𨭎的同位素

𨭎(釒喜)是人造元素,没有稳定同位素。它最长寿的同位素是半衰期约9.8分钟的267Sg及半衰期约5分钟的269Sg。由于数据不足,无法确定哪个同位素更稳定。

主要的𨭎同位素
同位素衰變
丰度半衰期 (t1/2)方式能量
MeV
產物
265Sg人造9.2 α8.84[1]261mRf
265mSg人造16.4 α8.69[1]261Rf
267Sg[2]人造9.8 分鐘α8.40263Rf
269Sg人造分鐘α8.58265Rf
271Sg[3]人造31 α8.629267Rf
SF
←Db105Bh107

圖表

符號ZN同位素質量(u
[n 1][n 2]
半衰期[4]
[n 2]
衰變
方式
[4]
衰變
產物

原子核
自旋[4][n 1]
激發能量[n 1][n 2]
258Sg106152258.11298(44)#2.7(5) ms
[2.6+0.6
−0.4
 ms
]
SF(various)0+
259Sg106153259.11440(13)#402(56) msα255Rf(11/2−)
259mSg87(22) keV226(27) msα (97%)255Rf(1/2+)
SF (3%)(various)
260Sg106154260.114384(22)4.95(33) msSF (71%)(various)0+
α (29%)256Rf
261Sg106155261.115949(20)183(5) msα (98.1%)257Rf(3/2+)
β+ (1.3%)261Db
SF (0.6%)(various)
261mSg100(50)# keV9.3(18) µs
[9.0+2.0
−1.5
 µs
]
IT261Sg7/2+#
262Sg106156262.11634(4)10.3(17) msSF (92%)(various)0+
α (8%)[5]258Rf
262mSg860(110) keV9−#
263Sg106157263.11829(10)#0.94(14) sα (87%)259Rf3/2+#
SF (13%)(various)
263m1Sg51(19) keV0.42(10) sα259Rf7/2+#
263m2Sg100(30) keV
264Sg106158264.11893(30)#78(25) ms
[68+32
−16
 ms
]
SF(various)0+
265Sg106159265.12109(13)#9.2(16) sα261Rf11/2−#
265mSg−10(160)# keV16.4(24) sα261Rf
266Sg[n 3]106160266.12198(26)#0.39(11) sSF(various)0+
267Sg[n 4][6][2]106161267.12436(30)#9.8+11.3
−4.5
 min
α263mRf9/2#
267mSg[n 5][2]110 keV#100+92
−39
 s
SF(various)1/2#
268Sg[n 6][7]106162268.12539(50)#13+17
−4
 s
SF(various)0+
269Sg[n 7]106163269.12863(39)#5(2) minα265Rf
271Sg[n 8][3]106165271.13393(63)#31+13
−7
 s
α (73%)267Rf3/2+#
SF (27%)(various)

核合成

冷核聚變

本節有關以冷核聚變反應合成𨭎原子核。這些過程在低激發能(約10至20 MeV,因而稱為「冷」核聚變)生成複核,裂變之後存活機率較高。處於激發狀態的原子核再衰變至基態,期間只發出一顆或兩顆中子。

208Pb(54Cr,xn)262-xSg (x=1,2,3)

位於前蘇聯杜布納聯合核研究所格奥尔基·弗廖罗夫領導的團隊在1974年首次利用冷核聚變反應嘗試合成𨭎。他們宣布製造出一次0.48秒長的自發裂變,並指向259Sg。根據後期證據,他們很可能當時探測到260Sg及其衰變產物256Rf兩者的衰變反應。The TWG的結論為,根據當時的證據不足以作出任何結論。[8]

該團隊在1983至1984年再次研究這條反應,並探測到5秒長的自發裂變,並直接指向260Sg。[8]

位於德國重離子研究所的團隊首次在1985年研究了這條反應。他們使用的是改進了的母子體衰變關係法,並探測到261Sg (x=1)和260Sg,以及測量到不完整的1n中子蒸發激發函數。[9]

2000年12月,位於法國國家大型重離子加速器的團隊研究了該反應,並探測到10顆261Sg原子及2顆260Sg原子。

在優化設施之後,重離子研究所人員在2003年使用金屬鉛目標測量了1n激發函數。同年5月,他們成功把鉛-208目標替換成更耐損耗的硫化鉛(PbS)目標,從而能夠在日後使用更強的離子束。他們探測了1n、2n和3n激發函數,並首次在261Sg同位素上運用α-γ光譜法。他們探測到這個同位素的大約1600個原子,還辨認到新的α光譜線,量度了更準確的半衰期以及辨認出新的電子捕獲和自發裂變支鏈。另外,他們首次探測到了來自衰變產物的K殼層X光,並改進了有關260Sg的數據,包括一個不確定的同核異構體。這項研究在2005年9月和2006年3月也有繼續進行。對261Sg的累積數據於2007年發佈。[10]2005年9月的工作也包括開始對260Sg進行光譜分析。

位於劳伦斯伯克利国家实验室的團隊最近研究了這條反應,從而對同位素261Sg進行分析。他們探測到一個新的同核異構體261mSg,其通過內部轉換衰變到基態。在同一項實驗中,他們也證實了衰變產物257Rf的K殼層同核異構體257m2Rf。[11]

207Pb(54Cr,xn)261-xSg (x=1,2)

位於杜布納的團隊在1974年研究了這條反應,結果與先前使用鉛-208目標時相同。自發裂變活動最先指向259Sg,但之後改為指向260Sg或256Rf,或兩者皆是。在1983至1984年的進一步工作中探測到5秒長的自發裂變,指向衰變源260Sg。[8]

重離子研究所的團隊首次在1985年利用母子體衰變關係法研究了該反應。他們確定探測到259Sg,其為2n中子蒸發通道產物。[9]

這條反應在2005年3月再一次被使用。研究用硫化鉛目標對偶-偶同位素260Sg進行光譜分析。

206Pb(54Cr,xn)260-xSg

杜布納團隊在1974年研究了該反應。他們用它來判斷使用Pb-207和Pb-208目標時所觀察到的自發裂變行為的源頭。他們並沒有探測到任何自發裂變,意味著產生的同位素主要進行α衰變。[8]

208Pb(52Cr,xn)260-xSg (x=1,2)

在1974年一系列冷核聚變反應中,杜布納的團隊也研究了該反應,但同樣沒有探測到自發裂變。[8]劳伦斯伯克利国家实验室在2006年研究發射物同位旋的效應以及複核原子量對蒸發殘餘量的影響,當中再次研究了這條反應。他們在測量1n激發函數時,辨認出259Sg和258Sg。[12]

209Bi(51V,xn)260-xSg (x=2)

在1974年一系列冷核聚變反應中,杜布納的團隊也研究了該反應,但同樣沒有探測到自發裂變。[8]1994年,重離子研究所的團隊利用這條反應合成𨭎,從而研究新發現的偶-偶同位素258Sg。他們探測到10顆258Sg原子,其進行了自發裂變。

熱核聚變

本節有關以熱核聚變反應合成𨭎原子核。這些過程在高激發能(約40至50 MeV,因而稱為「熱」核聚變)生成複核,裂變及擬裂變之後存活機率較低。處於激發狀態的原子核再衰變至基態,期間發出3至5顆中子。

238U(30Si,xn)268-xSg (x=3,4,5,6)

對該反應的首次研究是由日本原子能研究所的科學家於1998年進行的。他們探測到一次自發裂變,當時不確定地指向新同位素264Sg或由263Sg經過電子捕獲後形成的263Db。[13]2006年,重離子研究所和劳伦斯伯克利国家实验室同時研究了該反應,並使用了母子體衰變關係法。劳伦斯伯克利的團隊測量了4n、5n和6n通道的激發函數,而重離子研究所的團隊則觀察到額外的3n通道活動。[14][15][16]兩組人員都辨認出新同位素264Sg,其在短半衰期內進行了自發裂變。

248Cm(22Ne,xn)270-xSg (x=4?,5)

1993年,位於杜布納由Yuri Lazarev帶領的團隊宣布發現了半衰期較長的266Sg和265Sg,都是經過這條反應在4n和5n通道中產生的。這是在尋找可進行化學研究的𨭎同位素之後得到的成果。報告中指出,266Sg以8.57 MeV的能量放射α粒子,半衰期約為20秒。這為Z=108,N=162閉核的穩定性理論提供了證據。[17]1997年,重離子研究所進一步研究了該反應。儘管他們確認了266Sg的產量、衰變模式及半衰期,但是一些矛盾之處仍然存在。在最近進行的對270Hs的合成實驗中(見𨭆)發現,266Sg只進行短半衰期的自發裂變(TSF = 360 ms)。有可能這是其基態(266gSg),而另一個直接產生的活動則指向高旋的K同核異構體266mSg。要證實這一點需要進一步的實驗。

最近在重新評估265Sg和266Sg的衰變特性後,得出的結論為,至今所有衰變都源自具有兩種同核異構體的265Sg。其一是265aSg,其主要的α線位於8.85 MeV,計算出的半衰期為8.9秒;而265bSg的衰變能量為8.70 MeV,半衰期為16.2秒。直接產生時,兩個同核異構能級同時存在。從269Hs的衰變數據中能看出,265bSg是在269Hs衰變時產生的,並會衰變至短半衰期的261gRf同位素。這意味著266Sg其實並非放射α粒子的長半衰期同位素,它實際上在短時間內就會進行裂變。

無論源頭是哪一個同位素,研究人員最近成功使用這條反應來研究𨭎的化學屬性。

249Cf(18O,xn)267-xSg (x=4)

劳伦斯伯克利和勞倫斯利福摩爾國家實驗室的合作團隊在1974年首次成功合成了𨭎。[18]在成功時所用的實驗中,他們利用了新的母子體關係法辨認出新同位素263Sg。1975年,橡樹嶺國家實驗室的團隊證實了這些衰變數據,但未能辨認出一致的X光,因此未能證明𨭎確實被合成了。1979年,位於杜布納的團隊通過探測自發裂變來研究了這條反應。相比從伯克利得出的數據,他們計算出263Sg的自發裂變支鏈為70%。原先成功的合成反應在1994年終於被劳伦斯伯克利的另一個團隊證實。[19]

作為衰變產物

𨭎的同位素也是某些更高元素衰變中的產物。下表列出至今為止的觀測:

蒸發殘餘𨭎同位素
291Lv, 287Fl, 283Cn271Sg
285Fl269Sg
276Ds, 272Hs268Sg
275Ds, 271Hs267Sg
270Hs266Sg
277Cn, 273Ds, 269Hs265Sg
271Ds, 267Ds263Sg
270Ds262Sg
269Ds, 265Hs261Sg
264Hs260Sg


同位素列表
𨧀的同位素𨭎的同位素𨨏的同位素

参考文獻