オガネソンの同位体

オガネソン の同位体( 118 Og)
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
294オグシンセ0.7ミリ秒[2] [3]α290レベル
SF–

オガネソン（118 Og）は粒子加速器で生成される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。他の合成元素と同様に、安定同位体は存在しません。最初に合成された同位体は2002年と2005年に発見された294 Ogであり、半減期は0.7ミリ秒です。

同位体のリスト


核種
Z北同位体質量 （Da）[4] [n 1] [n 2]
半減期[1]
減衰
モード[1]
娘
同位体
スピンと
パリティ[1]
294オグ118176294.21398(59)#0.58+0.44
−0.18 MS
[0.7(3)ミリ秒]		α290レベル0歳以上
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。

元素合成

Z=118複合核をもたらす標的と発射体の組み合わせ

下の表には、Z = 118の複合核を形成するために使用できるさまざまなターゲットと発射体の組み合わせが含まれています。[引用が必要]

ターゲット発射物CN試行結果
208鉛86クローネ294オグデートの失敗
238ウ58鉄296オグまだ試みられていない反応
244プソム54 Cr298オグまだ試みられていない反応
248センチメートル50ティ298オグデートの失敗
250センチメートル50ティ300 Ogまだ試みられていない反応
249 cf48カルシウム297オグ成功した反応
250立方フィート48カルシウム298オグデートの失敗
251 cf48カルシウム299オグデートの失敗
252 cf48カルシウム300 Ogまだ試みられていない反応

常温核融合

208鉛(86クル、×n)294- xオグ

1999年、ローレンス・バークレー国立研究所のヴィクター・ニノフ率いるチームが、ロバート・スモランチュクによる1998年の計算で有望な結果が得られたため、この実験を実施しました。11日間の照射後、この反応で293 Ogとそのアルファ崩壊生成物が3回発生したことが報告されました。これは、元素番号118と、当時未知であった元素番号116の初めての発見でした。[5]

翌年、他の研究所の研究者が結果を再現できず、バークレー研究所でも再現できなかったため、彼らは論文を撤回した。 [6] 2002年6月、研究所長は、これらの2つの元素の発見に関する当初の主張は、主著者であるビクター・ニノフによって捏造されたデータに基づいていたと発表した。[7] [8]新たな実験結果と理論予測により、鉛とビスマスを標的とした断面積は、生成される核種の原子番号が増加するにつれて指数関数的に減少することが確認されている。[9]

熱核融合

249Cf(48カルシウム、×n)297- xオグ（×=3)

カルシウム48の入射粒子とアクチニド標的を用いて元素番号114と116を生成する実験が成功した後、 [10] 2002年に合同原子核研究所（JINR）で元素番号118の探索が初めて行われた。 2002年の実験では294 Ogの原子が1個または2個生成され、2005年の確認実験ではさらに2個の原子が生成された。元素番号118の発見は2006年に発表された。[2]

核融合反応の確率が非常に小さいため（核融合断面積はおよそ0.3～0.6  pb）、実験には4ヶ月かかり、ビーム線量は 記録に残る最初の事象であるオガネソンの合成を引き起こすには、カリホルニウム標的に2.5 × 10⁻⁻個のカルシウムイオンを照射する必要がありました。 [11]しかし、研究者たちは結果が偽陽性ではないと確信していました。ランダムな事象である確率は10万分の1未満と推定されました。[12]

2012年にテネシンの確認を目的とした実験において、1つのアルファ崩壊系列が294 Ogに起因することが確認されました。この合成イベントは、249 Bk標的（半減期330日）の崩壊生成物として標的中に249 Cfが分布したことによるもので、断面積と崩壊様式は以前に報告された294 Ogの観測結果と一致していました。 [10]

2015年10月1日から2016年4月6日まで、JINRのチームは、48 Caビームと249 Cf（50.7%）、250 Cf（12.9%）、251 Cf（36.4%）の混合物からなる標的を用いて、オガネソンの新同位体の探索を行った。実験は252 MeVと258 MeVのビームエネルギーで行われた。低エネルギービームでは294 Ogの1つの事象が検出されたが、高エネルギービームではオガネソン同位体の崩壊は検出されなかった。249 Cf（48 Ca,3n）反応の断面積は0.9 pbと推定された。[13]

250,251Cf(48カルシウム、×n)298,299- xオグ

2015～2016年の実験では、これらの反応は295 Ogおよび296 Ogの探索中に行われた。標的の250 Cfまたは251 Cf部分との反応に起因する事象は検出されなかった。この実験は2017～2018年に再実施される予定であった。[13]

248Cm（50ティ、×n)298- xオグ

この反応は、もともと2017年から2018年にかけてJINRと理化学研究所でテストされる予定だった。これは、計画されていた119番元素と120番元素をもたらす実験と同じ50 Ti入射体を使用するためである。[14]理化学研究所でこの反応（3n、4n、5nチャネルでそれぞれ295 Og、294 Og、293 Ogにつながる）を使った探索は成功しなかった。[15] [16]この実験は2017年に39日間実行され、その後、 248 Cm( 51V , xn ) 299− x119反応で119番元素を探索するために中断された。断面積の上限は0.50 pbであり、これは成功した249 Cf( 48Ca ,3n) 294 Og反応（0.5+1.6
−0.3 pb ）であり、 50 Ti反応の理論断面積（50 fb ）。これは、リバモリウム同位体を生成する48 Caおよび50 Ti誘起反応の実験的断面積と一致している。理研チームは、 248 Cm+ 50 Ti反応におけるオガネソン同位体生成に必要な感度レベルは、平均強度1 pµAで50日間照射することで達成できると推定しており、これは2025年時点で実験施設で利用可能な技術的可能性を考慮すると現実的に達成可能である。[17]

理論計算

他の同位体の合成経路と半減期に関する理論計算では、合成された同位体294 Ogよりもわずかに安定している可能性のある同位体、特に293 Og、295 Og、296 Og 、297 Og、 298 Og、300 Og 、 302 Ogが挙げられます。[18] [19] [20]これらのうち、297 Ogはより長寿命の核を得る可能性が最も高いため、[18] [20]この元素を用いた今後の研究の焦点となる可能性があります。313 Og付近に位置する同位体など、より多くの中性子を持つ同位体も、より長寿命の核をもたらす可能性があります。[21]

蒸発断面積に関する理論計算

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 = 二核系; 2S = 2段階; 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
208鉛86クローネ294オグ1n ( 293 Og)0.1 ペニーDNS[22]
208鉛85クローネ293オグ1n ( 292 Og)0.18 ペニーDNS[22]
246センチメートル50ティ296オグ3n（293 Og）40 ファブ2S[23]
244センチメートル50ティ294オグ2n ( 292 Og)53 fb2S[23]
252 cf48カルシウム300 Og3n ( 297 Og)1.2 PBDNS[24]
251 cf48カルシウム299オグ3n（296 Og）1.2 PBDNS[24]
249 cf48カルシウム297オグ3n（294 Og）0.3 ペニーDNS[24]

参考文献

  1. ^ abcd 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.
  2. ^ ab Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, VK; Lobanov, Yu. V.; Abdullin, F. Sh.; Polyakov, AN; Sagaidak, RN; Shirokovsky, IV; Tsyganov, Yu. S.; et al. (2006-10-09). 「249Cfおよび245Cm+48Ca核融合反応における元素118および116の同位体の合成」. Physical Review C. 74 (4 ) 044602. Bibcode :2006PhRvC..74d4602O. doi :10.1103/PhysRevC.74.044602 . 2008年1月18日閲覧。
  3. ^ Oganessian, Yuri Ts.; Rykaczewski, Krzysztof P. (2015年8月). 「安定の島における橋頭保」. Physics Today . 68 (8): 32– 38. Bibcode :2015PhT....68h..32O. doi :10.1063/PT.3.2880. OSTI  1337838.
  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. ^ ホフマン, DC; ギオルソ, A.; シーボーグ, GT (2000). 『超ウランの人々：その内幕』インペリアル・カレッジ・プレス. pp.  425– 431. ISBN 978-1-86094-087-3。
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