Meitnerium izotopları - Isotopes of meitnerium

Ana izotopları meitnerium  (109Mt)
İzotopÇürüme
bollukyarı ömür (t1/2)modürün
274Mtsyn0,4 saniyeα270Bh
276Mtsyn0.6 saniyeα272Bh
278Mtsyn4 sα274Bh
282Mt[1]syn67 s mi?α278Bh

Meitnerium (109Mt) bir sentetik eleman ve dolayısıyla a standart atom ağırlığı verilemez. Tüm sentetik elementler gibi, kararlı izotoplar. İlk izotop sentezlenecek 266Mt 1982 ve bu aynı zamanda doğrudan sentezlenen tek izotoptur; diğer tüm izotoplar yalnızca çürüme ürünleri daha ağır elementler. Bilinen sekiz izotop vardır. 266Mt to 278Mt. Ayrıca iki tane olabilir izomerler. Bilinen izotopların en uzun ömürlü olanı 278Mt ile bir yarı ömür 8 saniye. Onaylanmamış daha ağır 282Mt, 67 saniyelik daha uzun bir yarı ömre sahip görünüyor.

İzotopların listesi

Nuklid
[n 1]		ZNİzotopik kütle (Da )
[n 2][n 3]		Yarı ömür
Çürüme
mod
Kız evlat
izotop
Çevirmek ve
eşitlik
[n 4][n 5]
Uyarma enerjisi
266Mt109157266.13737(33)#1,2 (4) msα262Bh
268Mt[n 6]109159268.13865(25)#21 (+ 8−5) msα264Bh5+#, 6+#
268 milyonMt[n 7]0 + X keV0,07 (+ 10−3) snα264Bh
270Mt[n 8]109161270.14033(18)#570 msα266Bh
270 milyonMt[n 7]1.1 s?α266Bh
274Mt[n 9]109165274.14725(38)#450 msα270Bh
275Mt[n 10]109166275.14882(50)#9,7 (+ 460−44) msα271Bh
276Mt[n 11]109167276.15159(59)#0,72 (+ 87-25) snα272Bh
277Mt[n 12]109168277.15327(82)#~ 5 ms[2][3]SF(çeşitli)
278Mt[n 13]109169278.15631(68)#7.6 s[4]α274Bh
282Mt[n 14]10917367 s mi?α278Bh
  1. ^ mMt - Heyecanlı nükleer izomer.
  2. ^ () - Belirsizlik (1σ), karşılık gelen son rakamlardan sonra parantez içinde kısa bir şekilde verilir.
  3. ^ # - İşaretli atomik kütle #: tamamen deneysel verilerden değil, en azından kısmen Kütle Yüzeyindeki trendlerden türetilen değer ve belirsizlik (TMS ).
  4. ^ () spin değeri - Zayıf atama argümanları ile spini gösterir.
  5. ^ # - # ile işaretlenen değerler tamamen deneysel verilerden değil, en azından kısmen komşu çekirdeklerin eğilimlerinden türetilmiştir (TNN ).
  6. ^ Doğrudan sentezlenmez, şu şekilde oluşur: bozunma ürünü nın-nin 272Rg
  7. ^ a b Bu izomer doğrulanmamış
  8. ^ Doğrudan sentezlenmez, oluşur çürüme zinciri nın-nin 278Nh
  9. ^ Doğrudan sentezlenmez, bozunma zincirinde oluşur. 282Nh
  10. ^ Doğrudan sentezlenmez, bozunma zincirinde oluşur. 287Mc
  11. ^ Doğrudan sentezlenmez, bozunma zincirinde oluşur. 288Mc
  12. ^ Doğrudan sentezlenmez, bozunma zincirinde oluşur. 293Ts
  13. ^ Doğrudan sentezlenmez, bozunma zincirinde oluşur. 294Ts
  14. ^ Doğrudan sentezlenmez, bozunma zincirinde oluşur. 290Fl ve 294Lv; doğrulanmamış

İzotoplar ve nükleer özellikler

Nükleosentez

Süper ağır elementler meitnerium gibi daha hafif elementlerin bombardımanıyla üretilir. parçacık hızlandırıcılar bu füzyon reaksiyonları. Meitneriumun en hafif izotopu olan meitnerium-266 doğrudan bu şekilde sentezlenebilirken, tüm ağır meitnerium izotopları yalnızca daha yüksek elementlerin bozunma ürünleri olarak gözlenmiştir. atom numaraları.[5]

İlgili enerjilere bağlı olarak, birincisi "sıcak" ve "soğuk" olarak ayrılır. Sıcak füzyon reaksiyonlarında, çok hafif, yüksek enerjili mermiler, çok ağır hedeflere doğru hızlandırılır (aktinitler ), yüksek uyarma enerjisinde (~ 40–50MeV ) bu, birkaç (3 ila 5) nötronun bölünmesine veya buharlaşmasına neden olabilir.[6] Soğuk füzyon reaksiyonlarında, üretilen kaynaşmış çekirdekler nispeten düşük bir uyarma enerjisine (~ 10–20 MeV) sahiptir, bu da bu ürünlerin fisyon reaksiyonlarına girme olasılığını azaltır. Kaynaşmış çekirdekler soğudukça Zemin durumu sadece bir veya iki nötron emisyonuna ihtiyaç duyarlar ve bu nedenle nötron açısından daha zengin ürünlerin üretilmesine izin verirler.[5] Bununla birlikte, sıcak füzyon ürünleri genel olarak hala daha fazla nötron içerme eğilimindedir. İkincisi, oda sıcaklığı koşullarında elde edildiği iddia edilen nükleer füzyondan farklı bir kavramdır (bkz soğuk füzyon ).[7]

Aşağıdaki tablo, Z = 109 ile bileşik çekirdekleri oluşturmak için kullanılabilecek çeşitli hedef ve mermi kombinasyonlarını içerir.

HedefMermiCNDeneme sonucu
208Pb59Co267MtBaşarılı tepki
209Bi58Fe267MtBaşarılı tepki
227AC48CA275MtHenüz denenecek tepki
238U37Cl275MtBugüne kadar başarısızlık
244Pu31P275MtHenüz denenecek tepki
248Santimetre27Al275MtHenüz denenecek tepki
250Santimetre27Al277MtHenüz denenecek tepki
249Bk26Mg275MtHenüz denenecek tepki
254Es22Ne276MtBugüne kadar başarısızlık

Soğuk füzyon

Meitnerium'un 1982'deki ilk başarılı sentezinden sonra, GSI takım,[8] bir takım Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü içinde Dubna Rusya da bizmut-209'u demir-58 ile bombalayarak yeni unsuru gözlemlemeye çalıştı. 1985'te torun izotopundan alfa bozulmalarını tanımlamayı başardılar. 246Cf meitnerium oluşumunu gösterir. Diğer iki atomun gözlemi 266Aynı tepkiden Mt, 1988'de ve 1997'de GSI'daki Alman ekibi tarafından bildirildi.[9][10]

Aynı meitnerium izotopu, 1985'te Dubna'daki Rus ekibi tarafından reaksiyondan da gözlemlendi:

208
82Pb
 + 59
27Co
 → 266
109Mt
 +
n

soyundan gelen alfa bozunmasını tespit ederek 246Cf çekirdekleri. 2007'de bir Amerikan ekibi Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı (LBNL) çürüme zincirini doğruladı 266Bu reaksiyondan Mt izotopu.[11]

Sıcak füzyon

2002–2003'te, LBNL'deki ekip izotop oluşturmaya çalıştı 271Mt bombardıman yaparak kimyasal özelliklerini incelemek uranyum-238 ile klor -37, ama başarılı olamadı.[12] Bu izotopu oluşturabilecek bir başka olası reaksiyon, füzyon Berkelyum -249 ile magnezyum -26; bununla birlikte, berkelyum-249 hedefinin yüksek radyoaktivitesi nedeniyle bu reaksiyon için verimin çok düşük olması beklenmektedir.[13] Diğer uzun ömürlü izotoplar, bir ekip tarafından başarısız bir şekilde hedef alındı. Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (LLNL) 1988'de bombardımanla einsteinium -254 ile neon -22.[12]

Çürüme ürünleri

Çürüme ile gözlemlenen meitnerium izotoplarının listesi
Buharlaşma kalıntısıGözlenen meitnerium izotopu
294Lv, 290Fl, 290Nh, 286Rg?282Mt?
294Ts, 290Mc, 286Nh, 282Rg278Mt[14]
293Ts, 289Mc, 285Nh, 281Rg277Mt[2]
288Mc, 284Nh, 280Rg276Mt[15]
287Mc, 283Nh, 279Rg275Mt[15]
282Nh, 278Rg274Mt[15]
278Nh, 274Rg270Mt[16]
272Rg268Mt[17]

Meitnerium-266 dışındaki tüm meitnerium izotopları, yalnızca daha yüksek olan elementlerin bozunma zincirlerinde tespit edilmiştir. atomik numara, gibi Roentgenium. Roentgenium'un şu anda bilinen sekiz izotopu vardır; biri hariç tümü, kütle sayıları 268 ile 282 arasında olan meitnerium çekirdeği olmak için alfa bozunmasına uğrar. Ana röntgen çekirdeği çekirdeklerinin kendileri de nihonyum, flerovyum, Moscovium, karaciğer veya Tennessine. Bugüne kadar, başka hiçbir elementin meitneriuma bozunduğu bilinmemektedir.[18] Örneğin, Ocak 2010'da Dubna ekibi (JINR ) meitnerium-278'i bir alfa bozunma dizisi yoluyla tennessinin bozunmasında bir ürün olarak tanımladı:[14]

294
117Ts
 → 290
115Mc
 + 4
2O
290
115Mc
 → 286
113Nh
 + 4
2O
286
113Nh
 → 282
111Rg
 + 4
2O
282
111Rg
 → 278
109Mt
 + 4
2O

Nükleer izomerizm

270Mt

İki atom 270Mt tespit edilmiştir çürüme zincirleri nın-nin 278Nh. İki bozulma çok farklı yaşam sürelerine ve bozunma enerjilerine sahiptir ve aynı zamanda görünüşte farklı iki izomerden üretilir. 274Rg. İlk izomer, 10.03 MeV enerjili bir alfa parçacığının emisyonuyla bozunur ve 7.16 ms'lik bir ömre sahiptir. Diğer alfa 1,63 saniye ömürle bozulur; bozunma enerjisi ölçülmedi. Mevcut sınırlı verilerle belirli seviyelere atama yapmak mümkün değildir ve daha fazla araştırma gereklidir.[16]

268Mt

Alfa bozunma spektrumu 268Mt, birkaç deneyin sonuçlarına göre karmaşık görünmektedir. 10.28, 10.22 ve 10.10 MeV enerjilerinin alfa parçacıkları gözlenmiştir. 268Sırasıyla 42 ms, 21 ms ve 102 ms yarı ömürlere sahip Mt atomları. Uzun ömürlü bozunma bir izomerik seviyeye atanmalıdır. Diğer iki yarı ömür arasındaki tutarsızlık henüz çözülmedi. Mevcut verilerle belirli seviyelere atama yapmak mümkün değildir ve daha fazla araştırma gereklidir.[17]

İzotopların kimyasal verimleri

Soğuk füzyon

Aşağıdaki tablo, doğrudan meitnerium izotopları üreten soğuk füzyon reaksiyonları için enine kesitleri ve uyarma enerjilerini sağlar. Kalın yazılmış veriler, uyarma fonksiyonu ölçümlerinden elde edilen maksimumları temsil eder. +, gözlemlenen bir çıkış kanalını temsil eder.

MermiHedefCN1n2n3n
58Fe209Bi267Mt7,5 pb
59Co208Pb267Mt2,6 pb, 14,9 MeV

Teorik hesaplamalar

Buharlaşma kalıntısı kesitleri

Aşağıdaki tablo, hesaplamaların çeşitli nötron buharlaşma kanallarından enine kesit verimleri için tahminler sağladığı çeşitli hedef-mermi kombinasyonlarını içerir. Beklenen en yüksek verime sahip kanal verilir.

DNS = Di-nükleer sistem; HIVAP = ağır iyon buharlaşma istatistiksel buharlaşma modeli; σ = kesit

HedefMermiCNKanal (ürün)σmaxModeliReferans
238U37Cl275Mt3n (272Mt)13.31 pbDNS[19]
244Pu31P275Mt3n (272Mt)4,25 pbDNS[19]
243Am30Si273Mt3n (270Mt)22 pbHIVAP[20]
243Am28Si271Mt4n (267Mt)3 pbHIVAP[20]
248Santimetre27Al275Mt3n (272Mt)27.83 pbDNS[19]
250Santimetre27Al275Mt5n (272Mt)97,44 pbDNS[19]
249Bk26Mg275Mt4n (271Mt)9.5 pbHIVAP[20]
254Es22Ne276Mt4n (272Mt)8 pbHIVAP[20]
254Es20Ne274Mt4-5n (270,269Mt)3 pbHIVAP[20]

Referanslar

  1. ^ Hofmann, S .; Heinz, S .; Mann, R .; Maurer, J .; Münzenberg, G .; Antalic, S .; Barth, W .; Burkhard, H. G .; Dahl, L .; Eberhardt, K .; Grzywacz, R .; Hamilton, J. H .; Henderson, R. A .; Kenneally, J. M .; Kindler, B .; Kojouharov, I .; Lang, R .; Lommel, B .; Miernik, K .; Miller, D .; Moody, K. J .; Morita, K .; Nishio, K .; Popeko, A. G .; Roberto, J. B .; Runke, J .; Rykaczewski, K. P .; Saro, S .; Scheidenberger, C .; Schött, H. J .; Shaughnessy, D. A .; Stoyer, M. A .; Thörle-Popiesch, P .; Tinschert, K ​​.; Trautmann, N .; Uusitalo, J .; Yeremin, A.V. (2016). "Çift element süper ağır çekirdeklerin gözden geçirilmesi ve element 120'nin aranması". Avrupa Fizik Dergisi A. 2016 (52). doi:10.1140 / epja / i2016-16180-4.
  2. ^ a b Oganessian, Yu. Ts .; et al. (2013). "Deneysel çalışmalar 249Bk + 48117 elementinin izotopları için bozunma özelliklerini ve uyarma fonksiyonunu içeren Ca reaksiyonu ve yeni izotopun keşfi 277Mt ". Fiziksel İnceleme C. 87 (5): 054621. Bibcode:2013PhRvC..87e4621O. doi:10.1103 / PhysRevC.87.054621.
  3. ^ Krzysztof P. Rykaczewski (Nisan 2012). "DGFRS deneylerinden yeni sonuçlar, 48Ca kirişler 243Am, 249Bk ve 249Cf hedefleri " (PDF). ABD Enerji Bakanlığı. Arşivlenen orijinal (PDF) 2016-03-07 tarihinde. Alındı 2015-10-15. Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım)
  4. ^ Oganessian, Yu. Ts .; et al. (2010). "Atom Numaralı Yeni Bir Elementin Sentezi Z = 117". Fiziksel İnceleme Mektupları. 104 (14): 142502. Bibcode:2010PhRvL.104n2502O. doi:10.1103 / PhysRevLett.104.142502. PMID  20481935.
  5. ^ a b Armbruster, Peter ve Munzenberg, Gottfried (1989). "Süper ağır elemanlar yaratmak". Bilimsel amerikalı. 34: 36–42.
  6. ^ Barber, Robert C .; Gäggeler, Heinz W .; Karol, Paul J .; Nakahara, Hiromichi; Vardaci, Emanuele; Vogt, Erich (2009). "Atom numarası 112 olan elementin keşfi (IUPAC Teknik Raporu)". Saf ve Uygulamalı Kimya. 81 (7): 1331. doi:10.1351 / PAC-REP-08-03-05.
  7. ^ Fleischmann, Martin; Pons Stanley (1989). "Döteryumun elektrokimyasal olarak indüklenen nükleer füzyonu". Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry. 261 (2): 301–308. doi:10.1016/0022-0728(89)80006-3.
  8. ^ Münzenberg, G .; et al. (1982). "Reaksiyonda ilişkili bir α-bozunumunun gözlemlenmesi 58Fe açık 209Bi →267109". Zeitschrift für Physik A. 309 (1): 89–90. Bibcode:1982ZPhyA.309 ... 89M. doi:10.1007 / BF01420157.
  9. ^ Münzenberg, G .; Hofmann, S .; Heßberger, F. P .; et al. (1988). "109 öğesinde yeni sonuçlar". Zeitschrift für Physik A. 330 (4): 435–436. Bibcode:1988ZPhyA.330..435M. doi:10.1007 / BF01290131.
  10. ^ Hofmann, S .; Heßberger, F. P .; Ninov, V .; et al. (1997). "Üretimi için uyarma fonksiyonu 265108 ve 266109". Zeitschrift für Physik A. 358 (4): 377–378. Bibcode:1997ZPhyA.358..377H. doi:10.1007 / s002180050343.
  11. ^ Nelson, S. L .; Gregorich, K. E .; Dragojević, I .; et al. (2009). "Mt üretiminde tamamlayıcı reaksiyonların karşılaştırılması". Fiziksel İnceleme C. 79 (2): 027605. Bibcode:2009PhRvC..79b7605N. doi:10.1103 / PhysRevC.79.027605.
  12. ^ a b Zielinski P. M. ve diğerleri. (2003). "Aramak 271Reaksiyon yoluyla Mt 238U + 37Cl " Arşivlendi 2012-02-06 at Wayback Makinesi, GSI Yıllık raporu. Erişim tarihi: 2008-03-01
  13. ^ Haire Richard G. (2006). "Transaktinidler ve gelecekteki unsurlar". Morss'ta; Edelstein, Norman M .; Fuger, Jean (editörler). Aktinit ve Transaktinid Elementlerinin Kimyası (3. baskı). Dordrecht, Hollanda: Springer Science + Business Media. ISBN  1-4020-3555-1.
  14. ^ a b Oganessian, Yu. Ts .; et al. (2010). "Atom Numaralı Yeni Bir Elementin Sentezi Z = 117". Fiziksel İnceleme Mektupları. 104 (14): 142502. Bibcode:2010PhRvL.104n2502O. doi:10.1103 / PhysRevLett.104.142502. PMID  20481935.
  15. ^ a b c Oganessian, Yu. Ts .; Penionzhkevich, Yu. E .; Cherepanov, E.A. (2007). "Üretilen En Ağır Çekirdekler 48Ca kaynaklı Reaksiyonlar (Sentez ve Bozunma Özellikleri) ". AIP Konferansı Bildirileri. 912. s. 235. doi:10.1063/1.2746600.
  16. ^ a b Morita, Kosuke; Morimoto, Kouji; Kaji, Daiya; Akiyama, Takahiro; Goto, Sin-ichi; Haba, Hiromitsu; Ideguchi, Eiji; Kanungo, Rituparna; Katori, Kenji; Koura, Hiroyuki; Kudo, Hisaaki; Ohnishi, Tetsuya; Ozawa, Akira; Suda, Toshimi; Sueki, Keisuke; Xu, HuShan; Yamaguchi, Takayuki; Yoneda, Akira; Yoshida, Atsushi; Zhao YuLiang (2004). "Reaksiyondaki Element 113'ün Sentezi Üzerine Deney 209Bi (70Zn, n)278113". Japonya Fiziksel Derneği Dergisi. 73 (10): 2593–2596. Bibcode:2004JPSJ ... 73.2593M. doi:10.1143 / JPSJ.73.2593.
  17. ^ a b Hofmann, S .; Ninov, V .; Heßberger, F. P .; Armbruster, P .; Folger, H .; Münzenberg, G .; Schött, H. J .; Popeko, A. G .; Yeremin, A. V .; Andreyev, A. N .; Saro, S .; Janik, R .; Leino, M. (1995). "Yeni eleman 111" (PDF). Zeitschrift für Physik A. 350 (4): 281–282. Bibcode:1995ZPhyA.350..281H. doi:10.1007 / BF01291182. Arşivlenen orijinal (PDF) 2014-01-16 tarihinde.
  18. ^ Sonzogni, Alejandro. "Etkileşimli Nuclides Şeması". Ulusal Nükleer Veri Merkezi: Brookhaven Ulusal Laboratuvarı. Alındı 2008-06-06.
  19. ^ a b c d Feng, Z .; Jin, G .; Li, J. (2009). "Yeni süper ağır Z = 108-114 çekirdek üretimi 238U, 244Pu ve 248,250Cm hedefleri ". Fiziksel İnceleme C. 80: 057601. arXiv:0912.4069. doi:10.1103 / PhysRevC.80.057601.
  20. ^ a b c d e Wang, K .; et al. (2004). "Süper Ağır Çekirdeğin Sentezi İçin Önerilen Bir Reaksiyon Kanalı Z = 109". Çin Fiziği Mektupları. 21 (3): 464–467. arXiv:nucl-th / 0402065. Bibcode:2004ChPhL..21..464W. doi:10.1088 / 0256-307X / 21/3/013.