鉝的同位素
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圖表
[编辑]| 符號 | Z | N | 同位素質量（u） [n 1][n 2] |
半衰期 [n 2] |
衰變 方式[2] |
衰變 產物 |
原子核 自旋 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 288Lv | 116 | 172 | <1 ms | α | 284Fl | 0+ | |
| 290Lv | 116 | 174 | 290.19864(71)# | 9(3) ms | α | 286Fl | 0+ |
| 291Lv[3] | 116 | 175 | 291.20108(66)# | 26(12) ms | α | 287Fl | |
| 292Lv[1] | 116 | 176 | 292.20174(91)# | 16(6) ms | α | 288Fl | 0+ |
| 293Lv[4] | 116 | 177 | 293.20449(60)# | 70(30) ms | α | 289Fl |
核合成
[编辑]能產生Z=116复核的目標、發射體組合
[编辑]下表列出各種可用以產生116號元素的目標、發射體組合。
| 目標 | 發射體 | CN | 結果 |
|---|---|---|---|
| 208Pb | 82Se | 290Lv | 至今失敗 |
| 232Th | 58Fe | 290Lv | 尚未嘗試 |
| 238U | 54Cr | 292Lv | 反应成功 |
| 244Pu | 50Ti | 294Lv | 尚未嘗試 |
| 250Cm | 48Ca | 298Lv | 尚未嘗試 |
| 248Cm | 48Ca | 296Lv | 反應成功 |
| 246Cm | 48Ca | 294Lv | 尚未嘗試 |
| 245Cm | 48Ca | 293Lv | 反應成功 |
| 249Cf | 40Ar | 289Lv | 尚未嘗試 |
冷聚變
[编辑]208Pb(82Se,xn)290−xLv
[编辑]1998年，重離子研究所嘗試了輻射俘獲產物（x=0）以合成290Lv。他們限制截面為4.8 pb，並未發現任何原子。
熱聚變
[编辑]238U(54Cr,xn)292−xLv (x=4)
[编辑]有粗略的證據顯示重離子研究所在2006年曾經嘗試過這個反應。他們沒有發布實驗結果，表示很可能並沒有發現任何原子。[5]
2023年，JINR为了以后用54Cr合成120号元素做准备，重新研究该反应。他们发现了一个288Lv原子，它不到1毫秒后就发生了α衰变。[6]
248Cm(48Ca,xn)296−xLv (x=3,4)
[编辑]1977年Ken Hulet和他的團隊在勞倫斯利福摩爾國家實驗室首次進行合成鉝的實驗。他們並未發現任何鉝原子。[7]尤里·奥加涅相和他的團隊在Flerov核反應實驗室之後在1978年嘗試了這個反應，但最終失敗。1985年，伯克利實驗室和在重離子研究所的Peter Armbruster團隊進行了實驗，結果依然是失敗的，計算出來的截面限度為10至100 pb。[8]
2000年，杜布納的俄羅斯科學家終於成功探測到一個鉝原子，指向到同位素292Lv。[4]2001年，他們重複了這一個反應，再次合成了2個原子，驗證了此前的實驗結果。另外也不確定地探測到一個293Lv原子，因為其首次α衰變未被探測到。[9]2004年4月，團隊又再使用較高能量重複實驗，並發現了一條新的衰變鏈，指向到292Lv。根據這個發現，原先的數據就被重新指向到293Lv。不確定的衰變鏈因此可能是這個同位素的稀有的一條分支。這個反應另外有產生了2個293Lv原子。[1]
245Cm(48Ca,xn)293−x116 (x=2,3)
[编辑]為了找出合成出的鉝同位素的原子量，在2003年3月至5月期間杜布納的團隊用48Ca離子撞擊245Cm目標。他們觀察到了兩個新的同位素：291Lv和290Lv。[3]這個實驗在2005年2月至3月成功重複進行，其中合成了10個原子，其衰變數據與2003年實驗報告中的相符。[10]
作為衰變產物
[编辑]鉝也在鿫的衰變中被探測到。2006年10月，在一個用48Ca離子撞擊249Cf的實驗中，3個鿫原子被發現，並迅速衰變成鉝。[10]
觀察到290Lv，意味著成功合成了294鿫，也證明了成功合成元素鿫。
原子量為116的复核的裂變
[编辑]位於杜布納的Flerov核反應實驗室在2000至2006年進行了一系列的實驗，研究296,294,290Lv复核的裂變特性。實驗使用了4條核反應：248Cm+48Ca、246Cm+48Ca、244Pu+50Ti和232Th+58Fe。結果反映了這種原子核裂變的方式主要為放出閉殼原子核，如132Sn (Z=50, N=82)。另一發現為，使用48Ca和58Fe發射體的聚變裂變路徑產量相似，說明在未來合成超重元素時，可以使用58Fe發射體。另外，比較使用48Ca和50Ti發射體合成294Lv的實驗，如果用50Ti，聚變裂變產量約少3倍，表示未來能用於合成超重元素。[11]
撤回的同位素
[编辑]289Lv
[编辑]1999年，勞倫斯伯克利國家實驗室在《物理評論快報》中宣布成功合成293Og。[12]所指的同位素289Lv經過了11.63 MeV能量的α衰變，半衰期為0.64 ms。翌年，他們宣布撤回此前的發現，因為其他研究人員未能複製實驗結果。[13]2002年6月，實驗室主任公佈，原先這兩個元素的發現結果是建立在维克托·尼诺夫編造的實驗數據上的。
同位素發現時序
[编辑]| 同位素 | 發現年份 | 核反應 |
|---|---|---|
| 288Lv | 2023年 | 238Cf(54Cr,4n) |
| 290Lv | 2002年 | 249Cf(48Ca,3n)[14] |
| 291Lv | 2003年 | 245Cm(48Ca,2n)[3] |
| 292Lv | 2004年 | 248Cm(48Ca,4n)[1] |
| 293Lv | 2000年 | 248Cm(48Ca,3n)[4] |
同位素產量
[编辑]熱聚變
[编辑]下表列出直接合成鉝的熱聚變核反應的截面和激發能量。粗體數據代表從激發函數算出的最大值。+代表觀測到的出口通道。
| 發射體 | 目標 | CN | 2n | 3n | 4n | 5n |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 48Ca | 248Cm | 296Lv | 1.1 pb, 38.9 MeV[1] | 3.3 pb, 38.9 MeV [1] | ||
| 48Ca | 245Cm | 293Lv | 0.9 pb, 33.0 MeV[3] | 3.7 pb, 37.9 MeV [3] |
理論計算
[编辑]衰變特性
[编辑]利用量子穿隧模型的理論計算支持合成293,292Lv的實驗數據。[15][16]
蒸發殘留物截面
[编辑]下表列出各種目標-發射體組合，並給出最高的預計產量。
DNS = 雙核系統； σ = 截面
| 目標 | 發射體 | CN | 通道（產物） | σmax | 模型 | 參考資料 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 208Pb | 82Se | 290Lv | 1n (289Lv) | 0.1 pb | DNS | [17] |
| 208Pb | 79Se | 287Lv | 1n (286Lv) | 0.5 pb | DNS | [17] |
| 238U | 54Cr | 292Lv | 2n (290Lv) | 0.1 pb | DNS | [18] |
| 250Cm | 48Ca | 298Lv | 4n (294Lv) | 5 pb | DNS | [18] |
| 248Cm | 48Ca | 296Lv | 4n (292Lv) | 2 pb | DNS | [18] |
| 247Cm | 48Ca | 295Lv | 3n (292Lv) | 3 pb | DNS | [18] |
| 245Cm | 48Ca | 293Lv | 3n (290Lv) | 1.5 pb | DNS | [18] |
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参考文獻
[编辑]- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V.; Lobanov, Yu.; Abdullin, F.; Polyakov, A.; Shirokovsky, I.; Tsyganov, Yu.; Gulbekian, G.; Bogomolov, S.; Gikal, B.; Mezentsev, A.; Iliev, S.; Subbotin, V.; Sukhov, A.; Voinov, A.; Buklanov, G.; Subotic, K.; Zagrebaev, V.; Itkis, M.; Patin, J.; Moody, K.; Wild, J.; Stoyer, M.; Stoyer, N.; Shaughnessy, D.; Kenneally, J.; Wilk, P.; Lougheed, R.; Il’kaev, R.; Vesnovskii, S. Measurements of cross sections and decay properties of the isotopes of elements 112, 114, and 116 produced in the fusion reactions 233,238U, 242Pu, and 248Cm+48Ca (PDF). Physical Review C. 2004, 70 (6): 064609. Bibcode:2004PhRvC..70f4609O. doi:10.1103/PhysRevC.70.064609.
- ^ Universal Nuclide Chart
. nucleonica. [2015-11-17]. （原始内容存档于2017-02-19）.
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V.; Lobanov, Yu.; Abdullin, F.; Polyakov, A.; Shirokovsky, I.; Tsyganov, Yu.; Gulbekian, G.; Bogomolov, S. Measurements of cross sections for the fusion-evaporation reactions 244Pu(48Ca,xn)292−x114 and 245Cm(48Ca,xn)293−x116. Physical Review C. 2004, 69: 054607. doi:10.1103/PhysRevC.69.054607.
- ^ 4.0 4.1 4.2 Oganessian, Yu. Ts. Observation of the decay of ^{292}116. Physical Review C. 2000, 63: 011301. doi:10.1103/PhysRevC.63.011301.
- ^ "List of experiments 2000-2006" 互联网档案馆的存檔，存档日期2007-07-23.
- ^ В ЛЯР ОИЯИ впервые в мире синтезирован ливерморий-288 [全世界第一次合成鉝-288]. Joint Institute for Nuclear Research. 2023-10-23 [2023-11-18]. （原始内容存档于2024-03-03） （俄语）.
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- ^ Ninov, V. Editorial Note: Observation of Superheavy Nuclei Produced in the Reaction of ^{86}Kr with ^{208}Pb [Phys. Rev. Lett. 83, 1104 (1999)]. Physical Review Letters. 2002, 89: 039901. doi:10.1103/PhysRevLett.89.039901.
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- ^ 18.0 18.1 18.2 18.3 18.4 Feng, Z; Jin, G; Li, J; Scheid, W. Production of heavy and superheavy nuclei in massive fusion reactions. Nuclear Physics A. 2009, 816: 33 [2011-06-02]. doi:10.1016/j.nuclphysa.2008.11.003. （原始内容存档 (PDF)于2019-07-01）.
- Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
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- National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database （页面存档备份，存于互联网档案馆） (retrieved Sept. 2005).
- David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.