应成功
232Th 44Ca276Ds至今失败
232Th 48Ca 280Ds反应成功
233U 40Ar273Ds至今失败[8]
235U 40Ar275Ds至今失败[8]
238U 40Ar278Ds至今失败[8]
244Pu 36S 280Ds尚未嘗試
244Pu 34S 278Ds反應成功
248Cm 30Si 278Ds尚未嘗試
250Cm 30Si 280Ds尚未嘗試
249Cf 26Mg 275Ds尚未嘗試
251Cf 26Mg 277Ds尚未嘗試
208Pb(64Ni,xn)272-xDs(x=1)

GSI的科學家在1986年研究了這條反應,但沒有成功。計算出的截面限制在12 pb。1994年,他們使用改進了的設施,成功地檢測到9顆271Ds原子。GSI在2000年成功重現了這種反應,檢測到4個原子[9][10][11][12]勞倫斯伯克利國家實驗室則在2000年和2004年探測到9顆原子,而2002年日本理化學研究所也測得14顆原子。[13]

207Pb(64Ni,xn)271-xDs(x=1)

2000年10月至11月,GSI小組也在反應中使用207Pb目標體進行實驗,以尋找新的同位素270Ds。他們成功合成8個270Ds原子,其中包括基態270Ds和高自旋同核異構體270mDs。[14]

208Pb(62Ni,xn)270-xDs(x=1)

GSI的研究小組於1994年研究了這條反應,探測到3個269Ds原子。他們起初測定了第4條衰變鏈,但其後將其撤回。

209Bi(59Co,xn)268-xDs

俄羅斯杜布納的小組在1986年首次研究這個反應。他們無法檢測到任何原子,測量的截面限制在1 pb。1995年,勞倫斯伯克利國家實驗室報告表明,他們成功地在1n中子蒸發通道中檢測到267Ds的單個原子。然而他們沒有測量某些衰變,因此需要進一步研究來確認這一發現。[15]

232Th(48Ca,xn)280-xDs

杜布納的團隊在1986年首次嘗試用熱核聚變合成鐽元素。他們無法測量任何自發裂變活動,計算出的截面限制在1 pb。1997年11月和1998年10月,同樣的團隊在三個不同的實驗中重新研究這種反應。他們的新方法使用48Ca來合成超重元素。他們檢測到一些半衰期相對較長的自發裂變活動,並初步分配到衰變產物269Sg或265Rf,截面為5 pb。

232Th(44Ca,xn)276-xDs

杜布納小組在1986年和1987年進行了這種反應,並在這兩個實驗中測量到10毫秒的自發裂變活動,分配到272Ds,截面為10 pb。目前認為這項裂變活動並不是來自鐽同位素的。

238U(40Ar,xn)278-xDs

1987年,杜布納小組首次嘗試這種反應。他們只觀察到來自240mfAm和242mfAm的自發裂變,截面限制在1.6 pb。GSI小組於1990年首次研究這個反應,沒有檢測到任何鐽原子。2001年8月,GSI重複進行反應,但沒有成功,計算出的截面限制在1.0 pb。

236U(40Ar,xn)276-xDs

1987年,杜布納小組首次嘗試這種反應,但沒有觀察到自發裂變活動。

235U(40Ar,xn)275-xDs

1987年,杜布納小組首次嘗試這種反應,但沒有觀察到自發裂變活動。GSI團隊在1990年作進一步研究,同樣沒有檢測到鐽原子,截面限制在21 pb。

233U(40Ar,xn)273-xDs

GSI團隊在1990年首次嘗試這條反應,但沒有檢測到鐽原子,截面限制在21 pb。

244Pu(34S,xn)278-xDs(x=5)

1994年9月,杜布納小組在5n中子蒸發通道中檢測到273Ds的單個原子,截面只有400 fb。[16]

作為衰變產物

科學家也曾在更重元素的衰變產物中發現鐽的同位素。

蒸發殘留 觀測到的鐽同位素
293Lv, 289Fl 281Ds
291Lv, 287Fl, 283Cn 279Ds
285Fl 277Ds
277Cn 273Ds

在一些實驗中,293Lv和289Fl衰變所產生的鐽同位素以8.77 MeV的能量進行α衰變,半衰期為3.7分鐘。雖然未經證實,但這項活動極有可能是與一個亞穩態同核異構體281mDs有關。

280Ds

首次合成時所產生的兩個原子起初被認定為288Fl,其衰變到280Ds後進行自發裂變。後來該發現被改為289Fl,衰變產物則改為281Ds。280Ds最终于2021年被发现,半衰期为360 µs,会自发裂变。[5]

277Ds

1999年一項有關發現293Uuo的報告指出,277Ds以10.18 MeV能量進行α衰變,半衰期為3 ms。發現者於2001年撤回這項發現。這個同位素最後於2010年被合成,其衰變特性不符合此前的數據。

273mDs

GSI在1996年合成277Cn(詳見),其中一條衰變鏈以9.73 MeV能量進行α衰變,形成273Ds,半衰期為170毫秒。該數據無法得到證實,因此273mDs目前還是未知的。

272Ds

在第一次嘗試合成鐽的實驗中,10毫秒的自發裂變活動被分配到272Ds,所用反應為232Th(44Ca,4n)。該同位素的發現已被撤回。

281Ds

分別由289Fl或293Lv形成281Ds的兩條衰變鏈相互存在矛盾。最常見的衰變模式是自發裂變,半衰期為11秒。一個未經證實的罕見衰變模式是能量為8.77MeV的α衰變,觀察到的半衰期為3.7分鐘。這種衰變路徑十分特別,很可能是源自同核異構體能級,但需要進一步研究來確認這些報告。

271Ds

直接合成271Ds的衰變數據清楚地表明存在兩個同核異構體。第一個所釋放的α粒子能量為10.74和10.69 MeV,半衰期為1.63毫秒;另一個的α粒子能量為10.71 MeV,半衰期為69毫秒。第一個同核異構體為基態,後者則為同核異能態。有科學家認為,由於兩種同核異構體的α衰變能量相近,因此同核異能態主要是以延遲同核異能躍遷的形式進行衰變的。

270Ds

直接和成270Ds的實驗結果明確表明存在兩個同核異構體。基態270Ds通過α衰變形成266Hs,途中釋放一顆能量為11.03 MeV的α粒子,半衰期為0.1毫秒。亞穩態同樣進行α衰變,期間放射能量為12.15、11.15和10.95 MeV的α粒子,半衰期為6毫秒。亞穩態在釋放12.15 MeV能量的α粒子後,會形成266Hs的基態。這表明該亞穩態的能量比基態高出1.12 MeV。

同位素產量

下表列出直接合成鐽的聚變核反應的截面和激發能量。粗體數據代表從激發函數算出的最大值。+代表觀測到的出口通道。

冷聚變

發射體 目標 CN 1n 2n 3n
62Ni 208Pb 270Ds 3.5 pb
64Ni 208Pb 272Ds 15 pb, 9.9 MeV

衰變特性

理論對不同鐽同位素半衰期的估值與實驗結果相符。[17][18]尚未被發現的同位素294Ds的中子數為幻數,其α衰變半衰期預計長達311年。[19][20]

蒸發殘留物截面

下表列出各種目標-發射體組合,並給出最高的預計產量。

MD:多面;DNS:雙核系統;σ:截面

目標 發射體 CN 通道(產物) σmax 模型 參考資料
208Pb 64Ni 272Ds 1n (271Ds) 10 pb DNS [21]
232Th 48Ca 280Ds 4n (276Ds) 0.2 pb DNS [22]
230Th 48Ca 278Ds 4n (274Ds) 1 pb DNS [22]
238U 40Ar 278Ds 4n (274Ds) 2 pb DNS [22]
同位素列表
䥑的同位素 鐽的同位素 錀的同位素

註釋

  1. 简称:
    SF:自发裂变
  2. 未确认的同位素
  3. 并非直接合成产生,而是以285Fl的衰变产物发现
  4. 并非直接合成产生,而是以283Cn的衰变产物发现
  5. 并非直接合成产生,而是以288Fl的衰变产物发现
  6. 并非直接合成产生,而是以289Fl的衰变产物发现
  7. 未确认的同核异构体

参考文獻

  1. Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V. K.; Ibadullayev, D.; et al. . Physical Review C. 2022, 106 (24612): 024612. Bibcode:2022PhRvC.106b4612O. doi:10.1103/PhysRevC.106.024612.
  2. . [2023-03-29]. (原始内容存档于2023-03-29).
  3. . Joint Institute for Nuclear Research. 1 February 2023 [3 February 2023]. (原始内容存档于2023-03-23).
  4. V. K. Utyonkov. (PDF). Super Heavy Nuclei International Symposium, Texas A & M University, College Station TX, USA. March 31 – April 2, 2015 [2015-11-08]. (原始内容 (PDF)存档于2015-06-06).
  5. Såmark-Roth, A.; Cox, D. M.; Rudolph, D.; et al. . Physical Review Letters. 2021, 126 (3): 032503. Bibcode:2021PhRvL.126c2503S. PMID 33543956. doi:10.1103/PhysRevLett.126.032503可免费查阅.
  6. Forsberg, U.; Rudolph, D.; Andersson, L.-L.; et al. . Nuclear Physics A. 2016, 953: 117–138. Bibcode:2016NuPhA.953..117F. S2CID 55598355. arXiv:1502.03030可免费查阅. doi:10.1016/j.nuclphysa.2016.04.025.
  7. Kaji, Daiya; Morita, Kosuke; Morimoto, Kouji; et al. . Journal of the Physical Society of Japan. 2017, 86 (3): 034201–1–7. Bibcode:2017JPSJ...86c4201K. doi:10.7566/JPSJ.86.034201.
  8. Scherer, U. W.; Brüchle, W; Brügger, M.; Frink, C.; Gäggeler, H.; Herrmann, G.; Kratz, J. V.; Moody, K. J.; Schädel, M.; Sümmerer, K.; Trautmann, N.; Wirth, G. . Zeitschrift für Physik A. 1990, 335 (4): 421–430. Bibcode:1990ZPhyA.335..421S. S2CID 101394312. doi:10.1007/BF01290190.
  9. Ginter, T. N.; Gregorich, K.; Loveland, W.; Lee, D.; Kirbach, U.; Sudowe, R.; Folden, C.; Patin, J.; Seward, N. . Physical Review C. 2003, 67 (6): 064609. Bibcode:2003PhRvC..67f4609G. doi:10.1103/PhysRevC.67.064609.
  10. "Confirmation of production of element 110 by the 208Pb(64Ni,n) reaction" 页面存档备份,存于, Ginter et al., LBNL repositories. Retrieved on 2008-03-02
  11. Folden, C. M.; Gregorich, KE; Düllmann, ChE; Mahmud, H; Pang, GK; Schwantes, JM; Sudowe, R; Zielinski, PM; Nitsche, H. . Physical Review Letters. 2004, 93 (21): 212702. Bibcode:2004PhRvL..93u2702F. PMID 15601003. doi:10.1103/PhysRevLett.93.212702.
  12. "Development of an Odd-Z-Projectile Reaction for Heavy Element Synthesis: 208Pb(64Ni,n)271Ds and 208Pb(65Cu,n)272111" 页面存档备份,存于, Folden et al., LBNL repositories. Retrieved on 2008-03-02
  13. Morita, K.; Morimoto, K.; Kaji, D.; Haba, H.; Ideguchi, E.; Kanungo, R.; Katori, K.; Koura, H.; Kudo, H. . The European Physical Journal A. 2004, 21 (2): 257. Bibcode:2004EPJA...21..257M. doi:10.1140/epja/i2003-10205-1.
  14. Hofmann; Heßberger, F.P.; Ackermann, D.; Antalic, S.; Cagarda, P.; Ćwiok, S.; Kindler, B.; Kojouharova, J.; Lommel, B.; et al. (PDF). Eur. Phys. J. A. 2001, 10: 5–10 [2019-07-13]. Bibcode:2001EPJA...10....5H. doi:10.1007/s100500170137. (原始内容 (PDF)存档于2016-03-03).
  15. Ghiorso, A.; Lee, D.; Somerville, L.; Loveland, W.; Nitschke, J.; Ghiorso, W.; Seaborg, G.; Wilmarth, P.; Leres, R. . Physical Review C. 1995, 51 (5): R2293. Bibcode:1995PhRvC..51.2293G. doi:10.1103/PhysRevC.51.R2293.
  16. Lazarev, Yu. A.; Lobanov, Yu.; Oganessian, Yu.; Utyonkov, V.; Abdullin, F.; Polyakov, A.; Rigol, J.; Shirokovsky, I.; Tsyganov, Yu. . Physical Review C. 1996, 54 (2): 620. Bibcode:1996PhRvC..54..620L. doi:10.1103/PhysRevC.54.620.
  17. P. Roy Chowdhury, C. Samanta, and D. N. Basu. . Phys. Rev. C. 2006, 73: 014612. Bibcode:2006PhRvC..73a4612C. arXiv:nucl-th/0507054可免费查阅. doi:10.1103/PhysRevC.73.014612.
  18. C. Samanta, P. Roy Chowdhury and D.N. Basu. . Nucl. Phys. A. 2007, 789: 142–154. Bibcode:2007NuPhA.789..142S. arXiv:nucl-th/0703086可免费查阅. doi:10.1016/j.nuclphysa.2007.04.001.
  19. P. Roy Chowdhury, C. Samanta, and D. N. Basu. . Phys. Rev. C. 2008, 77 (4): 044603. Bibcode:2008PhRvC..77d4603C. doi:10.1103/PhysRevC.77.044603.
  20. P. Roy Chowdhury, C. Samanta, and D. N. Basu. . At. Data & Nucl. Data Tables. 2008, 94 (6): 781. Bibcode:2008ADNDT..94..781C. doi:10.1016/j.adt.2008.01.003.
  21. Feng, Zhao-Qing; Jin, Gen-Ming; Li, Jun-Qing; Scheid, Werner. . Physical Review C. 2007, 76 (4): 044606. Bibcode:2007PhRvC..76d4606F. arXiv:0707.2588可免费查阅. doi:10.1103/PhysRevC.76.044606.
  22. Feng, Z; Jin, G; Li, J; Scheid, W. . Nuclear Physics A. 2009, 816: 33. Bibcode:2009NuPhA.816...33F. arXiv:0803.1117可免费查阅. doi:10.1016/j.nuclphysa.2008.11.003.
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