Изотопы сиборгия - Isotopes of seaborgium

Основные изотопы сиборгия   ( 106 Sg)
Изотоп Разлагаться
избыток период полураспада ( т 1/2 ) Режим продукт
265 Сг син 8,9 с α 261 Rf
265m Sg син 16,2 с α 261m Rf
267 Сг син 1,4 мин 17% α 263 Rf
83% SF
269 Сг син 14 мин. α 265 Rf
271 Сг син 2 мин 67% α 267 Rf
33% SF

Сиборгий ( 106 Sg) является синтетическим элементом и поэтому не имеет стабильных изотопов . Стандартный атомный вес не может быть дан. Первым изотопом, который был синтезирован, был 263m Sg в 1974 году. Известно 12 радиоизотопов от 258 до 271 Sg и 2 известных изомера ( 261m Sg и 263m Sg). Самый долгоживущий изотоп - 269 Sg с периодом полураспада 14 минут.

Список изотопов

Нуклид
 Z N Изотопная масса ( Да )
 Период полураспада
Режим распада
 Дочерний
изотоп
 Спин и
паритет
Энергия возбуждения
258 Сг 106 152 258.11298 (44) # 3,3 (10) мс
[2,9 (+ 13−7) мс] 		SF (разные) 0+
259 Сг 106 153 259.11440 (13) # 580 (210) мс
[0,48 (+ 28−13) с] 		α 255 Rf 1/2 + #
260 Сг 106 154 260.114384 (22) 3,8 (8) мс SF (74%) (разные) 0+
α (26%) 256 Rf
261 Сг 106 155 261.115949 (20) 230 (60) мс α (98,1%) 257 Rf 7/2 + #
ЭК (1,3%) 261 Дб
SF (0,6%) (разные)
261m Sg 92 мкс IC 261 Сг
262 Сг 106 156 262.11634 (4) 8 (3) мс
[6,9 (+ 38−18) мс] 		SF (92%) (разные) 0+
α (8%) 258 Rf
263 Сг 106 157 263.11829 (10) # 1.0 (2) с α 259 Rf 9/2 + #
263m Sg 100 (70) # кэВ 120 мс α (87%) 259 Rf 3/2 + #
SF (13%) (разные)
264 Сг 106 158 264.11893 (30) # 37 мс SF (разные) 0+
265a Sg 106 159 265.12109 (13) # 8 (3) с α 261 Rf
265b Sg 16,2 с α 261 Rf
266 Сг 106 160 266.12198 (26) # 360 мс SF (разные) 0+
267 Сг 106 161 267.12436 (30) # 1,4 мин SF (83%) (разные)
α (17%) 263 Rf
269 Сг 106 163 269.12863 (39) # 14 мин. α 265 Rf
271 Сг 106 165 271.13393 (63) # 2,4 мин α (67%) 267 Rf 3/2 + #
SF (33%) (разные)
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы:
  1. ^ m Sg - Возбужденный ядерный изомер .
  2. ^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов по массовой поверхности (TMS).
  4. ^ Режимы распада:
    EC: Электронный захват
    SF: Самопроизвольное деление
  5. ^ a b # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
  6. ^ Не непосредственно синтезирован, происходит в цепи распада в 270 Ds
  7. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 271 Ds.
  8. ^ Не непосредственно синтезирован, происходит распад продукта из 270 Hs
  9. ^ Непосредственно не синтезируется, происходит как продукт распада 271 Hs.
  10. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 285 Fl
  11. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 287 Fl

Нуклеосинтез

Цель Снаряд CN Результат попытки
208 Пб 54 Кр 262 Сг Успешная реакция
207 Пб 54 Кр 261 Сг Успешная реакция
206 Пб 54 Кр 260 Сг Неспособность на сегодняшний день
208 Пб 52 Кр 260 Сг Успешная реакция
209 Би 51 В 260 Сг Успешная реакция
238 U 30 Si 268 Сг Успешная реакция
244 Pu 26 мг 270 Сг Реакция еще не предпринята
248 см 22 Ne 270 Сг Успешная реакция
249 Кф 18 O 267 Сг Успешная реакция

Холодный синтез

В этом разделе рассматривается синтез ядер сиборгия с помощью так называемых реакций «холодного» синтеза. Это процессы, которые создают составные ядра при низкой энергии возбуждения (~ 10–20 МэВ, следовательно, «холодные»), что приводит к более высокой вероятности выживания в результате деления. Возбужденное ядро ​​затем распадается до основного состояния за счет испускания только одного или двух нейтронов.

208 Pb ( 54 Cr, xn) 262 − x Sg (x = 1,2,3)

Первая попытка синтезировать сиборгий в реакциях холодного синтеза была предпринята в сентябре 1974 г. советской группой под руководством Г. Н. Флерова в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне . Они сообщили о возникновении активности спонтанного деления (SF) 0,48 с, которую они приписали изотопу 259 Sg. На основании более поздних данных было высказано предположение, что команда, скорее всего, измерила распад 260 Sg и его дочернего 256 Rf. TWG пришла к выводу, что в то время результаты были недостаточно убедительными.

Команда из Дубны повторно обратилась к этой проблеме в 1983–1984 гг. И смогла обнаружить 5-миллисекундную активность SF, назначенную непосредственно на 260 Sg.

Команда GSI впервые изучила эту реакцию в 1985 году, используя усовершенствованный метод корреляции генетических распадов родителей и дочерей. Они смогли обнаружить 261 Sg (x = 1) и 260 Sg и измерили частичную функцию возбуждения испарения нейтронов 1n.

В декабре 2000 г. эта реакция была изучена командой GANIL , Франция; они смогли обнаружить 10 атомов 261 Sg и 2 атома 260 Sg, чтобы добавить к предыдущим данным о реакции.

После модернизации оборудования команда GSI в 2003 году измерила функцию возбуждения 1n с помощью металлической свинцовой мишени. Важно отметить, что в мае 2003 года группа успешно заменила мишень из свинца-208 на более стойкие мишени из сульфида свинца (II) (PbS), что позволит использовать более интенсивные лучи в будущем. Они смогли измерить функции возбуждения 1n, 2n и 3n и выполнили первую подробную альфа-гамма-спектроскопию изотопа 261 Sg. Они обнаружили ~ 1600 атомов изотопа и идентифицировали новые альфа-линии, а также измерили более точный период полураспада и новые разветвления EC и SF. Кроме того, им впервые удалось обнаружить K-рентгеновские лучи дочернего изотопа резерфордия . Они также смогли предоставить улучшенные данные для 260 Sg, включая предварительное наблюдение изомерного уровня. Исследования были продолжены в сентябре 2005 г. и марте 2006 г. Накопленная работа по 261 Sg была опубликована в 2007 г. Работа в сентябре 2005 г. также была направлена ​​на начало спектроскопических исследований по 260 Sg.

Команда из LBNL недавно повторно изучила эту реакцию, пытаясь изучить спектроскопию изотопа 261 Sg. Им удалось обнаружить новый изомер, 261m Sg, распадающийся за счет внутренней конверсии в основное состояние . В том же эксперименте они также смогли подтвердить наличие K-изомера в дочернем 257 Rf, а именно 257m2 Rf.

207 Pb ( 54 Cr, xn) 261 − x Sg (x = 1,2)

Команда в Дубне также изучала эту реакцию в 1974 г. с теми же результатами, что и их первые эксперименты с мишенью из Pb-208. Деятельность SF сначала была назначена на 259 Sg, а затем на 260 Sg и / или 256 Rf. Дальнейшая работа в 1983–1984 годах также обнаружила SF-активность 5 мс, назначенную родительскому 260 Sg.

Команда GSI впервые изучила эту реакцию в 1985 году, используя метод корреляции генетических распадов родителей и дочерей. Им удалось точно идентифицировать 259 Sg как продукт испарения 2n нейтронного канала.

В дальнейшем реакция была использована в марте 2005 г. с использованием мишеней из PbS для начала спектроскопического исследования четного-четного изотопа 260 Sg.

206 Pb ( 54 Cr, xn) 260 − x Sg

Эта реакция была изучена в 1974 году командой в Дубне. Он был использован, чтобы помочь им в назначении наблюдаемых активностей SF в реакциях с использованием мишеней Pb-207 и Pb-208. Они не смогли обнаружить какой-либо SF, что указывает на образование изотопов, распадающихся в основном за счет альфа-распада.

208 Pb ( 52 Cr, xn) 260 − x Sg (x = 1,2)

Команда в Дубне также изучала эту реакцию в своей серии реакций холодного синтеза, проведенных в 1974 году. И снова они не смогли обнаружить какие-либо действия SF. Эта реакция была пересмотрена в 2006 году командой LBNL в рамках своих исследований влияния изоспина снаряда и, следовательно, массового числа составного ядра на выход остатков испарения. Они смогли идентифицировать 259 Sg и 258 Sg при измерении функции возбуждения 1n.

209 Bi ( 51 В, xn) 260 − x Sg (x = 2)

Команда в Дубне также изучала эту реакцию в своей серии реакций холодного синтеза, проведенных в 1974 году. И снова они не смогли обнаружить какие-либо действия SF. В 1994 году команда GSI пересмотрела синтез сиборгия с использованием этой реакции, чтобы изучить новый четно-четный изотоп 258 Sg. Десять атомов 258 Sg были обнаружены и распались в результате спонтанного деления.

Горячий синтез

В этом разделе рассматривается синтез ядер сиборгия с помощью 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 и квазиделения. Затем возбужденное ядро ​​распадается до основного состояния с испусканием 3–5 нейтронов.

238 U ( 30 Si, xn) 268 − x Sg (x = 3,4,5,6)

Эта реакция была впервые изучена японскими учеными из Японского исследовательского института атомной энергии (JAERI) в 1998 году. Они обнаружили активность спонтанного деления , которую они предварительно отнесли к новому изотопу 264 Sg или 263 Db, образованному EC 263 Sg. В 2006 году команды GSI и LBNL изучали эту реакцию, используя метод корреляции генетических распадов родителей и дочерей. Команда LBNL измерила функцию возбуждения для каналов 4n, 5n и 6n, в то время как команда GSI смогла наблюдать дополнительную активность 3n. Обе группы смогли идентифицировать новый изотоп 264 Sg, который за короткое время распался в результате спонтанного деления .

248 См ( 22 Ne, xn) 270 − x Sg (x = 4?, 5)

В 1993 году в Дубне Юрий Лазарев и его команда объявили об открытии долгоживущих 266 Sg и 265 Sg, образующихся в 4n и 5n каналах этой ядерной реакции, после поиска изотопов сиборгия, пригодных для первого химического исследования. Было объявлено, что 266 Sg распадается на испускание альфа-частиц с энергией 8,57 МэВ с прогнозируемым периодом полураспада ~ 20 с, что сильно подтверждает стабилизирующий эффект замкнутых оболочек с Z = 108, N = 162. Эта реакция была дополнительно изучена в 1997 году группой из GSI, и выход, режим распада и период полураспада для 266 Sg и 265 Sg были подтверждены, хотя все еще есть некоторые расхождения. В недавнем синтезе 270 Hs (см. Хассий ) было обнаружено , что 266 Sg подвергаются исключительно SF с коротким периодом полураспада (T SF = 360 мс). Возможно, что это основное состояние ( 266g Sg), а другая активность, производимая непосредственно, принадлежит высокоспиновому K-изомеру, 266m Sg, но для подтверждения этого требуются дальнейшие результаты.

Недавняя переоценка характеристик распада 265 Sg и 266 Sg показала, что все распады до настоящего времени в этой реакции на самом деле происходили от 265 Sg, который существует в двух изомерных формах. Первый, 265a Sg, имеет основную альфа-линию при 8,85 МэВ и расчетный период полураспада 8,9 с, в то время как 265b Sg имеет энергию распада 8,70 МэВ и период полураспада 16,2 с. Оба изомерных уровня заселяются при непосредственном производстве. Данные по распаду 269 Hs показывают, что 265b Sg образуется при распаде 269 Hs и что 265b Sg распадается на более короткоживущий изотоп 261g Rf. Это означает, что наблюдение за 266 Sg как долгоживущим альфа-излучателем отменяется и что он действительно подвергается делению за короткое время.

Независимо от этих назначений, реакция успешно использовалась в недавних попытках изучения химии сиборгия (см. Ниже).

249 Cf ( 18 O, xn) 267 − x Sg (x = 4)

Синтез сиборгия был впервые осуществлен в 1974 году командой LBNL / LLNL. В своем эксперименте по открытию они смогли применить новый метод корреляции генетических распадов родителей и дочерей для идентификации нового изотопа 263 Sg. В 1975 году команда из Ок-Риджа смогла подтвердить данные о распаде, но не смогла идентифицировать совпадающие рентгеновские лучи, чтобы доказать, что сиборгий был произведен. В 1979 году бригада в Дубне изучала реакцию, обнаружив действия спецназа. По сравнению с данными из Беркли, они рассчитали 70% -ное разветвление SF для 263 Sg. Первоначальная реакция синтеза и открытия была подтверждена в 1994 году другой командой в LBNL.

Продукты распада

Изотопы сиборгия также наблюдались при распаде более тяжелых элементов. Наблюдения на сегодняшний день резюмированы в таблице ниже:

Остаток испарения Наблюдаемый изотоп Sg
291 лв, 287 эт, 283 сп 271 Сг
285 эт 269 Сг
271 Hs 267 Сг
270 часов 266 Сг
277 Cn, 273 Ds, 269 Hs 265 Сг
271 Ds, 267 Ds 263 Сг
270 дс 262 Сг
269 Ds, 265 Hs 261 Сг
264 часов 260 Сг

Хронология открытия изотопов

Изотоп Год открытия реакция открытия
258 Сг 1994 г. 209 Bi ( 51 В, 2n)
259 Сг 1985 г. 207 Pb ( 54 Cr, 2n)
260 Сг 1985 г. 208 Pb ( 54 Cr, 2n)
261 г Sg 1985 г. 208 Pb ( 54 Cr, n)
261m Sg 2009 г. 208 Pb ( 54 Cr, n)
262 Сг 2001 г. 207 Pb ( 64 Ni, n)
263 Sg м 1974 г. 249 Cf ( 18 O, 4n)
263 Sg г 1994 г. 208 Pb ( 64 Ni, n)
264 Сг 2006 г. 238 U ( 30 Si, 4n)
265 Зг а, б 1993 г. 248 см ( 22 Ne, 5n)
266 Сг 2004 г. 248 см ( 26 мг, 4н)
267 Сг 2004 г. 248 см ( 26 мг, 3н)
268 Сг неизвестный
269 Сг 2010 г. 242 Pu ( 48 Ca, 5n)
270 Сг неизвестный
271 Сг 2003 г. 242 Pu ( 48 Ca, 3n)

Изомерия

266 Сг

Первоначальная работа определила альфа-распадную активность 8,63 МэВ с периодом полураспада ~ 21 с и отнесена к основному состоянию 266 Sg. Более поздняя работа идентифицировала нуклид, распадающийся на 8,52 и 8,77 МэВ альфа-излучения с периодом полураспада ~ 21 с, что необычно для четно-четного нуклида. Недавняя работа по синтезу 270 Hs идентифицировала распад 266 Sg под действием SF с коротким периодом полураспада 360 мс. Недавние исследования 277 Cn и 269 Hs предоставили новую информацию о распаде 265 Sg и 261 Rf. В этой работе было предложено переназначить начальную активность 8,77 МэВ на 265 Sg. Таким образом, текущая информация предполагает, что активность SF является основным состоянием, а активность 8,52 МэВ является высокоспиновым K-изомером. Для подтверждения этих назначений требуется дальнейшая работа. Недавняя переоценка данных показала, что активность 8,52 МэВ должна быть связана с 265 Sg и что 266 Sg подвергается только делению.

265 Сг

Недавний прямой синтез 265 Sg привел к получению четырех альфа-линий при 8,94, 8,84, 8,76 и 8,69 МэВ с периодом полураспада 7,4 секунды. Наблюдение за распадом 265 Sg из распада 277 Cn и 269 Hs показало, что линия 8,69 МэВ может быть связана с изомерным уровнем с соответствующим периодом полураспада ~ 20 с. Вероятно, что этот уровень вызывает путаницу между назначениями 266 Sg и 265 Sg, поскольку оба могут распадаться на делящиеся изотопы резерфордия.

Недавняя переоценка данных показала, что действительно существует два изомера: один с основной энергией распада 8,85 МэВ с периодом полураспада 8,9 с, а второй изомер распадается с энергией 8,70 МэВ с периодом полураспада. 16,2 с.

263 Сг

Открытие синтеза 263 Sg привело к появлению альфа-линии при 9,06 МэВ. Наблюдение за этим нуклидом по распаду 271g Ds, 271m Ds и 267 Hs подтвердило распад изомера с помощью альфа-излучения 9,25 МэВ. Подтвержден также распад 9.06 МэВ. Активность 9,06 МэВ была приписана изомеру в основном состоянии с соответствующим периодом полураспада 0,3 с. Активность 9,25 МэВ была приписана изомерному уровню затухания с периодом полураспада 0,9 с.

Недавняя работа по синтезу 271g, m Ds привела к некоторым сбивающим с толку данным относительно распада 267 Hs. В одном из таких распадов 267 Hs распалось до 263 Sg, которые распадались за счет альфа-излучения с периодом полураспада ~ 6 с. Эта активность еще не была положительно отнесена к изомеру, и требуются дальнейшие исследования.

Спектроскопические схемы распада

261 Сг

Это принятая в настоящее время схема распада 261 Sg из исследования Streicher et al. в GSI в 2003–2006 гг.

Втянутые изотопы

269 Сг

В заявленном в 1999 г. синтезе 293 Og изотоп 269 Sg был идентифицирован как дочерний продукт. Он распался на альфа-излучение 8,74 МэВ с периодом полураспада 22 с. Иск был отозван в 2001 году. Этот изотоп был окончательно создан в 2010 году.

Химические выходы изотопов

Холодный синтез

В таблице ниже представлены сечения и энергии возбуждения для реакций холодного синтеза, непосредственно производящих изотопы сиборгия. Данные, выделенные жирным шрифтом, представляют собой максимумы, полученные в результате измерений функции возбуждения. + представляет наблюдаемый канал выхода.

Снаряд Цель CN 1n 2n 3n
54 Кр 207 Пб 261 Сг
54 Кр 208 Пб 262 Сг 4,23 нб, 13,0 МэВ 500 пб 10 пб
51 В 209 Би 260 Сг 38 пб, 21,5 МэВ
52 Кр 208 Пб 260 Сг 281 пб, 11,0 МэВ

Горячий синтез

В таблице ниже представлены сечения и энергии возбуждения для реакций горячего синтеза, непосредственно производящих изотопы сиборгия. Данные, выделенные жирным шрифтом, представляют собой максимумы, полученные в результате измерений функции возбуждения. + представляет наблюдаемый канал выхода.

Снаряд Цель CN 3n 4n 5н 6n
30 Si 238 U 268 Сг + 9 пб, 40,0 ~ 80 пб, 51,0 МэВ ~ 30 пб, 58,0 МэВ
22 Ne 248 см 270 Сг ~ 25 пб ~ 250 пб
18 O 249 Кф 267 Сг +

Рекомендации