Изотопы нихония - Isotopes of nihonium

Основные изотопы нихония   ( 113 Nh)
Изотоп Разлагаться
избыток период полураспада ( т 1/2 ) Режим продукт
278 Nh син 1,4 мс α 274 Rg
282 Nh син 73 мс α 278 Rg
283 Nh син 75 мс α 279 Rg
284 Nh син 0,91 с α 280 Rg
EC 284 Cn
285 Nh син 4,2 с α 281 Rg
286 Nh син 9,5 с α 282 Rg
287 Nh син 5.5 с? α 283 Rg
290 Nh син 2 с? α 286 Rg

Нихоний ( 113 Nh) - синтетический элемент . Будучи синтетическим, он не может быть задан стандартным атомным весом и, как и все искусственные элементы, не имеет стабильных изотопов . Первый изотоп , чтобы быть синтезирован был 284 Nh как продукт распада от 288 Мгц в 2003 первый изотоп , чтобы быть непосредственно синтезирован был 278 Nh в 2004 Есть 6 известных радиоизотопов от 278 Nh до 286 Nh, наряду с неподтвержденными 287 Nh и 290 Nh. Самый долгоживущий изотоп - 286 Nh с периодом полураспада 8 секунд.

Список изотопов

Нуклид
Z N Изотопная масса ( Да )
Период полураспада

Режим распада
Дочерний
изотоп
Спин и
паритет
278 Nh 113 165 278.17058 (20) # 1,4 мс α 274 Rg
282 Nh 113 169 282.17567 (39) # 73 мс α 278 Rg
283 Nh 113 170 283.17657 (52) # 75 мс α 279 Rg
284 Nh 113 171 284.17873 (62) # 0,91 с α (96,8%) 280 Rg  
ЭК (3,2%) 284 Cn
285 Nh 113 172 285.17973 (89) # 4,2 с α 281 Rg
286 Nh 113 173 286.18221 (72) # 9,5 с α 282 Rg
287 Nh 113 174 287.18339 (81) # 5.5 с α 283 Rg
290 Nh 113 177 2 с? α 286 Rg
  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. ^ Режимы распада:
    EC: Электронный захват
  4. ^ Не непосредственно синтезирован, происходит распад продукта в 287 Мгц
  5. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается как продукт распада 288 Mc
  6. ^ Не непосредственно синтезирован, происходит в распаде цепи из 293 Ts
  7. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 294 Ts.
  8. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 287 Fl; неподтвержденный
  9. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 290 Fl и 294 Lv; неподтвержденный

Изотопы и ядерные свойства

Нуклеосинтез

Сверхтяжелые элементы, такие как нихоний, производятся путем бомбардировки более легких элементов в ускорителях частиц, которые вызывают реакции синтеза . В то время как большинство изотопов нихония могут быть синтезированы напрямую таким способом, некоторые более тяжелые изотопы наблюдались только как продукты распада элементов с более высокими атомными номерами .

В зависимости от задействованных энергий первые делятся на «горячие» и «холодные». В реакциях горячего синтеза очень легкие высокоэнергетические снаряды ускоряются в сторону очень тяжелых целей ( актинидов ), в результате чего образуются составные ядра с высокой энергией возбуждения (~ 40–50  МэВ ), которые могут либо делиться, либо испаряться несколько (3-5) нейтроны. В реакциях холодного синтеза образовавшиеся конденсированные ядра имеют относительно низкую энергию возбуждения (~ 10–20 МэВ), что снижает вероятность того, что эти продукты будут подвергаться реакциям деления. Когда слитые ядра охлаждаются до основного состояния , им требуется испускание только одного или двух нейтронов, что позволяет производить больше продуктов, богатых нейтронами. Последняя концепция отличается от концепции, в которой ядерный синтез, как утверждалось, достигается при условиях комнатной температуры (см. Холодный синтез ).

Холодный синтез

До синтеза нихония группой RIKEN ученые из Института исследований тяжелых ионов (Gesellschaft für Schwerionenforschung) в Дармштадте , Германия, также пытались синтезировать нихоний, бомбардируя висмут-209 цинком-70 в 1998 году. два отдельных прогона реакции. Они повторили эксперимент в 2003 году снова, но безуспешно. В конце 2003 года новая команда RIKEN, используя свой эффективный аппарат GARIS, попыталась отреагировать и достигла предела в 140 фб. В декабре 2003 г. - августе 2004 г. они прибегли к «грубой силе» и проводили реакцию в течение восьми месяцев. Им удалось обнаружить один атом 278 Nh. Они повторили реакцию в нескольких запусках в 2005 году и смогли синтезировать второй атом, а затем третий в 2012 году.

В таблице ниже представлены различные комбинации мишеней и снарядов, которые могут быть использованы для образования составных ядер с Z = 113.

Цель Снаряд CN Результат попытки
208 Пб 71 Ga 279 Nh Реакция еще не предпринята
209 Би 70 Zn 279 Nh Успешная реакция
238 U 45 сбн 283 Nh Реакция еще не предпринята
237 нп 48 Ca 285 Nh Успешная реакция
244 Pu 41 К 285 Nh Реакция еще не предпринята
250 см 37 Cl 287 Nh Реакция еще не предпринята
248 см 37 Cl 285 Nh Реакция еще не предпринята

Горячий синтез

В июне 2006 года команда Дубны-Ливермора синтезировала нихоний напрямую, бомбардируя мишень из нептуния- 237 ускоренными ядрами кальция-48 в поисках более легких изотопов 281 Nh и 282 Nh и продуктов их распада, чтобы получить представление о стабилизирующих эффектах. замкнутых нейтронных оболочек при N = 162 и N = 184:

237
93 Np
+ 48
20 Ca
→ 282
113 Nh
+ 1
0 п

Обнаружены два атома 282 Nh.

Как продукт распада

Список изотопов нихония, наблюдаемых при распаде
Остаток испарения Наблюдаемый изотоп нихония
294 ур., 290 эт.? 290 Nh?
287 эт? 287 Nh?
294 Ts, 290 Mc 286 Nh
293 Ts, 289 Mc 285 Nh
288 мк 284 Nh
287 мк 283 Nh

Нихоний наблюдался как продукт распада московия (через альфа-распад). Московий в настоящее время имеет четыре известных изотопа; все они претерпевают альфа-распад, превращаясь в ядра нихония с массовыми числами от 283 до 286. Исходные ядра московия сами могут быть продуктами распада теннессина . Это также может происходить как продукт распада флеровия (посредством захвата электронов), а исходные ядра флеровия сами могут быть продуктами распада ливермория . На сегодняшний день не известно никаких других элементов, распадающихся до нихония. Например, в январе 2010 года команда Дубны ( ОИЯИ ) идентифицировала нихоний-286 как продукт распада теннессина через последовательность альфа-распада:

294
117 Ц
→ 290
115 Mc
+ 4
2 Он
290
115 Mc
→ 286
113 Nh
+ 4
2 Он

Теоретические расчеты

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
209 Би 70 Zn 279 Nh 1n ( 278 Nh) 30 фб DNS
238 U 45 сбн 283 Nh 3n ( 280 Nh) 20 фб DNS
237 нп 48 Ca 285 Nh 3n ( 282 Nh) 0,4 пб DNS
244 Pu 41 К 285 Nh 3n ( 282 Nh) 42,2 фб DNS
250 см 37 Cl 287 Nh 4n ( 283 Nh) 0,594 пб DNS
248 см 37 Cl 285 Nh 3n ( 282 Nh) 0,26 пб DNS

Рекомендации