Изотопы нихония
Нуклиды с атомным номером 113, но с разными массовыми числами
Изотопы нихония ( 113  Nh )
Основные изотопы [1]Разлагаться
избытокпериод полураспада ( t 1/2 )режимпродукт
278 Нчсинт2,0 мсα274 Рг
282 Нчсинт61 мсα278 Рг
283 Нчсинт123 мсα279 Рг
284 Нчсинт0,90 сα280 Рг
ε284 Кн
285 Нчсинт2.1 сα281 Рг
СФ–
286 Нчсинт9,5 сα282 Рг
287 Нчсинт5,5 с? [2]α283 Рг
290 Нчсинт2 с? [3]α286 Рг

Нихоний ( 113 Nh) — синтетический элемент . Поскольку он синтетический, стандартный атомный вес не может быть дан, и, как и все искусственные элементы, он не имеет стабильных изотопов . Первым синтезированным изотопом был 284 Nh как продукт распада 288 Mc в 2003 году. Первым непосредственно синтезированным изотопом был 278 Nh в 2004 году. Известно 6 радиоизотопов от 278 Nh до 286 Nh, а также неподтвержденные 287 Nh и 290 Nh. Самым долгоживущим изотопом является 286 Nh с периодом полураспада 9,5 секунд.

Список изотопов


Нуклид
ЗНИзотопная масса ( Да ) [4] [n 1] [n 2]
Период полураспада [1]

Режим распада [1]
[n 3]		Дочерний
изотоп
Спин и
четность [1]
278 Нч113165278.17073(24)#2.0+2,7
−0,7 РС
[2.3(13) мс ]		α274 Рг
282 Нч113169282.17577(43)#61+73
−22 мс [5]		α278 Рг
283 Нч [н 4]113170283.17667(47)#123+80
−35 мс [5]		α279 Рг
284 Нч [н 5]113171284.17884(57)#0,90+0,07
−0,06 с [5]		α (≥99%)280 Рг 
ЕС (≤1%) [5]284 Кн
285 Нч [н 6]113172285.18011(83)#2.1+0,6
−0,3 с [5]		α (82%)281 Рг
СФ (18%) [5](различный)
286 Нч [н 7]113173286.18246(63)#12(5) сα282 Рг
287 Нч [2] [н 8]113174287.18406(76)#5,5 сα283 Рг
290 Нч [н 9]113177290.19143(50)#2.0+9,6
−0,9 с
[8(6) с]		α286 Рг
СФ (<50%)(различный)
Заголовок и нижний колонтитул этой таблицы:
  1. ^ ( ) – Неопределенность (1 σ ) приводится в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  2. ^ # – Атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из тенденций от поверхности массы (TMS).
  3. ^ Способы распада:
    ЕС:Захват электронов
  4. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается как продукт распада 287 Mc
  5. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается как продукт распада 288 Mc
  6. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 293 Ts
  7. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 294 Ts
  8. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 287 Fl; не подтверждено
  9. ^ Непосредственно не синтезируется, встречается в цепочке распада 290 Fl и 294 Lv; не подтверждено

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 непосредственно таким образом, некоторые более тяжелые из них наблюдались только как продукты распада элементов с более высокими атомными номерами . [6]

В зависимости от задействованных энергий первые делятся на «горячие» и «холодные». В реакциях горячего синтеза очень легкие, высокоэнергетические снаряды ускоряются в направлении очень тяжелых мишеней ( актинидов ), что приводит к образованию составных ядер с высокой энергией возбуждения (~40–50  МэВ ), которые могут либо делиться, либо испарять несколько (от 3 до 5) нейтронов. [7] В реакциях холодного синтеза полученные слитые ядра имеют относительно низкую энергию возбуждения (~10–20 МэВ), что снижает вероятность того, что эти продукты подвергнутся реакциям деления. Поскольку слитые ядра охлаждаются до основного состояния , им требуется испускание только одного или двух нейтронов, и, таким образом, допускается генерация более богатых нейтронами продуктов. [6] Последнее является отличной концепцией от той, где ядерный синтез, как утверждается, достигается при условиях комнатной температуры (см. холодный синтез ). [8]

Холодный синтез

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. В двух отдельных прогонах реакции не было обнаружено атомов нихония. [9] Они повторили эксперимент в 2003 году снова, но безуспешно. [9] В конце 2003 года новая команда в RIKEN, используя свой эффективный аппарат GARIS, попыталась провести реакцию и достигла предела в 140 фб. В декабре 2003 года — августе 2004 года они прибегли к «грубой силе» и проводили реакцию в течение восьми месяцев. Им удалось обнаружить один атом 278 Nh. [10] Они повторили реакцию несколько раз в 2005 году и смогли синтезировать второй атом, [11] а затем третий в 2012 году. [12]

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

ЦельСнарядКНРезультат попытки
208 свинца71 Га279 НчРеакция еще не предпринята
209 Би70 Zn279 НчУспешная реакция
238 У45 СБН283 НчРеакция еще не предпринята
237 Нп48 Са285 НчУспешная реакция
244 Pu41 К285 НчРеакция еще не предпринята
250 см37 Кл287 НчРеакция еще не предпринята
248 см37 Кл285 НчРеакция еще не предпринята

Горячий синтез

В июне 2006 года группа ученых из Дубны и 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 закрытых нейтронных оболочек при N = 162 и N = 184: [13]

237
93Нп
+48
20Ca
→282
113Нч
+ 31
0н

Были обнаружены два атома 282 Nh. [13]

Как продукт распада

Список изотопов нихония, наблюдаемых при распаде
Остаток испаренияНаблюдаемый изотоп нихония
294 лева, 290 фл. ?290 Нч ? [3]
287 эт. ?287 Нч ? [2]
294 Тс, 290 Мц286 Нч [14]
293 Ц, 289 МЦ285 Нч [14]
288 Мк284 Нч [15]
287 Мк283 Нч [15]
286 Мк282 Нч

Нихоний был обнаружен как продукт распада московия (через альфа-распад). В настоящее время у московия есть пять известных изотопов; все они подвергаются альфа-распаду, становясь ядрами нихония с массовыми числами от 282 до 286. Родительские ядра московия могут сами быть продуктами распада теннессина . Он также может встречаться как продукт распада флеровия (через захват электронов), а родительские ядра флеровия могут сами быть продуктами распада ливермория . [16] Например, в январе 2010 года группа из Дубны ( ОИЯИ ) идентифицировала нихоний-286 как продукт распада теннессина через последовательность альфа-распада: [14]

294
117Тс
→290
115Мак
+4
2Он
290
115Мак
→286
113Нч
+4
2Он

Теоретические расчеты

Поперечные сечения остатков испарения

В таблице ниже приведены различные комбинации мишеней-снарядов, для которых расчеты дали оценки выходов сечения из различных каналов испарения нейтронов. Приведен канал с самым высоким ожидаемым выходом.

DNS = двуядерная система; σ = поперечное сечение

ЦельСнарядКНКанал (продукт)σ максМодельСсылка
209 Би70 Zn279 Нч1н ( 278 Нч)30 фбДНС[17]
238 У45 СБН283 Нч3н ( 280 Нч)20 фбДНС[18]
237 Нп48 Са285 Нч3н ( 282 Нч)0,4 пбДНС[19]
244 Pu41 К285 Нч3н ( 282 Нч)42.2 фбДНС[18]
250 см37 Кл287 Нч4н ( 283 Нч)0,594 пбДНС[18]
248 см37 Кл285 Нч3н ( 282 Нч)0,26 фбДНС[18]

Ссылки

  1. ^ abcd Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "Оценка ядерных свойств NUBASE2020" (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  2. ^ abc Hofmann, S.; Heinz, S.; Mann, R.; Maurer, J.; Münzenberg, G.; Antalic, S.; Barth, W.; et al. (2016). «Замечания о барьерах деления SHN и поиске элемента 120». В Peninozhkevich, Yu. E.; Sobolev, Yu. G. (ред.). Exotic Nuclei: EXON-2016 Proceedings of the International Symposium on Exotic Nuclei . Exotic Nuclei. стр. 155–164. ISBN 9789813226555.
  3. ^ ab Хофманн, С.; Хайнц, С.; Манн, Р.; Маурер, Й.; Мюнценберг, Г.; Анталич, С.; Барт, В.; и др. (2016). «Обзор сверхтяжелых ядер даже элементов и поиск элемента 120». The European Physics Journal A . 2016 (52). doi :10.1140/epja/i2016-16180-4.
  4. ^ Ван, Мэн; Хуан, ВДж; Кондев, ФГ; Ауди, Г.; Наими, С. (2021). «Оценка атомной массы AME 2020 (II). Таблицы, графики и ссылки*». Chinese Physics C. 45 ( 3): 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.
  5. ^ abcdef Оганесян, Ю. Ц.; Утёнков, В. К.; Коврижных, НД; и др. (2022). "Новый изотоп 286Mc, полученный в реакции 243Am+48Ca". Physical Review C. 106 ( 64306): 064306. Bibcode : 2022PhRvC.106f4306O. doi : 10.1103/PhysRevC.106.064306 . S2CID  254435744.
  6. ^ ab Армбрустер, Питер и Мюнценберг, Готфрид (1989). «Создание сверхтяжелых элементов». Научный американец . 34 : 36–42.
  7. ^ Барбер, Роберт К.; Геггелер, Хайнц В.; Кароль, 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 .
  8. ^ Флейшманн, Мартин; Понс, Стэнли (1989). «Электрохимически индуцированный ядерный синтез дейтерия». Журнал электроаналитической химии и межфазной электрохимии . 261 (2): 301–308. doi :10.1016/0022-0728(89)80006-3.
  9. ^ ab "Search for element 113" Архивировано 2012-02-19 в Wayback Machine , Hofmann et al., GSI report 2003. Получено 3 марта 2008 г.
  10. ^ Морита, Косуке; Моримото, Кодзи; Кадзи, Дайя; Акияма, Такахиро; Гото, Син-Ичи; Хаба, Хиромицу; Идегути, Эйдзи; Канунго, Ритупарна; и др. (2004). «Опыт по синтезу элемента 113 в реакции 209 Bi( 70 Zn, n) 278 113». Журнал Физического общества Японии . 73 (10): 2593–2596. Бибкод : 2004JPSJ...73.2593M. дои : 10.1143/JPSJ.73.2593.
  11. ^ Барбер, Роберт К.; Кароль, Пол Дж.; Накахара, Хиромичи; Вардачи, Эмануэле; Фогт, Эрих В. (2011). «Открытие элементов с атомными номерами, большими или равными 113 (Технический отчет ИЮПАК)». Чистая и прикладная химия . 83 (7): 1485. doi : 10.1351/PAC-REP-10-05-01 .
  12. ^ К. Морита; Моримото, Кодзи; Кадзи, Дайя; Хаба, Хиромицу; Озэки, Кадзутака; Кудо, Юки; Сумита, Такаюки; Вакабаяси, Ясуо; Йонеда, Акира; Танака, Кенго; и др. (2012). «Новые результаты образования и распада изотопа 278 113 113-го элемента». Журнал Физического общества Японии . 81 (10): 103201. arXiv : 1209.6431 . Бибкод : 2012JPSJ...81j3201M. дои : 10.1143/JPSJ.81.103201. S2CID  119217928.
  13. ^ аб Оганесян, Ю. Ц.; Утенков В.; Лобанов Ю.; Абдуллин Ф.; Поляков А.; Сагайдак Р.; Широковский И.; Цыганов Ю.; Воинов А.; Гюльбекян, Гюльбекян; и др. (2007). «Синтез изотопа 282113 в реакции синтеза 237Np + 48Ca» (PDF) . Физический обзор C . 76 (1): 011601(Р). Бибкод : 2007PhRvC..76a1601O. doi : 10.1103/PhysRevC.76.011601.
  14. ^ abc Оганесян, Ю. Ц.; Абдуллин, Ф. Ш.; Бейли, ПД; Бенкер, Д. Э.; Беннетт, М. Э.; Дмитриев, СН; Эзольд, Дж. Гамильтон, Дж. Х.; и др. (2010). "Синтез нового элемента с атомным номером Z=117". Physical Review Letters . 104 (14): 142502. Bibcode :2010PhRvL.104n2502O. doi : 10.1103/PhysRevLett.104.142502 . PMID  20481935.
  15. ^ ab Оганесян, Ю. Ц.; Пенионжкевич, Ю. Е.; Черепанов, Е. А. (2007). "Самые тяжелые ядра, полученные в реакциях, вызванных 48 кальцием (свойства синтеза и распада)". Труды конференции AIP . Т. 912. С. 235–246. doi :10.1063/1.2746600.
  16. ^ Сонцогни, Алехандро. "Интерактивная карта нуклидов". Национальный центр ядерных данных: Брукхейвенская национальная лаборатория. Архивировано из оригинала 2007-08-07 . Получено 2008-06-06 .
  17. ^ Фэн, Чжао-Цин; Цзинь, Гэн-Мин; Ли, Цзюнь-Цин; Шайд, Вернер (2007). «Формирование сверхтяжелых ядер в реакциях холодного синтеза». Physical Review C. 76 ( 4): 044606. arXiv : 0707.2588 . Bibcode : 2007PhRvC..76d4606F. doi : 10.1103/PhysRevC.76.044606. S2CID  711489.
  18. ^ abcd Feng, Z.; Jin, G.; Li, J. (2009). "Производство новых сверхтяжелых ядер Z=108-114 с мишенями 238 U, 244 Pu и 248,250 Cm". Physical Review C. 80 ( 5): 057601. arXiv : 0912.4069 . doi :10.1103/PhysRevC.80.057601. S2CID  118733755.
  19. ^ Feng, Z; Jin, G; Li, J; Scheid, W (2009). «Производство тяжелых и сверхтяжелых ядер в реакциях массового синтеза». Nuclear Physics A. 816 ( 1–4): 33–51. arXiv : 0803.1117 . Bibcode : 2009NuPhA.816...33F. doi : 10.1016/j.nuclphysa.2008.11.003. S2CID  18647291.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Изотопы_нихония&oldid=1250377552#Нихоний-286"