レントゲンの同位体

レントゲン の同位体（111 Rg）
主な同位体[ 1 ]減衰
アイソトープ豊富半減期（t 1/2）モード製品
279 Rg シンセ0.09秒[ 2 ]α87%275メートル
SF13%–
280 RG シンセ 3.9秒α276メートル
281 Rg シンセ 11秒[ 3 ]SF86%–
α14%277メートル
282 Rg シンセ 100秒α278メートル
283 Rg シンセ 5.1分？[ 4 ]SF–
286 Rg シンセ 10.7分？[ 4 ]α282メートル

レントゲン（111 Rg）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。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1994年の272 Rgで、これは唯一の直接合成同位体でもあります。その他はすべて、より重い元素の崩壊生成物です。質量数272、274、278～282の7種類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半減期が約2分の282 Rgですが、未確認の283 Rgと286 Rgの半減期はそれぞれ約5.1分と10.7分と、より長い可能性があります。

同位体のリスト

核種 Z北同位体質量( Da ) [ n 1 ] [ n 2 ]半減期[ 1 ]減衰モード[ 1 ] [ n 3 ]娘同位体スピンとパリティ[ 1 ] [ n 4 ]
272 Rg 111 161 272.15327(25)# 3.8+1.4 −0.8 MS [4.2(11)ミリ秒] α268メートル 5+#、6+#
274 Rg [ n 5 ]111 163 274.15525(23)# 12+17 −5 MS [20(11) ミリ秒] α 270メートル
278 Rg [ n 6 ]111 167 278.16159(42)# 4.6+5.5 −1.6 ミリ秒[ 5 ]α 274メートル
279 Rg [ n 7 ]111 168 279.16288(45)# 90+60 −25 ミリ秒[ 5 ]α（87％） 275メートル
SF（13％）[ 5 ]（様々な）
280 Rg [ n 8 ]111 169 280.16520(57)# 3.9(3)秒[ 5 ]α（87％） 276メートル
EC（13％）[ 6 ]280 Ds
281 Rg [ n 9 ]111 170 281.16676(83)# 11+3 −1 s [ 5 ]SF（86％） （様々な）
α（14％）[ 5 ]277メートル[ 3 ]
282 Rg [ n 10 ]111 171 282.16934(63)# 100+70 −30 s [130(50)s ] α 278メートル
283 Rg [ n 11 ]111 172 283.17110(73)# 5.1分ですか？ SF （様々な）
286 Rg [ n 12 ]111 175 286.17876(49)# 10.7分ですか？ α 282メートル
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. ^ 崩壊のモード:
    EC:電子捕獲

    SF：自発核分裂
  4. ^ # – # 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。
  5. ^直接合成されず、 278 Nhの崩壊生成物として生じる。
  6. ^直接合成されず、 282 Nhの崩壊生成物として生じる。
  7. ^直接合成されず、 287 Mcの崩壊系列中に生じる
  8. ^直接合成されず、 288 Mcの崩壊系列中に生じる
  9. ^直接合成されず、 293 Tsの崩壊系列中に生じる
  10. ^直接合成されず、 294 Tsの崩壊系列中に生じる
  11. ^直接合成されず、 287 Flの崩壊系列中に発生する
  12. ^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

レントゲン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る。レントゲンの最も軽い同位体であるレントゲン272はこの方法で直接合成できるが、それより重いレントゲン同位体はすべて、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る。[ 7 ]

核融合反応は、関与するエネルギーに応じて「高温」と「低温」に分類されます。高温核融合反応では、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。 この複合核は核分裂するか、複数（3～5個）の中性子を蒸発させる可能性があります。[ 8 ]低温核融合反応では、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個の中性子を放出するだけで済むため、より中性子過剰な生成物が生成されます。[ 7 ]低温核融合は、室温条件で達成されると主張されている核融合とは異なる概念です（低温核融合を参照）。[ 9 ]

以下の表には、Z = 111 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
205トル 70亜鉛275 Rgデートの失敗
208鉛 65立方メートル273 RG成功した反応
209ビ 64ニ273 RG成功した反応
231パ 48カルシウム279 Rgまだ試みられていない反応
238ウ 41K​279 Rgまだ試みられていない反応
244プソム 37 Cl281 Rgまだ試みられていない反応
248センチメートル 31ページ279 Rgまだ試みられていない反応
250センチメートル 31ページ281 Rgまだ試みられていない反応

常温核融合

1994年にGSIチームが初めてレントゲンの合成に成功する以前、ロシアのドゥブナにある合同原子核研究所のチームも1986年にビスマス209にニッケル64を衝突させることでレントゲンの合成を試みていました。しかし、レントゲン原子は検出されませんでした。設備のアップグレード後、GSIチームは発見実験で272 Rgの原子3個を検出することに成功しました。 [ 10 ] 2002年にはさらに3個の原子が合成されました。[ 11 ]レントゲンの発見は、2003年に理化学研究所のチームが272 Rgの原子14個の崩壊を測定した際に確認されました。[ 12 ]

同じレントゲン同位体は、ローレンス・バークレー国立研究所(LBNL) のアメリカのチームによっても次の反応から観測されました。

208 82鉛+65 29銅→272 111Rg + n

この反応は、常温核融合反応における奇数原子番号の発射体に関する研究の一環として行われた。[ 13 ]

205 Tl ( 70 Zn,n) 274 Rg反応は理化学研究所のチームによって2004年に試みられ、その親核種278 Nhの発見を確実にするために2010年に繰り返された。 [ 14 ]

205 81トルイル+70 30亜鉛→274 111Rg + n

タリウムターゲットの弱さのため、 274 Rgの原子を検出することができなかった。 [ 14 ]

崩壊生成物として

崩壊によって観測されるレントゲン同位体のリスト
蒸発残留物観測されたレントゲン同位体
294 Lv、290 Fl、290 Nh ?286 Rg ? [ 4 ]
287フロア、287ノースカロライナ州?283 Rg ? [ 4 ]
294 Ts、290 Mc、286 Nh282 Rg [ 15 ]
293 Ts、289 Mc、285 Nh281 Rg [ 15 ]
288マック、284ノース280 Rg [ 16 ]
287マック、283ノース279 Rg [ 16 ]
286マック、282ノース278 Rg [ 16 ]
278 Nh274 Rg [ 17 ]

レントゲン272を除くレントゲンの同位体は、ニホニウム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。ニホニウムには現在6つの同位体が知られており、さらに2つは未確認です。それらはすべてアルファ崩壊して質量数が274から286のレントゲン核になります。親ニホニウム核は、モスコビウムやテネシン、および（未確認の分岐を経て）フレロビウムやリバモリウムの崩壊生成物にな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経てテネシンの崩壊の最終生成物としてレントゲン281を特定しました。[ 15 ]

293 117Ts →289 115マック+4 2彼
289 115マック→285 113Nh +4 2彼
285 113んん→281 111Rg +4 2彼

核異性体

274 RG

278 Nhの崩壊系列において、 274 Rgの2つの原子が観測されている。これらはアルファ線放出によって崩壊し、異なるエネルギーのアルファ粒子を放出し、寿命も異なる。さらに、2つの崩壊系列全体が異なっているように見える。これは2つの核異性体の存在を示唆しているが、さらなる研究が必要である。[ 17 ]

272 RG

272 Rgから放出された4つのアルファ粒子（エネルギー11.37、11.03、10.82、10.40 MeV）が検出されました。GSIは272 Rgの半減期を1.6ミリ秒と測定しましたが、理化学研究所の最近のデータでは半減期は3.8ミリ秒と示されています。この矛盾するデータは核異性体によるものと考えられますが、現在のデータでは確固たる帰属を導き出すには不十分です。[ 10 ] [ 12 ]

同位体の化学収量

常温核融合

下の表は、レントゲン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CN1n2n3n
64ニ209ビ273 RG3.5 pb、12.5 MeV
65立方メートル208鉛273 RG1.7 pb、13.2 MeV

理論計算

蒸発残留物の断面積

The below table contains various targets-projectile combinations for which calculations have provided estimates for cross section yields from various neutron evaporation channels. The channel with the highest expected yield is given.

DNS = Di-nuclear system; σ = cross section

TargetProjectileCNChannel (product)σmaxModelRef
238U 41K279Rg4n (275Rg)0.21 pbDNS[19]
244Pu 37Cl281Rg4n (277Rg)0.33 pbDNS[19]
248Cm 31P279Rg4n (275Rg)1.85 pbDNS[19]
250Cm 31P281Rg4n (277Rg)0.41 pbDNS[19]

References

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