Изотопы ливермория - Isotopes of livermorium

Основные изотопы ливермория   ( 116 лв)
Изотоп Разлагаться
избыток период полураспада ( т 1/2 ) Режим товар
290 Ур. син 8 мс α 286 эт
291 Ур. син 18 мс α 287 эт
292 Ур. син 12 мс α 288 эт
293 Ур. син 60 мс α 289 эт
294 Ур. син 54 мс? α 290 эт

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+
  1. ^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  2. ^ # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов по массовой поверхности (TMS).
  3. ^ # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
  4. ^ Не непосредственно синтезирован, созданные в распаде продукта из 294 Ога
  5. ^ 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