해저 동위 원소

Isotopes of seaborgium
해저 동위 원소 (106Sg)
이소슈토페 썩다
멋쩍은 춤추다 반평생 (t1/2) 모드 프로이덕트
265sg 동음이의 8.9초 α 261RF
265msg 동음이의 16.2초 α 261mRF
267sg 동음이의 1.4분 17% α 263RF
83% SF
269sg 동음이의 14분[1] α 265RF
271sg 동음이의 2분 67% α 267RF
SF 33%

시보르기움(106Sg)은 합성 원소로 안정적인 동위원소가 없다. 표준 원자량은 주어질 수 없다. 합성된 최초의 동위원소는 1974년 Sg이다. Sg에서 Sg까지 12개의 알려진 방사성 동위원소와 2개의 알려진 등위체(Sg와 Sg)가 있다.261m 가장 수명이 긴 동위원소는 Sg로 반감기가 14분이다.

동위 원소 목록

뉴클리드
[n 1] 		Z N 동위원소 질량 (Da)
[n 2][n 3] 		하프라이프
 썩다
모드
[n 4] 		딸
동위 원소
 스핀 앤 앤
동등성
[n 5]
흥분 에너지[n 5]
258sg 106 152 258.11298(44)# 3.3(10) ms
[2.9(+13−7) ms] 		SF (iii) 0+
259sg 106 153 259.11440(13)# 580(평균)ms
[0.48(+28−13) s] 		α 255RF 1/2+#
260sg 106 154 260.114384(22) 3.8(8) ms SF(74%) (iii) 0+
α (26%) 256RF
261sg 106 155 261.115949(20) 230(60)ms α (98.1%) 257RF 7/2+#
EC(1.3%) 261db
SF(.6%) (iii)
261msg 92µs IC 261sg
262sg[n 6] 106 156 262.11634(4) 8(3) ms
[6.9(+38−18) ms] 		SF(92%) (iii) 0+
α (8%)[2] 258RF
263sg[n 7] 106 157 263.11829(10)# 1.0(2)초 α 259RF 9/2+#
263msg 100(70)# keV 120 ms α (87%) 259RF 3/2+#
SF(13%) (iii)
264sg 106 158 264.11893(30)# 37 ms SF (iii) 0+
265sg 106 159 265.12109(13)# 8(3)초 α 261RF
265msg 16.2초 α 261RF
266sg[n 8] 106 160 266.12198(26)# 360ms SF (iii) 0+
267sg[n 9] 106 161 267.12436(30)# 1.4분 SF(83%) (iii)
α (17%) 263RF
269sg[n 10] 106 163 269.12863(39)# 14분[1] α 265RF
271sg[n 11] 106 165 271.13393(63)# 2.4분 α (67%) 267RF 3/2+#
SF(33%) (iii)
표 머리글 및 바닥글:
  1. ^ mSg – 흥분된 핵 이성질체.
  2. ^ ( ) – 불확실성(1σ)은 해당 마지막 자리 뒤에 괄호 안에 간결한 형태로 주어진다.
  3. ^ # – 원자 질량 표시 #: 순수하게 실험적인 데이터에서 도출된 값과 불확실성, 적어도 부분적으로는 질량 표면(TMS)의 경향에서 도출된 값과 불확실성.
  4. ^ 붕괴 모드:
    EC: 전자 포획
    SF: 자연분열
  5. ^ a b # – #로 표시된 값은 순수하게 실험 데이터에서 도출된 것이 아니라 최소한 부분적으로 인접 핵종(TNN)의 경향에서 도출된 것이다.
  6. ^ 직접 합성되지 않음, Ds의 붕괴 체인에서 발생함
  7. ^ 직접 합성되지 않음, Ds의 붕괴 체인에서 발생함
  8. ^ 직접 합성되지 않음, Hs의 붕괴 산물로 발생함
  9. ^ 직접 합성되지 않음, Hs의 붕괴 산물로 발생함
  10. ^ 직접 합성되지 않음, FL의 붕괴 사슬에서 발생함
  11. ^ 직접 합성되지 않음, FL의 붕괴 사슬에서 발생함

핵합성법

대상 발사체 씨엔 시도결과
208PB 54CR 262sg 성공반응
207PB 54CR 261sg 성공반응
206PB 54CR 260sg 현재까지 실패
208PB 52CR 260sg 성공반응
209비 51브이 260sg 성공반응
238U 30SI 268sg 성공반응
244PU 26MG 270sg 아직 반응을 시도하지 않음
248CM 22네 270sg 성공반응
249cf 18O 267sg 성공반응

콜드 퓨전

이 절에서는 소위 "냉" 핵융합 반응에 의한 해저지움의 핵 합성을 다룬다. 이것들은 낮은 흥분 에너지(약 10–20 MeV, 따라서 "콜드")에서 복합핵을 생성하여 핵분열로 인한 생존 확률을 높이는 과정이다. 흥분된 핵은 한 두 개의 중성자만 방출함으로써 지상으로 분해된다.

208Pb(54Cr,xn)262−xSg(x=1,2,3)

차가운 핵융합 반응에서 바닷모기를 합성하려는 첫 시도는 1974년 9월 두브나에 있는 원자력 공동연구소의 G. N. Flerov가 이끄는 소련 팀이 수행했다. 그들은 0.48초의 자발적 핵분열(SF) 활동을 생성하는 것을 보고했고, 이 활동을 동위원소 Sg에 할당했다. 이후 증거를 바탕으로 Sg와 그 딸 Rf의 붕괴를 측정했을 가능성이 가장 높다고 제안되었다. TWG는 당시 결과가 충분히 설득력이 없다고 결론지었다.[3]

Dubna 팀은 1983–1984년에 이 문제를 재검토했고 Sg에 직접 할당된 5 MS의 활동을 탐지할 수 있었다.[3]

GSI 연구팀은 1985년 유전적 부모-딸 해독의 상관관계 개선 방법을 이용해 이 반응을 처음으로 연구했다. 그들은 Sg261 (x=1)와 Sg를 검출할 수 있었고 부분적인 1n 중성자 증발 흥분 함수를 측정했다.[4]

2000년 12월, 프랑스 GANIL의 한 연구팀이 이 반응을 연구했다; 그들은 반응에 대한 이전의 데이터에 추가하기 위해 Sg 10 원자와 Sg 2 원자를 검출할 수 있었다.

GSI 팀은 시설 업그레이드 후 2003년에 금속 납 표적을 사용하여 1n의 흥분 기능을 측정했다. 중요한 것은 2003년 5월, 리드-208 목표를 더 저항적인 리드로 교체하는 데 성공했다는 점이다.II) 황화 대상(PbS)으로, 향후 보다 강도 높은 빔을 사용할 수 있게 된다. 그들은 1n, 2n, 3n의 흥분 기능을 측정할 수 있었고 동위원소 Sg에 대해 처음으로 상세한 알파 감마 분광법을 수행했다. 그들은 동위원소의 원자를 1600개까지 검출하고 새로운 알파선과 보다 정확한 반감기와 새로운 EC와 SF 분기를 측정했다. 게다가 그들은 딸 러더포드륨 동위원소로부터 K X선을 처음으로 검출할 수 있었다. 그들은 또한 이등변수 수준의 잠정적인 관찰을 포함하여 Sg에 대해 개선된 데이터를 제공할 수 있었다. 이 연구는 2005년 9월과 2006년 3월에 계속되었다. sg에 대한 축적된 저작물은 2007년에 출판되었다.[5] 2005년 9월 연구는 또한 Sg에 대한 분광학적 연구를 시작하는 것을 목표로 했다.

LBNL 연구팀은 최근 동위원소 Sg의 분광법을 살펴보기 위한 노력의 일환으로 이 반응을 다시 설명했다. 그들은 지상으로의 내부 전환에 의해 붕괴되는 새로운 이성질체 Sg를 감지할 수 있었다. 같은 실험에서 딸 Rf에서 K-이소머, 즉 Rf에서도 확인할 수 있었다.[6]

207Pb(54Cr,xn)261−xSg(x=1,2)

두브나 연구팀은 1974년 Pb-208 목표물에 대한 첫 실험과 동일한 결과를 가지고 이 반응을 연구했다. SF 활동은 처음에는 Sg에, 나중에는 Sg 및/또는 Rf에 할당되었다. 1983–1984년의 추가 연구에서도 parentSg에260 할당된 5 ms SF 활동이 감지되었다.[3]

GSI 팀은 1985년에 처음으로 유전자 부모-딸 해독의 상관관계 방법을 사용하여 이 반응을 연구했다. 그들은 Sg를 2n 중성자 증발 채널에서 제품으로 확실히 식별할259 수 있었다.[4]

이 반응은 2005년 3월에 짝수 동위원소 Sg에 대한 분광 연구를 시작하기 위해 PbS 표적을 사용하여 더욱 사용되었다.

206Pb(54Cr,xn)260−xSg

이 반응은 1974년 두브나 연구팀에 의해 연구되었다. Pb-207 및 Pb-208 목표를 사용한 반응에서 관찰된 SF 활동을 배정하는 데 도움을 주기 위해 사용되었다. 그들은 주로 알파 붕괴에 의해 부패하는 동위원소의 형성을 나타내는 어떤 SF도 검출할 수 없었다.[3]

208Pb(52Cr,xn)260−xSg(x=1,2)

두브나 연구팀은 1974년에 수행된 일련의 냉온 핵융합 반응에서도 이러한 반응을 연구했다. 다시 한번 그들은 어떤 SF 활동도 감지할 수 없었다.[3] 이 반응은 2006년 LBNL 연구팀이 발사체의 이소핀 효과와 그에 따른 복합핵의 질량이 증발잔류 수율에 미치는 영향에 대한 연구의 일환으로 재조사되었다. 그들은 1n 흥분 함수의 측정에서 Sg와 Sg를 식별할 수 있었다.[7]

209Bi(51V,xn)260−xSg(x=2)

두브나 연구팀은 1974년에 수행된 일련의 냉온 핵융합 반응에서도 이러한 반응을 연구했다. 다시 한번 그들은 어떤 SF 활동도 감지할 수 없었다.[3] 1994년, 새로운 짝수 동위원소 Sg를 연구하기 위해 GSI 팀의 이러한 반응을 이용하여 해저지움의 합성을 재조사하였다. Sg의 원자 10개가 자발적 핵분열에 의해 검출되어 붕괴되었다.

핫퓨전

이 절에서는 소위 "핫" 핵융합 반응에 의한 해저지움의 핵 합성을 다룬다. 이것들은 높은 흥분 에너지(약 40–50 MeV, 따라서 "핫")에서 복합핵을 생성하여 핵분열과 준분열에서 생존 확률을 감소시키는 과정이다. 그러면 흥분된 핵은 3–5 중성자의 배출을 통해 지상으로 분해된다.

238U(30Si,xn)268−xSg(x=3,4,5,6)

이러한 반응은 1998년 일본 원자력 연구소(JAERI)의 일본 과학자들에 의해 처음 연구되었다. 그들은 자발적 핵분열 활성을 탐지했는데, 이것은 Sg의 EC에 의해 형성된 새로운 동위원소 Sg 또는 Db에 임시로 할당되었다.[8] 2006년에 GSI와 LBNL의 팀은 둘 다 유전적 부모-딸 해독의 상관관계 방법을 사용하여 이 반응을 연구했다. LBNL 팀은 4n, 5n, 6n 채널에 대한 흥분 기능을 측정했고 GSI 팀은 3n 추가 활동을 관찰할 수 있었다.[9][10][11] 두 팀 모두 자발적 핵분열로 수명이 짧은 새 동위원소 Sg를 식별할 수 있었다.

248Cm(22Ne,xn)270−xSg(x=4?,5)

1993년 두브나에서 유리 라자레프와 그의 팀은 첫 번째 화학 연구에 적합한 해저 동위원소 탐색에 이어 이 핵반응의 4n과 5n 채널에서 생산된 장수 sg와 sg의 발견을 발표했다. Sg는 ~ 20초의 예상 반감기로 8.57 MeV 알파 입자 방출에 의해 붕괴되어 Z=108,N=162 밀폐 쉘의 안정화 효과를 강력하게 지지한다고 발표되었다.[12] 이러한 반응은 GSI의 팀이 1997년에 더 연구했고 Sg와 Sg의 수율, 붕괴 모드 및 반감기가 확인되었지만 여전히 약간의 불일치가 있다. 최근 Hs(하시움 참조) 합성에서 sg는 짧은 반감기를 가진 독점적인 SF(TSF = 360ms)를 거치는 것으로 나타났다. 이것이 지상 상태,266g 즉 (Sg)일 가능성이 있고, 직접 생성된 다른 활동이 높은 스핀 K-이소머, Sg에 속할 수 있지만, 이를 확인하기 위해서는 추가 결과가 필요하다.

Sg와 Sg의 붕괴 특성에 대한 최근 재평가 결과, 이 반응에서 현재까지 나온 모든 해독은 사실 두 개의 이항체 형태로 존재하는 Sg에서265 나온 것임을 시사했다. 첫째, Sg는 주 알파선이 8.85MeV이고 계산된 반감기가 8.9s인 반면 Sg는265b 붕괴에너지가 8.70MeV이고 반감기가 16.2s이다. 두 등가선 수준은 직접 생산될 때 모두 채워진다. Hs의269 붕괴로부터 얻은 데이터는 Sg가 Hs가 붕괴하는 동안 생성되고 Sg가 더 짧은261g 수명의Rf 동위원소로 분해된다는 것을 나타낸다. sg를 장수 알파 방출체로 보는 관측은 후퇴하고, 실제로 짧은 시간 안에 핵분열을 겪게 된다는 뜻이다.

이러한 과제와 무관하게, 그 반응은 최근 해저지움의 화학을 연구하려는 시도에 성공적으로 이용되고 있다(아래 참조).

249Cf(18O,xn)267−xSg(x=4)

해저지움의 합성은 LBNL/LLNL 팀에 의해 1974년에 처음 실현되었다.[13] 그들의 발견 실험에서, 그들은 새로운 동위원소 Sg를 식별하기 위해 유전학적 부모-딸 해독제의 새로운 상관관계 방법을 적용할 수 있었다. 1975년, 오크리지의 팀은 붕괴 데이터를 확인할 수 있었지만, 해저지움이 생산되었다는 것을 증명하기 위해 일치된 X선을 식별할 수 없었다. 1979년 두브나 팀은 SF 활동의 탐지에 의한 반응을 연구하였다. 버클리의 데이터와 비교하여, 그들은 Sg에 대한 70% SF 분기를 계산했다. 원래의 합성 및 발견 반응은 LBNL의 다른 팀에 의해 1994년에 확인되었다.[14]

부패 제품

바다곰팡이 동위 원소 또한 무거운 원소의 부패에서 관찰되었다. 현재까지 관찰한 내용은 아래 표에 요약되어 있다.

증발 잔여물 관측된 Sg 동위원소
291Lv, 287Fl, 283Cn 271sg
285플 269sg
271HS 267sg
270HS 266sg
277cn, ds, hs 265sg
271Ds, 267Ds 263sg
270Ds 262sg
269Ds, 265Hs 261sg
264HS 260sg

동위원소 발견 연대기

동위원소 발견된 연도 발견 반응
258sg 1994 209Bi(51V,2n)
259sg 1985 207Pb(54Cr,2n)
260sg 1985 208Pb(54Cr,2n)
261gsg 1985 208Pb(54Cr,n)
261msg 2009 208Pb(54Cr,n)
262sg 2001 207Pb(64Ni,n) [15]
263sgm 1974 249Cf(18O,4n) [13]
263sgg 1994 208Pb(64Ni,n) [15]
264sg 2006 238U(30Si,4n)
265sga, b 1993 248Cm(22Ne,5n)
266sg 2004 248Cm(26Mg,4n) [16]
267sg 2004 248Cm(26Mg,3n) [16]
268sg 알 수 없는
269sg 2010 242Pu(48Ca,5n) [17]
270sg 알 수 없는
271sg 2003 242Pu(48Ca,3n) [17]

이소메르주의

266sg

초기 작업에서는 반감기가 ~21초인 8.63 MeV 알파 소멸 활성을 확인하였고, 지상 Sg에 배정되었다. 이후 작업에서는 반감기가 ~21초인 핵종이 8.52 및 8.77 MeV 알파 방출되는 것을 확인하였는데, 이는 짝수 핵종에게는 드문 일이다. Hs의 합성에 관한 최근의 연구는 짧은 360 ms 반감기를 가진 SF에 의한 Sg 붕괴를 확인했다. cn과 hs에 대한 최근 연구는 sg와 rf의 붕괴에 대한 새로운 정보를 제공했다. 이 연구는 초기 8.77 MeV 활동을 Sg에 재할당해야 한다고 제안했다. 따라서 현재 정보에 따르면 SF 활동은 지상 상태, 8.52 MeV 활동은 높은 스핀 K-등소체라고 한다. 이러한 과제를 확인하기 위해서는 추가 작업이 필요하다. 최근 데이터를 재평가한 결과 8.52 MeV 활성도는 Sg와 연관되어야 하며 Sg는 핵분열만 겪어야 한다는 주장이 나왔다.

265sg

최근 sg를 직접 합성한 결과 8.94, 8.84, 8.76, 8.69 MeV에서 4개의 알파선이 나왔으며, 반감기는 7.4초였다. Cn과 Hs의 붕괴로부터 Sg의 붕괴를 관찰한 결과, 8.69 MeV 라인이 연관된 반감기와 20초의 이소성 수준과 연관될 수 있음을 알 수 있었다. 이 수준은 둘 다 루더포드 동위원소를 핵분열시키는 것으로 붕괴할 수 있기 때문에 Sg와 Sg의 할당 사이에 혼란을 야기하고 있을 가능성이 있다.

최근 데이터를 재평가한 결과 반감기가 8.9초인 주 붕괴 에너지가 8.85MeV인 이소머와 16.2초인 에너지 8.70MeV로 분해되는 이소머가 2개 있는 것으로 나타났다.

263sg

Sg의 발견 합성은 9.06 MeV로 알파선을 만들었다.[13] Ds,271m Ds 및 Hs의 붕괴에 의한 이 핵종의 관찰은 9.25 MeV 알파 방출에 의한 이질체 붕괴를 확인했다. 9.06 MeV 붕괴도 확인됐다. 9.06 MeV 활동은 0.3초의 관련 반감기를 가진 지상 상태 이소머에 할당되었다. 9.25 MeV 활동은 반감기가 0.9초인 이소성 수준의 붕괴에 할당되었다.

Ds의 합성에 관한 최근의 연구는 Hs의 붕괴에 관한 일부 혼란스러운 데이터를 낳았다. 그러한 붕괴 중 하나에서 Hs는 Sg로 붕괴되었고, Sg는 반감기가 6초인 알파 방출에 의해 붕괴되었다. 이 활동은 아직 이성질체에게 긍정적으로 할당되지 않았으며 더 많은 연구가 필요하다.

분광 붕괴 방식

261sg

이것은 2003-2006년 GSI에서 Streicher 외 연구진이 Sg에 대해 현재 승인된 붕괴 계획이다.

수축 동위 원소

269sg

1999년 Og의 청구된 합성에서 동위원소 Sg는 딸 제품으로 확인되었다. 그것은 22초의 반감기로 8.74 MeV 알파 방출에 의해 붕괴되었다. 그 주장은 2001년에 철회되었다.[18] 이 동위원소는 마침내 2010년에 만들어졌다.

동위원소의 화학적 산출량

콜드 퓨전

아래 표는 해저동위원소를 직접 생성하는 냉간융접반응을 위한 단면 및 흥분 에너지를 제공한다. 굵은 글씨로 된 데이터는 흥분 함수 측정에서 파생된 최대치를 나타낸다. +는 관측된 출구 채널을 나타낸다.

발사체 대상 씨엔 1n 2n 3n
54CR 207PB 261sg
54CR 208PB 262sg 4.23nb, 13.0MeV 500 pb 10PB
51브이 209비 260sg 38PB, 21.5MeV
52CR 208PB 260sg 281PB, 11.0MeV

핫퓨전

아래 표는 해저 동위원소를 직접 생성하는 고온 융접 반응을 위한 단면 및 흥분 에너지를 제공한다. 굵은 글씨로 된 데이터는 흥분 함수 측정에서 파생된 최대치를 나타낸다. +는 관측된 출구 채널을 나타낸다.

발사체 대상 씨엔 3n 4n 5n 6n
30SI 238U 268sg + 9PB, 40.0 ~ 80PB, 51.0MeV ~30PB, 58.0MeV
22네 248CM 270sg ~25PB ~250PB
18O 249cf 267sg +

참조

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  2. ^ Dieter Ackermann (September 8, 2011). "270Ds and Its Decay Products – Decay Properties and Experimental Masses" (PDF). The 4th International Conference on the Chemistry and Physics of the Transactinide Elements, 5–11 September 2001, Sochi, Russia. {{cite journal}}: Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
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