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 Rg111161272.15327(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]111163274.15525(23)#12+17
−5 MS
[20(11) ミリ秒]		α270メートル
278 Rg [n 6]111167278.16159(42)#4.6+5.5
−1.6 ms [5]		α274メートル
279 Rg [n 7]111168279.16288(45)#90+60
−25 ms [5]		α（87％）275メートル
SF（13％）[5]（様々な）
280 Rg [n 8]111169280.16520(57)#3.9(3)秒[5]α（87％）276メートル
EC（13％）[6]280 Ds
281 Rg [n 9]111170281.16676(83)#11+3
−1 s [5]		SF（86％）（様々な）
α（14％）[5]277メートル[3]
282 Rg [n 10]111171282.16934(63)#100+70
−30 s
[130(50)s ]		α278メートル
283 Rg [n 11]111172283.17110(73)#5.1分ですか？SF（様々な）
286 Rg [n 12]111175286.17876(49)#10.7分ですか？α282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。未確認
  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ます。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ますが、それより重いレントゲン同位体はすべて、原子番号が大きい元素の崩壊生成物としてのみ観測されています。[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粒子が非常に重い標的（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。[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。[7]低温核融合反応は、室温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チームは発見実験において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ことで確認されました。[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はできなかった。 [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る。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つは未確認である。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る。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り得る。[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、レントゲン281がテネシンの崩壊の最終生成物であると特定した。[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ます。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、寿命も異なります。さらに、2つの崩壊系列全体が異なっているように見えます。これは2つの核異性体の存在を示唆していますが、さらなる研究が必要です。[17] [検証失敗]

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

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。 σ = 断面

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41K​279 Rg4n（275 Rg）0.21 ペニーDNS[19]
244プソム37 Cl281 Rg4n（277 Rg）0.33 ペニーDNS[19]
248センチメートル31ページ279 Rg4n（275 Rg）1.85 ペンスDNS[19]
250センチメートル31ページ281 Rg4n（277 Rg）0.41 ペニーDNS[19]

参考文献

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  • 半減期、スピン、異性体データは、以下のソースから選択されています。
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