Изотопы нихония
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Нихоний ( 113 Nh) — синтетический элемент . Поскольку он синтетический, стандартный атомный вес ему невозможно определить , и, как и все искусственные элементы, он не имеет стабильных изотопов . Первым изотопом, который был синтезирован, был 284 Nh как распада продукт 288 Мак в 2003 году. Первым изотопом, который был синтезирован напрямую, был 278 Nh в 2004 году. Известно 6 радиоизотопов из 278 Нет, чтобы 286 Нх, вместе с неподтвержденными 287 Нх и 290 Нх. Самый долгоживущий изотоп – 286 Nh с периодом полураспада 9,5 секунд.
Список изотопов
[ редактировать ]| Нуклид | С | Н | Изотопная масса ( Да ) [4] [n 1] [n 2] | Период полураспада | Разлагаться режим [n 3] | Дочь изотоп | Спин и паритет | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 278 Нх [5] | 113 | 165 | 278.17073(24)# | 2.0 +2.7 −0,7 мс | а | 274 Рг | |||||||||||||
| 282 Нх | 113 | 169 | 282.17577(43)# | 61 +73 −22 мс [6] | а | 278 Рг | |||||||||||||
| 283 Нх [n 4] | 113 | 170 | 283.17667(47)# | 123 +80 −35 мс [6] | а | 279 Рг | |||||||||||||
| 284 Нх [n 5] | 113 | 171 | 284.17884(57)# | 0.90 +0.07 −0,06 с [6] | а (≥99%) | 280 Рг | |||||||||||||
| ЭК (≤1%) [6] | 284 Сп | ||||||||||||||||||
| 285 Нх [№ 6] | 113 | 172 | 285.18011(83)# | 2.1 +0.6 −0,3 с [6] | а (82%) | 281 Рг | |||||||||||||
| Сан-Франциско (18%) [6] | (различный) | ||||||||||||||||||
| 286 Нх [n 7] | 113 | 173 | 286.18246(63)# | 9,5 с | а | 282 Рг | |||||||||||||
| 287 Нх [№ 8] | 113 | 174 | 287.18406(76)# | 5,5 с | а | 283 Рг | |||||||||||||
| 290 Нх [n 9] | 113 | 177 | 290.19143(50)# | 2 с? | а | 286 Рг | |||||||||||||
| Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы: | |||||||||||||||||||
- ^ ( ) – Неопределенность (1 σ ) указывается в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ # - Атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность получены не на основе чисто экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично на основе трендов поверхности массы (TMS).
- ^ Режимы распада:
ЕС: Захват электрона - ^ Не синтезируется напрямую, возникает как распада продукт 287 Мак
- ^ Не синтезируется напрямую, возникает как продукт распада 288 Мак
- ^ Не синтезируется напрямую, происходит в распада цепочке 293 Ц
- ^ Не синтезируется напрямую, происходит в цепочке распада 294 Ц
- ^ Не синтезируется напрямую, происходит в цепочке распада 287 эт; неподтвержденный
- ^ Не синтезируется напрямую, происходит в цепочке распада 290 эт и 294 Лев; неподтвержденный
Изотопы и ядерные свойства
[ редактировать ]Нуклеосинтез
[ редактировать ]Сверхтяжелые элементы, такие как нихоний, производятся путем бомбардировки более легких элементов в ускорителях частиц , которые вызывают реакции термоядерного синтеза . В то время как большинство изотопов нихония можно синтезировать непосредственно таким образом, некоторые более тяжелые наблюдались только как продукты распада элементов с более высокими атомными номерами . [7]
В зависимости от задействованных энергий первые делятся на «горячие» и «холодные». В реакциях горячего синтеза очень легкие снаряды с высокой энергией ускоряются по направлению к очень тяжелым мишеням ( актиноидам ), образуя составные ядра с высокой энергией возбуждения (~ 40–50 МэВ ), которые могут либо делиться, либо испарять несколько (от 3 до 5) ядер. нейтроны. [8] В реакциях холодного синтеза образующиеся слившиеся ядра имеют относительно низкую энергию возбуждения (~ 10–20 МэВ), что снижает вероятность того, что эти продукты вступят в реакции деления. Поскольку слитые ядра остывают до основного состояния , им требуется испускание только одного или двух нейтронов, что позволяет генерировать более богатые нейтронами продукты. [7] Последняя концепция отличается от концепции, согласно которой ядерный синтез достигается при комнатной температуре (см. Холодный синтез ). [9]
Холодный синтез
[ редактировать ]До синтеза нихония командой RIKEN ученые из Института исследований тяжелых ионов (Gesellschaft für Schwerionenforschung) в Дармштадте , Германия, также пытались синтезировать нихоний путем бомбардировки висмута-209 цинком-70 в 1998 году. Атомы нихония не были идентифицированы в два отдельных протекания реакции. [10] В 2003 году они снова повторили эксперимент, но безуспешно. [10] В конце 2003 года новая группа RIKEN, используя свой эффективный аппарат GARIS, попыталась провести реакцию и достигла предела в 140 фб. В декабре 2003 г. – августе 2004 г. они прибегли к «грубой силе» и осуществляли реакцию в течение восьми месяцев. Им удалось обнаружить один атом 278 Нх. [11] В 2005 году они повторили реакцию несколько раз и смогли синтезировать второй атом. [12] за ним последовал третий в 2012 году. [13]
В таблице ниже приведены различные комбинации мишеней и снарядов, которые можно использовать для образования составных ядер с Z = 113.
| Цель | Снаряд | Китай | Результат попытки |
|---|---|---|---|
| 208 Pb | 71 Здесь | 279 Нх | Реакция еще не предпринята |
| 209 С | 70 Зн | 279 Нх | Успешная реакция |
| 238 В | 45 наук | 283 Нх | Реакция еще не предпринята |
| 237 Например | 48 Что | 285 Нх | Успешная реакция |
| 244 Мог | 41 К | 285 Нх | Реакция еще не предпринята |
| 250 См | 37 кл. | 287 Нх | Реакция еще не предпринята |
| 248 См | 37 кл. | 285 Нх | Реакция еще не предпринята |
Горячий синтез
[ редактировать ]В июне 2006 года группа Дубна-Ливермор синтезировала нихоний напрямую, бомбардируя мишень из нептуния -237 ускоренными ядрами кальция-48 в поисках более легких изотопов. 281 Нх и 282 Nh и продукты их распада, чтобы дать представление о стабилизирующих эффектах замкнутых нейтронных оболочек при N = 162 и N = 184: [14]
- 237
93 Нп
+ 48
20 Калифорния
→ 282
113 Нч
+ 3 1
0 н
Два атома 282 Nh были обнаружены. [14]
Как продукт распада
[ редактировать ]| Остаток испарения | Наблюдаемый изотоп нихония |
|---|---|
| 294 Лев, 290 В ? | 290 Нх? [3] |
| 287 В ? | 287 Нх? [15] |
| 294 ТС, 290 Мак | 286 Нх [16] |
| 293 ТС, 289 Мак | 285 Нх [16] |
| 288 Мак | 284 Нх [17] |
| 287 Мак | 283 Нх [17] |
| 286 Мак | 282 Нх |
Нихоний наблюдался как продукт распада московия (путем альфа-распада). В настоящее время московий имеет пять известных изотопов; все они подвергаются альфа-распаду с образованием ядер нихония с массовыми числами от 282 до 286. Родительские ядра московия сами могут быть продуктами распада теннессина . Он также может возникать как продукт распада флеровия (путем захвата электронов), а исходные ядра флеровия сами могут быть продуктами распада ливермория . [18] Например, в январе 2010 года команда Дубны ( ОИЯИ ) идентифицировала нихоний-286 как продукт распада теннессина через последовательность альфа-распада: [16]
- 294
117 Ц.
→ 290
115 Мк
+ 4
2 Он - 290
115 Мк
→ 286
113 Нч
+ 4
2 Он
Теоретические расчеты
[ редактировать ]Сечения остатков испарения
[ редактировать ]В таблице ниже приведены различные комбинации мишень-снаряд, для которых расчеты дали оценки выходов в сечении из различных каналов испарения нейтронов. Указан канал с наибольшей ожидаемой доходностью.
DNS = двуядерная система; σ = поперечное сечение
| Цель | Снаряд | Китай | Канал (продукт) | σ макс | Модель | Ссылка |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 209 С | 70 Зн | 279 Нх | 1н ( 278 Нх) | 30 ФБ | DNS | [19] |
| 238 В | 45 наук | 283 Нх | 3н( 280 Нх) | 20 ФБ | DNS | [20] |
| 237 Например | 48 Что | 285 Нх | 3н( 282 Нх) | 0,4 пб | DNS | [21] |
| 244 Мог | 41 К | 285 Нх | 3н( 282 Нх) | 42,2 фб | DNS | [20] |
| 250 См | 37 кл. | 287 Нх | 4n ( 283 Нх) | 0,594 пб | DNS | [20] |
| 248 См | 37 кл. | 285 Нх | 3н( 282 Нх) | 0,26 пб | DNS | [20] |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Китайская физика C . 45 (3): 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
- ^ Хофманн, С.; Хайнц, С.; Манн, Р.; Маурер, Дж.; Мюнценберг, Г.; Анталич, С.; Барт, В.; и др. (2016). «Замечания о барьерах деления SHN и поиске элемента 120». У Пениножкевича Ю. Э.; Соболев, Ю. Г. (ред.). Экзотические ядра: EXON-2016 Материалы Международного симпозиума по экзотическим ядрам . Экзотические ядра. стр. 155–164. ISBN 9789813226555 .
- ^ Jump up to: а б Хофманн, С.; Хайнц, С.; Манн, Р.; Маурер, Дж.; Мюнценберг, Г.; Анталич, С.; Барт, В.; и др. (2016). «Обзор сверхтяжелых ядер четных элементов и поиск элемента 120». Европейский физический журнал А. 2016 (52). дои : 10.1140/epja/i2016-16180-4 .
- ^ Ван, Мэн; Хуанг, WJ; Кондев, ФГ; Ауди, Г.; Наими, С. (2021). «Оценка атомной массы AME 2020 (II). Таблицы, графики и ссылки *». Китайская физика C . 45 (3): 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
- ^ Морита, Кодзи, Дайя; Озэки, Кадзута, Юки; Вакабаяси, Ясуо; Йонеда, Танака, Кенго; Такахиро, Синъити, Хироо; Хуан, Тяньхэн; Касаматсу, Ёситака; Кикунага, Хидэтоси; Маяма, Синичи, Тору; Мураяма, Хирохуми, Саори, Нозоми; Такэяма, Мирей; Ёсида, Ацуши (15 октября 2012 г.). «Новый результат образования и распада изотопа 278 113 113-го элемента» . Журнал Физического общества Японии . 81 (10): arXiv : 1209.6431 . 103201. : ...81j3201M . doi : / . ISSN 0031-9015 . S2CID 119217928 . JPSJ.81.103201 10.1143 2012JPSJ
- ^ Jump up to: а б с д и ж Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V. K.; Kovrizhnykh, N. D.; et al. (2022). "New isotope 286 Mc производства в 243 Am+ 48 Реакция Ca» . Physical Review C. 106 ( 64306): 064306. Bibcode : 2022PhRvC.106f4306O . doi : 10.1103/PhysRevC.106.064306 . S2CID 254435744 .
- ^ Jump up to: а б Армбрустер, Питер и Мюнценберг, Готфрид (1989). «Создание сверхтяжелых элементов». Научный американец . 34 : 36–42.
- ^ Барбер, Роберт С.; Геггелер, Хайнц В.; Карол, Пол Дж.; Накахара, Хиромичи; Вардачи, Эмануэле; Фогт, Эрих (2009). «Открытие элемента с атомным номером 112 (Технический отчет ИЮПАК)» . Чистая и прикладная химия . 81 (7): 1331. doi : 10.1351/PAC-REP-08-03-05 .
- ^ Флейшманн, Мартин; Понс, Стэнли (1989). «Электрохимически индуцированный ядерный синтез дейтерия». Журнал электроаналитической химии и межфазной электрохимии . 261 (2): 301–308. дои : 10.1016/0022-0728(89)80006-3 .
- ^ Jump up to: а б «Поиск элемента 113». Архивировано 19 февраля 2012 г. в Wayback Machine , Хофманн и др., отчет GSI за 2003 г. Проверено 3 марта 2008 г.
- ^ Морита, Косуке; Моримото, Кодзи; Кадзи, Дайя; Акияма, Такахиро; Гото, Син-Ичи; Хаба, Хиромицу; Идегути, Эйдзи; Канунго, Ритупарна; и др. (2004). «Опыт по синтезу 113-го элемента в реакции 209 С( 70 Зн, н) 278 113». Журнал Физического общества Японии . 73 (10): 2593–2596. Бибкод : 2004JPSJ...73.2593M . doi : 10.1143/JPSJ.73.2593 .
- ^ Барбер, Роберт С.; Карол, Пол Дж; Накахара, Хиромичи; Вардачи, Эмануэле; Фогт, Эрих В. (2011). «Открытие элементов с атомными номерами больше или равными 113 (Технический отчет ИЮПАК)» . Чистая и прикладная химия . 83 (7): 1485. doi : 10.1351/PAC-REP-10-05-01 .
- ^ К. Моримото, Кадзи, Хаба, Озэки, Кадзута, Юки; Вакабаяси, Ясуо; Танака, Кенго и др. в производстве и распаде изотопа, 278 113, 113-го элемента». Журнал Физического общества Японии . 81 (10): 103201. arXiv : 1209.6431 . Бибкод : 2012JPSJ...81j3201M . doi : 10.1143/JPSJ.81.103201 . S2CID 119217928 .
- ^ Jump up to: а б Оганесян, Ю. Пс.; Утенков В.; Лобанов Ю.; Абдуллин Ф.; Поляков А.; Сагайдак Р.; Широковский И.; Цыганов Ю.; Воинов А.; Гюльбекян, Гюльбекян; и др. (2007). «Синтез изотопа 282 113 в 237 Например+ 48 Реакция синтеза Ca» (PDF) . Physical Review C. 76 ( 1): 011601 (R). Bibcode : 2007PhRvC..76a1601O . doi : 10.1103/PhysRevC.76.011601 .
- ^ Хофманн, С.; Хайнц, С.; Манн, Р.; Маурер, Дж.; Мюнценберг, Г.; Анталич, С.; Барт, В.; Буркхард, Х.Г.; Даль, Л.; Эберхардт, К.; Гживач, Р.; Гамильтон, Дж. Х.; Хендерсон, РА; Кеннелли, Дж. М.; Киндлер, Б.; Кожухаров И.; Ланг, Р.; Ломмель, Б.; Мирник, К.; Миллер, Д.; Муди, К.Дж.; Морита, К.; Нисио, К.; Попеко, АГ; Роберто, Дж.Б.; Ранке, Дж.; Рыкачевский, КП; Саро, С.; Шнайденбергер, К.; Шотт, HJ; Шонесси, округ Колумбия; Стойер, Массачусетс; Тёрле-Поспих, П.; Тинсчерт, К.; Траутманн, Н.; Ууситало, Дж.; Еремин, А.В. (2016). «Замечания о барьерах деления SHN и поиске элемента 120». У Пениножкевича Ю. Э.; Соболев, Ю. Г. (ред.). Экзотические ядра: EXON-2016 Материалы Международного симпозиума по экзотическим ядрам . Экзотические ядра. стр. 155–164. ISBN 9789813226555 .
- ^ Jump up to: а б с Оганесян, Ю. Ц.; Абдуллин Ф.Ш.; Бейли, PD; Бенкер, Делавэр; Беннетт, Мэн; Дмитриев С.Н.; Эзольд, Дж.Г.; Гамильтон, Дж. Х.; и др. (2010). «Синтез нового элемента с атомным номером Z=117» . Письма о физических отзывах . 104 (14): 142502. Бибкод : 2010PhRvL.104n2502O . doi : 10.1103/PhysRevLett.104.142502 . ПМИД 20481935 .
- ^ Jump up to: а б Оганесян, Ю. Пс.; Пенионжкевич, Ю. ЕГО.; Черепанов, Е. А. (2007). «Самые тяжелые ядра, произведенные в 48 Реакции, индуцированные кальцием (свойства синтеза и распада)». Материалы конференции AIP . Том 912. С. 235–246. doi : 10.1063/1.2746600 .
- ^ Сонцогни, Алехандро. «Интерактивная карта нуклидов» . Национальный центр ядерных данных: Брукхейвенская национальная лаборатория. Архивировано из оригинала 7 августа 2007 г. Проверено 6 июня 2008 г.
- ^ Фэн, Чжао-Цин; Цзинь, Ген-Мин; Ли, Цзюнь-Цин; Шайд, Вернер (2007). «Образование сверхтяжелых ядер в реакциях холодного синтеза». Физический обзор C . 76 (4): 044606. arXiv : 0707.2588 . Бибкод : 2007PhRvC..76d4606F . дои : 10.1103/PhysRevC.76.044606 . S2CID 711489 .
- ^ Jump up to: а б с д Фэн, З.; Джин, Г.; Ли, Дж. (2009). «Производство новых сверхтяжелых ядер Z=108-114 с 238 В, 244 Пу и 248,250 Цели Cm». Physical Review C. 80 ( 5): 057601. arXiv : 0912.4069 . doi : 10.1103/PhysRevC.80.057601 . S2CID 118733755 .
- ^ Фэн, З; Джин, Дж; Ли, Дж; Шайд, В. (2009). «Производство тяжелых и сверхтяжелых ядер в реакциях массивного синтеза». Ядерная физика А . 816 (1–4): 33–51. arXiv : 0803.1117 . Бибкод : 2009НуФА.816...33F . doi : 10.1016/j.nuclphysa.2008.11.003 . S2CID 18647291 .
- Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), « Оценка NUBASE свойств ядра и распада» , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Бибкод : 2003NuPhA.729....3A , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .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.). Справочник CRC по химии и физике (85-е изд.). Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9 .
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
