モスコビウムの同位体

モスコビウム 同位体115 Mc)
主な同位体減衰
アイソトープ豊富半減期 t 1/2モード製品
286マクシンセ20ミリ秒[1]α282 Nh
287マクシンセ38ミリ秒α283 Nh
288マクシンセ193ミリ秒α284 Nh
289マクシンセ250ミリ秒[2] [3]α285 Nh
290マクシンセ650ミリ秒[2] [3]α286 Nh

モスコビウム115 Mc)は合成元素であるため、標準的な原子量を与えることはできません。他の合成元素と同様に、安定同位体は知られていません。最初に合成された同位体は2004年の288 Mcです。286 Mcから290 Mcまでの5つの放射性同位体が知られています。最も長寿命の同位体は290 Mcで、半減期は0.65秒です。

同位体のリスト


同位体はアルファ崩壊を起こしてニホニウムの対応する同位体になり、中性子の数が増加するにつれて半減期が長くなります。

核種
Z同位体質量 Da[4] [n 1] [n 2]
半減期[5]
減衰
モード
[5]

同位体

スピン
パリティ[5]
286 Mc [6]11517120+98
−9
 MS
α282 Nh
287マク115172287.19082(48)#38+22
−10
 ms
[6]
α283 Nh
288マク115173288.19288(58)#193+15
−13
 ms
[6]
α284 Nh
289マク115174289.19397(83)#250+51
−35
 ms
[6]
α285 Nh
290 Mc [n 3]115175290.19624(64)#650+490
−200
 MS

[0.84(36)秒]
α286 Nh
この表のヘッダーとフッター:
  1. ^ ( ) – 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。
  2. ^ # – 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。
  3. ^ 直接合成されたわけではなく、 294 Tsの崩壊生成物として生成された。

元素合成

同位体発見の年表
アイソトープ発見年発見反応
286マク2021243 Am( 48 Ca,5n)
287マク2003243 Am( 48 Ca,4n)
288マク2003243 Am( 48 Ca,3n)
289マク2009249 Bk( 48 Ca,4n) [2]
290マク2009249 Bk( 48 Ca,3n) [2]

標的と発射体の組み合わせ

下の表には、 Z = 115の複合核を形成するために使用できる様々なターゲットと入射核の組み合わせが記載されています 。各項目は、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計算によって得られた組み合わせです。最も高い収量が期待されるチャネルが示されています。

ターゲット発射物CN試行結果
20875 As283マクまだ試みられていない反応
20976285マクまだ試みられていない反応
23851ボルト289マクデートの失敗
243午前48カルシウム291 Mc [7] [8]成功した反応
241午前48カルシウム289マク計画された反応
243午前44カルシウム287マクまだ試みられていない反応

熱核融合

高温核融合反応は、高い励起エネルギー(約40~50MeV、つまり「高温」)で複合核を生成するプロセスであり、核分裂から生き残る確率が低下します。励起された核はその後、3~5個の中性子を放出して基底状態に崩壊します。48Ca核を利用する核融合反応で、通常、中間的な励起エネルギー(約30~35MeV)を持つ複合核が生成され、「高温」核融合反応と呼ばれることもあります。このことが、これらの反応から比較的高い収率が得られる一因となっています。

238あなた(51V、×n)289− xマック

この反応は、2004年後半にGSIにおけるウラン(IV)フッ化物ターゲット試験の一環として行われたという強い証拠がある。報告は公表されていないことから、研究チームが予想していたように、生成物原子は検出されなかったことが示唆される。[9]

243午前(48カルシウム、×n)291− xMc (x=2,3,4,5)

この反応は、2003年7月から8月にかけて研究チームによってドゥブナで初めて実行されました。2回の別々の実行で、彼らは288 Mcの原子3個と287 Mcの原子1個を検出することができました。この反応は、 288 Mc崩壊系列から派生した268 Dbを分離する試みとして、2004年6月にさらに研究されました。+4/+5画分の化学的分離の後、 268 Dbと一致する寿命を持つ15のSF崩壊が測定されました。これらの崩壊がドブニウム268からのものであることを証明するために、研究チームは2005年8月に反応を繰り返し、+4と+5画分を分離し、さらに+5画分をタンタル様とニオブ様のものに分離しました。5つのSF活動が観測され、すべてニオブ様画分で発生し、タンタル様画分では発生しなかったことから、生成物が確かにドブニウムの同位体であることが証明されました。

2010年10月から2011年2月にかけて行われた一連の実験において、FLNRの科学者たちは様々な励起エネルギーでこの反応を研究しました。彼らは2n励起チャネルから288 Mcの原子21個と289 Mcの原子1個を検出することに成功しました。この後者の結果は、テネシンの合成を裏付けるために用いられました。3n励起関数は、約8 pbで最大値に達しました 。このデータは、2003年の最初の実験で得られたデータと一致していました。

この反応は2021年にドゥブナのSHEファクトリーで新しいガス充填式分離器を試験するために、5つの異なるエネルギーで再度実行されました。彼らは289Mcの鎖を6つ、288Mcの鎖を58つ、そして287Mcの鎖を2つ検出しました。5nチャネルが286Mcの原子2つで観測されたのは今回が初めてです[10]

242プ(50ヒント×n)291− xマック(x=2)

この反応は2024年にドゥブナの研究チームによって研究された。アクチニド標的と48 Ca/ 50 Ti/ 54 Crの入射粒子を用いたap x n反応が初めて成功し、p2nチャネルに既知の289 Mcの原子1個(陽子1個と中性子2個を蒸発)が生成された。[11]

反応収率

下の表は、モスコビウム同位体を直接生成する高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CN2n3n4n5n
48カルシウム243午前291マク3.7 pb、39.0 MeV0.9 pb、44.4 MeV

理論計算

減衰特性

量子トンネルモデルを用いた理論計算は、実験的なアルファ崩壊半減期を支持している。[12]

蒸発残留物の断面積

以下の表は、様々な標的と入射物体の組み合わせについて、計算によって得られた様々な中性子蒸発チャネルからの断面積収量の推定値を示しています。最も高い収量が期待されるチャネルが示されています。

MD = 多次元; DNS = 二核系; 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
243午前48カルシウム291マク3n(288 Mc)3 PB医学博士[7]
243午前48カルシウム291マク4n(287 Mc)2 PB医学博士[7]
243午前48カルシウム291マク3n(288 Mc)1 PBDNS[8]
242午前48カルシウム290マク3n(287 Mc)2.5 PBDNS[8]
241午前48カルシウム289マク4n(285 Mc)1.04 ペニーDNS[13]

参考文献

  1. ^ Kovrizhnykh, N. (2022年1月27日). 「SHEファクトリーにおける実験の最新情報」. フレロフ核反応研究所. 2022年2月28日閲覧
  2. ^ abcd Oganessian, Yuri Ts.; Abdullin, F. Sh.; Bailey, PD; et al. (2010-04-09). 「原子番号Z=117の新元素の合成」. Physical Review Letters . 104 142502. Bibcode :2010PhRvL.104n2502O. doi :10.1103/PhysRevLett.104.142502. PMID:  20481935.
  3. ^ ab Oganessian, YT (2015). 「超重元素研究」.物理学の進歩に関する報告. 78 (3) 036301. Bibcode :2015RPPh...78c6301O. doi :10.1088/0034-4885/78/3/036301. PMID  25746203. S2CID  37779526.
  4. ^ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). 「AME 2020 原子質量評価 (II). 表、グラフ、参考文献*」. Chinese Physics C. 45 ( 3) 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.
  5. ^ abc Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). 「NUBASE2020による核特性の評価」(PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3) 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  6. ^ abcd Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, VK; Kovrizhnykh, ND; et al. (2022). 「243Am+48Ca反応で生成される新たな同位体286Mc」. Physical Review C. 106 ( 64306) 064306. Bibcode :2022PhRvC.106f4306O. doi : 10.1103/PhysRevC.106.064306 . S2CID  254435744.
  7. ^ abc Zagrebaev, V. (2004). 「超重元素の形成と崩壊における核融合-核分裂ダイナミクス」( PDF) . Nuclear Physics A. 734 : 164–167 . Bibcode :2004NuPhA.734..164Z . doi :10.1016/j.nuclphysa.2004.01.025.
  8. ^ abc Feng, Z; Jin, G; Li, J; Scheid, W (2009). 「大質量核融合反応における重核および超重核の生成」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.
  9. ^ "2000 年から 2006 年の実験のリスト".ウニベルジータ・コメンスケホ対ブラチスレーブ。 2007 年 7 月 23 日のオリジナルからアーカイブ。
  10. ^ 「SHE ファクトリーにおける中性子の特性と新たな結果の両方」。
  11. ^ Ibadullayev, Dastan (2024). 「反応238U + 54Cr および242Pu + 50Tiにおける超重元素Lv同位体の合成と崩壊特性の研究」. jinr.ru. Joint Institute for Nuclear Research . 2024年11月2日閲覧
  12. ^ C. Samanta; P. Roy Chowdhury; DN Basu (2007). 「重元素および超重元素のアルファ崩壊半減期の予測」Nucl. Phys. A . 789 ( 1–4 ): 142– 154. arXiv : nucl-th/0703086 . Bibcode :2007NuPhA.789..142S. doi :10.1016/j.nuclphysa.2007.04.001. S2CID  7496348.
  13. ^ Zhu, L.; Su, J.; Zhang, F. (2016). 「高温核融合反応における蒸発残留断面積に対する入射粒子と標的の中性子数の影響」. Physical Review C. 93 ( 6) 064610. Bibcode :2016PhRvC..93f4610Z. doi :10.1103/PhysRevC.93.064610.
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