マイトネリウムの同位体

マイトネリウム（₁₀₉ Mt）は合成元素であるため、標準的な原子量を与えることができません。すべての合成元素と同様に、安定同位体はありません。最初に合成された同位体は1982年の²⁶⁶ Mtで、これは直接合成された唯一の同位体でもあります。他のすべての同位体は、より重い元素の崩壊生成物としてのみ知られています。266 Mtから278 Mtまで^の8つの同位体が知られています。また、3つの異性体が存在する可能性があります。既知の同位体の中で最も長寿命なものは278 Mtで^、半減期は4.5秒です。未確認のより重い²⁸² Mtの半減期はさらに長く、67秒であるようです^。

同位体のリスト

核種 ^{[n 1]}	Z	北	同位体質量（Da）^{[n 2]}^{[n 3]}	半減期^[1]	減衰モード^[1]	娘同位体	スピンとパリティ^[1] ^{[n 4]}^{[n 5]}
核種 ^{[n 1]}	励起エネルギー			半減期^[1]	減衰モード^[1]	娘同位体	スピンとパリティ^[1] ^{[n 4]}^{[n 5]}
²⁶⁶メートル	109	157	266.137060(100)	2.0(5)ミリ秒	α	²⁶² Bh
²⁶⁶メートル	1140(90) keV			3.4+4.7 −1.3 MS [6(3) ms ]	α	²⁶² Bh
²⁶⁸ Mt ^{[n 6]}	109	159	268.13865(25)#	21+8 −5 MS [23(7) ms ]	α	²⁶⁴ Bh	5+#、6+#
^268m山^{[n 7]}	0+X keV			70+100 −30 MS	α	²⁶⁴ Bh
²⁷⁰メートル^{[n 8]}	109	161	270.14032(21)#	0.48+0.66 −0.18 s [0.8(4)秒]	α	²⁶⁶ Bh
^270m山^{[n 7]}				1.1秒ですか?	α	²⁶⁶ Bh
²⁷⁴ Mt ^{[n 9]}	109	165	274.14734(40)# ^[3]	640+760 −230 ms ^[3]	α	²⁷⁰ Bh
²⁷⁵メートル^{[n 10]}	109	166	275.14897(42)#	20+13 −6 ms ^[3]	α	²⁷¹ Bh
²⁷⁶ Mt ^{[n 11]}	109	167	276.15171(57)#	620+60 −40 ms ^[3]	α	²⁷² Bh
^276m山^{[n 11]}^{[n 7]}	250(80) keV			4+5 −1 s [7(3) s ]	α	²⁷² Bh
²⁷⁷ Mt ^{[n 12]}	109	168	277.15353(71)#	5+9 −2 ms ^[4]	SF	（様々な）
²⁷⁸ Mt ^{[n 13]}	109	169	278.15649(62)#	4.5+3.5 −1.3 s [6(3) s ]	α	²⁷⁴ Bh
²⁸² Mt ^{[n 14]}	109	173	282.16689(48)#	67秒ですか？	α	²⁷⁸ Bh
この表のヘッダーとフッター: ビュー

^ ^m Mt – 励起核異性体。
^ ( ) – 不確実性 (1 σ ) は、対応する最後の数字の後の括弧内に簡潔に示されます。
^ # – 原子質量は # でマークされています。値と不確実性は純粋な実験データからではなく、少なくとも部分的に質量表面 (TMS) の傾向から導き出されています。
^ ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数を持つスピンを示します。
^ # – # でマークされた値は、純粋に実験データから導き出されたものではなく、少なくとも部分的には近隣核種 (TNN) の傾向から導き出されたものです。
^ 直接合成されず、²⁷² Rgの崩壊生成物として生じる
^ abc この異性体は未確認である
^ 直接合成されず、²⁷⁸ Nhの崩壊系列中に生じる
^ ^{直接合成されず、 282} Nhの崩壊系列中に生じる
^ ^{直接合成されず、 287} Mcの崩壊系列中に生じる
^ ab直接合成されず、 ²⁸⁸ Mcの崩壊系列中に生じる
^ ^{直接合成されず、 293} Tsの崩壊系列中に生じる
^ ^{直接合成されず、 294} Tsの崩壊系列中に生じる
^ 直接合成されず、²⁹⁰ Flと²⁹⁴ Lvの崩壊系列で発生する。未確認

同位体と核特性

元素合成

マイトネリウムのような超重元素は、より軽い元素を粒子加速器に照射し、核融合反応を誘発することによって生成されます。マイトネリウムの最も軽い同位体であるマイトネリウム266はこの方法で直接合成できますが、それより重い同位体はすべて、より大きな原子番号を持つ元素の崩壊生成物としてのみ観測されています。^[5]

前者は、関与するエネルギーに応じて「ホット」と「コールド」に分けられます。ホット核融合反応では、非常に軽く高エネルギーの入射物体が非常に重い標的（アクチニド）に向かって加速され、高い励起エネルギー（約40～50 MeV ）を持つ複合核が生成されます。これらの核は核分裂するか、複数（3～5個）の中性子を蒸発させる可能性があります。^[6]コールド核融合反応では、生成された核融合核の励起エネルギーは比較的低く（約10～20 MeV）、これらの生成物が核分裂反応を起こす確率は低くなります。核融合核が基底状態まで冷却されると、1～2個の中性子しか放出されなくなり、より中性子豊富な生成物が生成されます。^[5]それでも、ホット核融合の生成物は全体的に中性子が多くなる傾向があります。後者は、核融合が室温条件で達成されると主張されているものとは異なる概念である（常温核融合を参照）。^[7]

以下の表には、Z = 109 の複合核を形成するために使用できるターゲットと発射体のさまざまな組み合わせが含まれています。

ターゲット	発射物	CN	試行結果
²⁰⁸鉛	⁵⁹ Co	²⁶⁷メートル	成功した反応
²⁰⁹ビ	⁵⁸鉄	²⁶⁷メートル	成功した反応
²³⁸ウ	³⁷ Cl	²⁷⁵メートル	デートの失敗
²⁴⁴プソム	³¹ページ	²⁷⁵メートル	まだ試みられていない反応
²⁴⁸センチメートル	²⁷アル	²⁷⁵メートル	まだ試みられていない反応
²⁵⁰センチメートル	²⁷アル	²⁷⁷メートル	まだ試みられていない反応
²⁴⁹ブック	^26mg	²⁷⁵メートル	まだ試みられていない反応
²⁵⁴ Es	²²ネ	²⁷⁶メートル	デートの失敗

常温核融合

1982年にGSIチームによって初めてマイトネリウムの合成に成功した後^{[8] 、ロシアの}ドゥブナにある合同原子核研究所のチームも、ビスマス209に鉄58を衝突させることでこの新元素の観測を試みた。1985年には、マイトネリウムの生成を示す子孫同位体^{246Cfからのアルファ崩壊を特定することに成功した。同じ反応からさらに}^266Mtの原子2個が1988年に、さらに12個がGSIのドイツチームによって観測されたことが1997年に報告された。^[9]^[10]

同じマイトネリウム同位体は、1985年にロシアのチームによってドゥブナで次の反応からも観測されました。

²⁰⁸
₈₂鉛+⁵⁹
₂₇共同→²⁶⁶
₁₀₉Mt + n

²⁴⁶ Cfの子孫核のアルファ崩壊を検出することによって。2007年、ローレンス・バークレー国立研究所（LBNL）のアメリカの研究チームが、この反応から²⁶⁶ Mt同位体の崩壊系列を確認した。 ^[11]

熱核融合

2002年から2003年にかけて、LBNLのチームは、ウラン238に塩素37を衝突させることで同位体²⁷¹ Mtを生成し、その化学的性質を研究しようとしたが、失敗に終わった。^{[12]この同位体を生成する可能性のある別の反応は、}バークリウム249とマグネシウム26の融合であるが、バークリウム249標的の放射能が高いため、この反応の収量は非常に低いと予想される。^{[13] 1988年には}、ローレンス・リバモア国立研究所（LLNL）のチームがアインシュタイニウム254にネオン22を衝突させることで、より長寿命の可能性のある他の同位体をターゲットにしたが、失敗に終わった。^[12]

崩壊生成物

崩壊によって観測されたマイトネリウム同位体のリスト
蒸発残留物	観測されたマイトネリウム同位体
²⁹⁴ Lv、²⁹⁰ Fl、²⁹⁰ Nh、²⁸⁶ Rg ?	²⁸²メートル？
²⁹⁴ Ts、²⁹⁰ Mc、²⁸⁶ Nh、²⁸² Rg	²⁷⁸メートル^[14]
²⁹³ Ts、²⁸⁹ Mc、²⁸⁵ Nh、²⁸¹ Rg	²⁷⁷メートル^[4]
²⁸⁸ Mc、²⁸⁴ Nh、²⁸⁰ Rg	²⁷⁶メートル^[15]
²⁸⁷ Mc、²⁸³ Nh、²⁷⁹ Rg	²⁷⁵メートル^[15]
²⁸⁶ Mc、²⁸² Nh、²⁷⁸ Rg	²⁷⁴メートル^[15]
²⁷⁸ Nh、²⁷⁴ Rg	²⁷⁰メートル^[16]
²⁷² Rg	²⁶⁸メートル^[17]

マイトネリウム266を除くすべての同位体は、レントゲンなどの原子番号が大きい元素の崩壊系列でのみ検出されています。レントゲンには現在8つの同位体が知られています。そのうち1つを除いてすべてがアルファ崩壊して、質量数が268から282のマイトネリウム原子核になります。親レントゲン原子核は、ニホニウム、フレロビウム、モスコビウム、リバモリウム、またはテネシンの崩壊生成物である可能性があります。^[18]例えば、2010年1月、ドゥブナチーム（JINR）は、アルファ崩壊系列を介してテネシンの崩壊の生成物としてマイトネリウム278を特定しました。^[14]

²⁹⁴
₁₁₇Ts →²⁹⁰
₁₁₅マック+⁴
₂彼

²⁹⁰
₁₁₅マック→²⁸⁶
₁₁₃Nh +⁴
₂彼

²⁸⁶
₁₁₃んん→²⁸²
₁₁₁Rg +⁴
₂彼

²⁸²
₁₁₁右→²⁷⁸
₁₀₉マウント+⁴
₂彼

核異性体

²⁷⁰メートル

²⁷⁸ Nhの崩壊系列において、 ²⁷⁰ Mtの原子2つが同定されました。これら2つの崩壊は寿命と崩壊エネルギーが大きく異なり、また、²⁷⁴ Rgの明らかに異なる2つの異性体から生成されます。最初の異性体はエネルギー10.03 MeVのアルファ粒子を放出して崩壊し、寿命は7.16ミリ秒です。もう1つのアルファ粒子は寿命1.63秒で崩壊しますが、崩壊エネルギーは測定されていません。利用可能なデータが限られているため、特定のレベルへの割り当ては不可能であり、さらなる研究が必要です。^[16]

²⁶⁸メートル

²⁶⁸ Mtのアルファ崩壊スペクトルは、いくつかの実験結果から複雑であるように思われる。268 Mt原子から放出されるエネルギー10.28、10.22、10.10 MeVのアルファ粒子が観測されており、^それぞれ半減期は42ミリ秒、21ミリ秒、102ミリ秒である。長寿命の崩壊は異性体レベルに帰属する必要がある。他の2つの半減期の矛盾は未だ解決されていない。利用可能なデータでは特定のレベルへの帰属は不可能であり、更なる研究が必要である。^[17]

²⁷⁶メートル

²⁷⁶ Mtの崩壊事象は3回発生し、それぞれ13.6秒、16.9秒、8.95秒と、著しく長い寿命を示した。これらの長寿命崩壊は異性体準位に起因する可能性もあるが、実際には半減期がそれぞれ3.2秒と7.2秒である²⁸⁰ Rgまたは^{272 Bhの崩壊に起因する可能性もある。}^[19]

同位体の化学収量

常温核融合

下の表は、マイトネリウム同位体を直接生成する常温核融合反応の断面積と励起エネルギーを示しています。太字のデータは励起関数の測定から得られた最大値を表しています。+は観測された出口チャネルを表しています。

発射物	ターゲット	CN	1n	2n	3n
⁵⁸鉄	²⁰⁹ビ	²⁶⁷メートル	7.5 PB
⁵⁹ Co	²⁰⁸鉛	²⁶⁷メートル	2.6 pb、14.9 MeV

理論計算

蒸発残留物の断面積

以下の表には、様々な標的と弾頭の組み合わせについて、計算によって様々な中性子蒸発チャネルからの断面積収量の推定値が示されている。最も高い収量が期待されるチャネルが示されている。

DNS = 二核システム; HIVAP = 重イオン蒸発統計蒸発モデル; σ = 断面積

ターゲット	発射物	CN	チャネル（製品）	σ_最大	モデル	参照
²³⁸ウ	³⁷ Cl	²⁷⁵メートル	3n（²⁷²メートルトン）	13.31 ペニー	DNS	^[20]
²⁴⁴プソム	³¹ページ	²⁷⁵メートル	3n（²⁷²メートルトン）	4.25 ペンス	DNS	^[20]
²⁴³午前	³⁰シ	²⁷³メートル	3n（²⁷⁰メートルトン）	22 ペニー	HIVAP	^[21]
²⁴³午前	²⁸シ	²⁷¹メートル	4n（²⁶⁷メートルトン）	3 PB	HIVAP	^[21]
²⁴⁸センチメートル	²⁷アル	²⁷⁵メートル	3n（²⁷²メートルトン）	27.83 ペニー	DNS	^[20]
²⁵⁰センチメートル	²⁷アル	²⁷⁷メートル	5n（²⁷²メートルトン）	97.44 ペソ	DNS	^[20]
²⁴⁹ブック	^26mg	²⁷⁵メートル	4n（²⁷¹メートルトン）	9.5 PB	HIVAP	^[21]
²⁵⁴ Es	²²ネ	²⁷⁶メートル	4n（²⁷²メートルトン）	8 PB	HIVAP	^[21]
²⁵⁴ Es	²⁰ネ	²⁷⁴メートル	4-5n ( ^270,269メガトン)	3 PB	HIVAP	^[21]

参考文献

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[3] Mt – 励起核異性体。

[4] ( ) – 不確実性 (1 σ ) は、対応する最後の数字の後の括弧内に簡潔に示されます。

[TMS-5] # – 原子質量は # でマークされています。値と不確実性は純粋な実験データからではなく、少なくとも部分的に質量表面 (TMS) の傾向から導き出されています。

[6] ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数を持つスピンを示します。

[TNN-7] # – # でマークされた値は、純粋に実験データから導き出されたものではなく、少なくとも部分的には近隣核種 (TNN) の傾向から導き出されたものです。

[8] 直接合成されず、²⁷² Rgの崩壊生成物として生じる

[ui-9] この異性体は未確認である

[10] 直接合成されず、²⁷⁸ Nhの崩壊系列中に生じる

[11] {直接合成されず、 282} Nhの崩壊系列中に生じる

[13] {直接合成されず、 287} Mcの崩壊系列中に生じる

[288Mc-14] 直接合成されず、 ²⁸⁸ Mcの崩壊系列中に生じる

[15] {直接合成されず、 293} Tsの崩壊系列中に生じる

[17] {直接合成されず、 294} Tsの崩壊系列中に生じる

[18] 直接合成されず、²⁹⁰ Flと²⁹⁴ Lvの崩壊系列で発生する。未確認

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