Изотопы ливермория - Isotopes of livermorium
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ливерморий ( 116 Ур.) - искусственный элемент , поэтому нельзя указать стандартный атомный вес . Как и все искусственные элементы, в нем нет стабильных изотопов . Первым изотопом, который был синтезирован, был 293 Lv в 2000 году. Есть четыре известных радиоизотопа от 290 Lv до 293 Lv, а также несколько предполагающих указаний на возможный более тяжелый изотоп 294 Lv. Самый долгоживущий из четырех хорошо изученных изотопов - это 293 Lv с периодом полураспада 53 мс.
Список изотопов
Нуклид |
Z | N |
Изотопная масса ( Да ) |
Период полураспада |
Режим распада |
Дочерний изотоп |
Спин и паритет |
---|---|---|---|---|---|---|---|
290 Ур. | 116 | 174 | 290.19864 (71) # | 15 (+ 26-6) мс | α | 286 эт | 0+ |
291 Ур. | 116 | 175 | 291.20108 (66) # | 6,3 (+ 116−25) мс | α | 287 эт | |
292 Ур. | 116 | 176 | 292.20174 (91) # | 18,0 (+ 16-6) мс | α | 288 эт | 0+ |
293 Ур. | 116 | 177 | 293.20449 (60) # | 53 (+ 62−19) мс | α | 289 эт | |
294 Ур. | 116 | 178 | 54 мс # | α? | 290 эт | 0+ |
- ^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов по массовой поверхности (TMS).
- ^ # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
- ^ Не непосредственно синтезирован, созданные в распаде продукта из 294 Ога
- ^ Этот изотоп не подтвержден
Нуклеосинтез
Комбинации мишень-снаряд, приводящие к Z = 116 составным ядрам
В таблице ниже представлены различные комбинации мишеней и снарядов, которые можно использовать для образования составных ядер с атомным номером 116.
Цель | Снаряд | CN | Результат попытки |
---|---|---|---|
208 Пб | 82 Se | 290 Ур. | Отказ на сегодняшний день |
238 U | 54 Кр | 292 Ур. | Отказ на сегодняшний день |
244 Pu | 50 Ti | 294 Ур. | Запланированная реакция |
250 см | 48 Ca | 298 Ур. | Реакция еще не предпринята |
248 см | 48 Ca | 296 Ур. | Успешная реакция |
246 см | 48 Ca | 294 Ур. | Реакция еще не предпринята |
245 см | 48 Ca | 293 Ур. | Успешная реакция |
243 см | 48 Ca | 291 Ур. | Реакция еще не предпринята |
248 см | 44 Ca | 292 Ур. | Реакция еще не предпринята |
251 КФ | 40 Ar | 291 Ур. | Реакция еще не предпринята |
Холодный синтез
208 Pb ( 82 Se, x n) 290− x Lv
В 1995 году команда GSI попыталась синтезировать 290 Lv как продукт радиационного захвата ( x = 0). Во время шестинедельного эксперимента не было обнаружено никаких атомов , достигнув предела поперечного сечения 3 pb.
Горячий синтез
В этом разделе рассматривается синтез ядер ливермория путем так называемых реакций «горячего» синтеза. Это процессы, которые создают составные ядра при высокой энергии возбуждения (~ 40–50 МэВ, следовательно, «горячие»), что снижает вероятность выживания в результате деления. Затем возбужденное ядро распадается до основного состояния с испусканием 3–5 нейтронов. В реакциях слияния с использованием ядер 48 Са обычно образуются составные ядра с промежуточными энергиями возбуждения (~ 30–35 МэВ), которые иногда называют реакциями «теплого» слияния. Отчасти это приводит к относительно высоким выходам этих реакций.
238 U ( 54 Cr, x n) 292− x Lv
Есть отрывочные указания на то, что эта реакция была предпринята командой GSI в 2006 году. Нет опубликованных результатов по результатам, предположительно указывающих на то, что никакие атомы не были обнаружены. Это ожидается из исследования систематики сечений мишеней из 238 U.
248 Cm ( 48 Ca, x n) 296− x Lv ( x = 2,3,4,5?)
Первая попытка синтеза ливермория была предпринята в 1977 году Кеном Хьюлетом и его командой в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL). Они не смогли обнаружить никаких атомов ливермория. Юрий Оганесян и его команда из Лаборатории ядерных реакций им. Флерова (ЛЯР) впоследствии попытались провести реакцию в 1978 году и потерпели неудачу. В 1985 году, в ходе совместного эксперимента Беркли и команды Питера Армбрустера в GSI, результат снова был отрицательным с расчетным пределом поперечного сечения 10–100 пбар.
В 2000 году российским ученым в Дубне наконец удалось обнаружить единственный атом ливермория, отнесенный к изотопу 292 Lv. В 2001 году они повторили реакцию и образовали еще 2 атома в подтверждение своего эксперимента по открытию. Третий атом был предварительно отнесен к 293 Lv на основании пропущенного родительского альфа-распада. В апреле 2004 года команда снова провела эксперимент с более высокой энергией и смогла обнаружить новую цепочку распада, присвоенную 292 ур. Исходя из этого, исходные данные были переназначены на 293 ур. Предполагаемая цепь поэтому, возможно, связана с редкой ветвью распада этого изотопа или изомера, 293m Lv; с учетом возможного переназначения его дочери на 290 Fl вместо 289 Fl, это также может быть 294 Lv, хотя все эти назначения являются предварительными и нуждаются в подтверждении в будущих экспериментах, направленных на канал 2n. В этой реакции были обнаружены еще 2 атома 293 Lv.
В 2007 году в эксперименте GSI-SHIP, помимо четырех цепочек 292 Lv и одной цепи 293 Lv, наблюдалась еще одна цепь, изначально не назначенная, но позже показанная как 291 Lv. Однако неясно, происходит ли это от реакции 248 Cm ( 48 Ca, 5n) или от реакции с более легким изотопом кюрия (присутствующим в мишени в виде примеси), таким как 246 Cm ( 48 Ca, 3n).
В эксперименте, проведенном в GSI в июне – июле 2010 г., ученые обнаружили шесть атомов ливермория; два атома 293 Lv и четыре атома 292 Lv. Им удалось подтвердить как данные о распаде, так и сечения реакции слияния.
Эксперимент 2016 года в RIKEN, направленный на изучение реакции 48 Ca + 248 Cm, по-видимому, обнаружил один атом, который может быть отнесен к альфа-распаду 294 Lv на 290 Fl и 286 Cn, который подвергся спонтанному делению; однако первая альфа из продуцированного нуклида ливермория была упущена.
245 см ( 48 Ca, xn) 293 − x Lv (x = 2,3)
Чтобы помочь в определении массовых чисел изотопов для ливермория, в марте – мае 2003 г. дубненская группа бомбардировала мишень 245 Cm ионами 48 Ca. Они смогли наблюдать два новых изотопа, отнесенных к 291 Lv и 290 Lv. Этот эксперимент был успешно повторен в феврале – марте 2005 г., когда было создано 10 атомов с данными распада, идентичными тем, о которых сообщалось в эксперименте 2003 г.
Как продукт распада
Ливерморий также наблюдался при распаде оганессона . В октябре 2006 года было объявлено, что 3 атома оганессона были обнаружены при бомбардировке калифорния- 249 ионами кальция-48, которые затем быстро распались на ливерморий.
Наблюдение за дочерью 290 Lv позволило отнести родителя к 294 Og и подтвердило синтез оганессона .
Деление составных ядер с Z = 116
В период с 2000 по 2006 год в Лаборатории ядерных реакций им. Флерова в Дубне было проведено несколько экспериментов по изучению характеристик деления составных ядер 296,294,290 Lv. Были использованы четыре ядерные реакции, а именно 248 Cm + 48 Ca, 246 Cm + 48 Ca, 244 Pu + 50 Ti и 232 Th + 58 Fe. Результаты показали, как ядра, подобные этому, делятся преимущественно за счет вытеснения ядер с закрытой оболочкой, таких как 132 Sn (Z = 50, N = 82). Было также обнаружено, что выход для пути синтеза-деления был одинаковым для снарядов с 48 Ca и 58 Fe, что указывает на возможное будущее использование снарядов с 58 Fe для образования сверхтяжелых элементов. Кроме того, в сравнительных экспериментах по синтезу 294 Lv с использованием снарядов из 48 Ca и 50 Ti, выход от термоядерного деления был примерно в 3 раза меньше для 50 Ti, что также предполагает будущее использование в производстве SHE.
Втянутые изотопы
289 Ур.
В 1999 году исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли объявили о синтезе 293 Og (см. Oganesson ) в статье, опубликованной в Physical Review Letters . Заявленный изотоп 289 Lv распался на альфа-излучение 11,63 МэВ с периодом полураспада 0,64 мс. В следующем году они опубликовали опровержение после того, как другие исследователи не смогли повторить результаты. В июне 2002 года директор лаборатории объявил, что первоначальное заявление об обнаружении этих двух элементов было основано на данных, сфабрикованных главным автором Виктором Ниновым . Как таковой, этот изотоп ливермория в настоящее время неизвестен.
Хронология открытия изотопов
Изотоп | Год открытия | Реакция открытия |
---|---|---|
290 Ур. | 2002 г. | 249 Cf ( 48 Ca, 3n) |
291 Ур. | 2003 г. | 245 см ( 48 Ca, 2n) |
292 Ур. | 2004 г. | 248 см ( 48 Ca, 4n) |
293 Ур. | 2000 г. | 248 см ( 48 Ca, 3n) |
294 Ур ?? | 2016 г. | 248 см ( 48 Ca, 2n)? |
Выходы изотопов
Горячий синтез
В таблице ниже представлены сечения и энергии возбуждения для реакций горячего синтеза, непосредственно производящих изотопы ливермория. Данные, выделенные жирным шрифтом, представляют собой максимумы, полученные в результате измерений функции возбуждения. + представляет наблюдаемый канал выхода.
Снаряд | Цель | CN | 2n | 3n | 4n | 5н |
---|---|---|---|---|---|---|
48 Ca | 248 см | 296 Ур. | 1,1 пб, 38,9 МэВ | 3,3 пб, 38,9 МэВ | ||
48 Ca | 245 см | 293 Ур. | 0,9 пб, 33,0 МэВ | 3,7 пб, 37,9 МэВ |
Теоретические расчеты
Характеристики распада
Теоретический расчет в модели квантового туннелирования подтверждает экспериментальные данные, относящиеся к синтезу 293 Lv и 292 Lv.
Сечения остатков испарения
В приведенной ниже таблице представлены различные комбинации мишеней и снарядов, для которых расчеты дали оценки выходов поперечных сечений из различных каналов испарения нейтронов. Дан канал с максимальной ожидаемой доходностью.
DNS = двухъядерная система; σ = поперечное сечение
Цель | Снаряд | CN | Канал (продукт) | σ макс | Модель | Ссылка |
---|---|---|---|---|---|---|
208 Пб | 82 Se | 290 Ур. | 1n ( 289 ур.) | 0,1 пб | DNS | |
208 Пб | 79 Se | 287 Ур. | 1n ( 286 ур.) | 0,5 пб | DNS | |
238 U | 54 Кр | 292 Ур. | 2n ( 290 ур.) | 0,1 пб | DNS | |
250 см | 48 Ca | 298 Ур. | 4n ( 294 ур.) | 5 пб | DNS | |
248 см | 48 Ca | 296 Ур. | 4n ( 292 ур.) | 2 пб | DNS | |
247 см | 48 Ca | 295 Ур. | 3n ( 292 ур.) | 3 пб | DNS | |
245 см | 48 Ca | 293 Ур. | 3n ( 290 лв.) | 1,5 пб | DNS | |
243 см | 48 Ca | 291 Ур. | 3n ( 288 лв.) | 1,53 пб | DNS | |
248 см | 44 Ca | 292 Ур. | 4n ( 288 ур.) | 0,43 пб | DNS |
Рекомендации
- Изотопные массы из:
- М. Ван; G. Audi; AH Wapstra; Кондев Ф.Г .; М. Маккормик; X. Xu; и другие. (2012). «Оценка атомной массы AME2012 (II). Таблицы, графики и ссылки» (PDF) . Китайская физика C . 36 (12): 1603–2014. Bibcode : 2012ChPhC..36 .... 3M . DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 36/12/003 .
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), " Оценка ядерных свойств и свойств распада N UBASE " , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Изотопные составы и стандартные атомные массы из:
- де Лаэтер, Джон Роберт ; Бёльке, Джон Карл; Де Бьевр, Поль; Хидака, Хироши; Пайзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин-младший; Тейлор, Филип DP (2003). «Атомный вес элементов. Обзор 2000 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 75 (6): 683–800. DOI : 10.1351 / pac200375060683 .
- Визер, Майкл Э. (2006). «Атомный вес элементов 2005 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 78 (11): 2051–2066. DOI : 10,1351 / pac200678112051 . Выложите резюме .
- Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), " Оценка ядерных свойств и свойств распада N UBASE " , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Национальный центр ядерных данных . «База данных NuDat 2.x» . Брукхейвенская национальная лаборатория .
- Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде, Дэвид Р. (ред.). CRC Справочник по химии и физике (85-е изд.). Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9 .