𫟼的同位素

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主要的𫟼同位素
同位素 衰变
丰度 半衰期 (t1/2) 方式 能量
（MeV） 		产物
279Ds 人造 186 毫秒[1] SF – –
α 9.70 275Hs
281Ds 人造 14 秒 SF – –
α 8.73 277Hs
←Mt（109） Rg（111）→

𫟼有11种同位素，其中最稳定的是半衰期14秒的281Ds。

图表[编辑]

符号 Z（
p
 ） 		N（
n
 ） 		同位素质量（u） 半衰期 衰变
方式[n 1] 		衰变
产物 		原子核
自旋
激发能量
267Ds[n 2] 110 157 267.14377(15)# 3(+6−2) µs 9/2+#
269Ds 110 159 269.14475(3) 230(110) µs
[179(+245−66) µs] 		α 265Hs 3/2+#
270Ds 110 160 270.14458(5) 160(100) µs
[0.10(+14−4) ms] 		α 266Hs 0+
270mDs 1140(70) keV 10(6) ms
[6.0(+82−22) ms] 		α 266Hs (10)(−#)
271Ds 110 161 271.14595(10)# 210(170) ms α 267Hs 11/2−#
271mDs 29(29) keV 1.3(5) ms α 267Hs 9/2+#
273Ds 110 163 273.14856(14)# 0.17(+17−6) ms α 269Hs 13/2−#
273m1Ds 198(20) keV 120 ms 3/2+#
273m2Ds 290(40) keV
275Ds[2] 110 165 275.15203(45)# 62 µs α 271Hs
276Ds[3] 110 166 276.15303(59)# ~66 µs SF (67%) (various) 0+
α (33%) 272Hs
277Ds[n 3] 110 167 277.15591(41)# 4.1 ms[4] α 273Hs 11/2+#
279Ds[n 4] 110 169 279.16010(64)# 186+21
−17 ms[1] 		SF (87%)[1] (various)
α (13%) 275Hs
280Ds[n 5] 110 170 280.16131(89)# 360+172
−16 µs[5][6][7] 		SF (various) 0+
281Ds[n 6] 110 171 281.16451(59)# 9.6 s SF (94%) (various) 3/2+#
α (6%) 277Hs
281mDs[n 7][n 6] 3.7# min α# 277mHs#

备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明，只是理论推测而已，而用括号括起来的代表数据不确定性。

同位素及核性质[编辑]

核合成[编辑]

能产生Z=110复核的目标、发射体组合[编辑]

下表列出各种可用以产生110号元素的目标、发射体组合。

目标 发射体 CN 结果
207Pb 64Ni 271Ds 反应成功
208Pb 64Ni 272Ds 反应成功
208Pb 62Ni 270Ds 反应成功
209Bi 59Co 268Ds 反应成功
232Th 44Ca 276Ds 至今失败
232Th 48Ca 280Ds 反应成功
233U 40Ar 273Ds 至今失败[8]
235U 40Ar 275Ds 至今失败[8]
238U 40Ar 278Ds 至今失败[8]
244Pu 36S 280Ds 尚未尝试
244Pu 34S 278Ds 反应成功
248Cm 30Si 278Ds 尚未尝试
250Cm 30Si 280Ds 尚未尝试
249Cf 26Mg 275Ds 尚未尝试
251Cf 26Mg 277Ds 尚未尝试

冷聚变[编辑]

208Pb(64Ni,xn)272-xDs(x=1)[编辑]

GSI的科学家在1986年研究了这条反应，但没有成功。计算出的截面限制在12 pb。1994年，他们使用改进了的设施，成功地检测到9颗271Ds原子。GSI在2000年成功重现了这种反应，检测到4个原子[9][10][11][12] ，劳伦斯伯克利国家实验室则在2000年和2004年探测到9颗原子，而2002年日本理化学研究所也测得14颗原子。[13]

207Pb(64Ni,xn)271-xDs(x=1)[编辑]

2000年10月至11月，GSI小组也在反应中使用207Pb目标体进行实验，以寻找新的同位素270Ds。他们成功合成8个270Ds原子，其中包括基态270Ds和高自旋同核异构体270mDs。[14]

208Pb(62Ni,xn)270-xDs(x=1)[编辑]

GSI的研究小组于1994年研究了这条反应，探测到3个269Ds原子。他们起初测定了第4条衰变链，但其后将其撤回。

209Bi(59Co,xn)268-xDs[编辑]

俄罗斯杜布纳的小组在1986年首次研究这个反应。他们无法检测到任何原子，测量的截面限制在1 pb。1995年，劳伦斯伯克利国家实验室报告表明，他们成功地在1n中子蒸发通道中检测到267Ds的单个原子。然而他们没有测量某些衰变，因此需要进一步研究来确认这一发现。[15]

热聚变[编辑]

232Th(48Ca,xn)280-xDs[编辑]

杜布纳的团队在1986年首次尝试用热核聚变合成𫟼元素。他们无法测量任何自发裂变活动，计算出的截面限制在1 pb。1997年11月和1998年10月，同样的团队在三个不同的实验中重新研究这种反应。他们的新方法使用48Ca来合成超重元素。他们检测到一些半衰期相对较长的自发裂变活动，并初步分配到衰变产物269Sg或265Rf，截面为5 pb。

232Th(44Ca,xn)276-xDs[编辑]

杜布纳小组在1986年和1987年进行了这种反应，并在这两个实验中测量到10毫秒的自发裂变活动，分配到272Ds，截面为10 pb。目前认为这项裂变活动并不是来自𫟼同位素的。

238U(40Ar,xn)278-xDs[编辑]

1987年，杜布纳小组首次尝试这种反应。他们只观察到来自240mfAm和242mfAm的自发裂变，截面限制在1.6 pb。GSI小组于1990年首次研究这个反应，没有检测到任何𫟼原子。2001年8月，GSI重复进行反应，但没有成功，计算出的截面限制在1.0 pb。

236U(40Ar,xn)276-xDs[编辑]

1987年，杜布纳小组首次尝试这种反应，但没有观察到自发裂变活动。

235U(40Ar,xn)275-xDs[编辑]

1987年，杜布纳小组首次尝试这种反应，但没有观察到自发裂变活动。GSI团队在1990年作进一步研究，同样没有检测到𫟼原子，截面限制在21 pb。

233U(40Ar,xn)273-xDs[编辑]

GSI团队在1990年首次尝试这条反应，但没有检测到𫟼原子，截面限制在21 pb。

244Pu(34S,xn)278-xDs(x=5)[编辑]

1994年9月，杜布纳小组在5n中子蒸发通道中检测到273Ds的单个原子，截面只有400 fb。[16]

作为衰变产物[编辑]

科学家也曾在更重元素的衰变产物中发现𫟼的同位素。

蒸发残留 观测到的𫟼同位素
293Lv, 289Fl 281Ds
291Lv, 287Fl, 283Cn 279Ds
285Fl 277Ds
277Cn 273Ds

在一些实验中，293Lv和289Fl衰变所产生的𫟼同位素以8.77 MeV的能量进行α衰变，半衰期为3.7分钟。虽然未经证实，但这项活动极有可能是与一个亚稳态同核异构体281mDs有关。

撤回的同位素[编辑]

280Ds[编辑]

首次合成𫓧时所产生的两个原子起初被认定为288Fl，其衰变到280Ds后进行自发裂变。后来该发现被改为289Fl，衰变产物则改为281Ds。280Ds最终于2021年被发现，半衰期为360 µs，会自发裂变。[5]

277Ds[编辑]

1999年一项有关发现293Uuo的报告指出，277Ds以10.18 MeV能量进行α衰变，半衰期为3 ms。发现者于2001年撤回这项发现。这个同位素最后于2010年被合成，其衰变特性不符合此前的数据。

273mDs[编辑]

GSI在1996年合成277Cn（详见鿔），其中一条衰变链以9.73 MeV能量进行α衰变，形成273Ds，半衰期为170毫秒。该数据无法得到证实，因此273mDs目前还是未知的。

272Ds[编辑]

在第一次尝试合成𫟼的实验中，10毫秒的自发裂变活动被分配到272Ds，所用反应为232Th(44Ca,4n)。该同位素的发现已被撤回。

核异构体[编辑]

281Ds[编辑]

分别由289Fl或293Lv形成281Ds的两条衰变链相互存在矛盾。最常见的衰变模式是自发裂变，半衰期为11秒。一个未经证实的罕见衰变模式是能量为8.77MeV的α衰变，观察到的半衰期为3.7分钟。这种衰变路径十分特别，很可能是源自同核异构体能级，但需要进一步研究来确认这些报告。

271Ds[编辑]

直接合成271Ds的衰变数据清楚地表明存在两个同核异构体。第一个所释放的α粒子能量为10.74和10.69 MeV，半衰期为1.63毫秒；另一个的α粒子能量为10.71 MeV，半衰期为69毫秒。第一个同核异构体为基态，后者则为同核异能态。有科学家认为，由于两种同核异构体的α衰变能量相近，因此同核异能态主要是以延迟同核异能跃迁的形式进行衰变的。

270Ds[编辑]

直接和成270Ds的实验结果明确表明存在两个同核异构体。基态270Ds通过α衰变形成266Hs，途中释放一颗能量为11.03 MeV的α粒子，半衰期为0.1毫秒。亚稳态同样进行α衰变，期间放射能量为12.15、11.15和10.95 MeV的α粒子，半衰期为6毫秒。亚稳态在释放12.15 MeV能量的α粒子后，会形成266Hs的基态。这表明该亚稳态的能量比基态高出1.12 MeV。

同位素产量[编辑]

下表列出直接合成𫟼的聚变核反应的截面和激发能量。粗体数据代表从激发函数算出的最大值。+代表观测到的出口通道。

冷聚变[编辑]

发射体 目标 CN 1n 2n 3n
62Ni 208Pb 270Ds 3.5 pb
64Ni 208Pb 272Ds 15 pb, 9.9 MeV

理论计算[编辑]

衰变特性[编辑]

理论对不同𫟼同位素半衰期的估值与实验结果相符。[17][18]尚未被发现的同位素294Ds的中子数为幻数，其α衰变半衰期预计长达311年。[19][20]

蒸发残留物截面[编辑]

下表列出各种目标-发射体组合，并给出最高的预计产量。

MD：多面；DNS：双核系统；σ：截面

目标 发射体 CN 通道（产物） σmax 模型 参考资料
208Pb 64Ni 272Ds 1n (271Ds) 10 pb DNS [21]
232Th 48Ca 280Ds 4n (276Ds) 0.2 pb DNS [22]
230Th 48Ca 278Ds 4n (274Ds) 1 pb DNS [22]
238U 40Ar 278Ds 4n (274Ds) 2 pb DNS [22]
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䥑的同位素 𫟼的同位素 𬬭的同位素

注释[编辑]

  1. ^ 简称：
    SF：自发裂变
  2. ^ 未确认的同位素
  3. ^ 并非直接合成产生，而是以285Fl的衰变产物发现
  4. ^ 并非直接合成产生，而是以283Cn的衰变产物发现
  5. ^ 并非直接合成产生，而是以288Fl的衰变产物发现
  6. ^ 6.0 6.1 并非直接合成产生，而是以289Fl的衰变产物发现
  7. ^ 未确认的同核异构体

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Oganessian, Yu. Ts.; Utyonkov, V. K.; Ibadullayev, D.; et al. Investigation of 48Ca-induced reactions with 242Pu and 238U targets at the JINR Superheavy Element Factory. Physical Review C. 2022, 106 (24612): 024612. Bibcode:2022PhRvC.106b4612O. doi:10.1103/PhysRevC.106.024612. 
  2. ^ 存档副本. [2023-03-29]. （原始内容存档于2023-03-29）. 
  3. ^ Five new isotopes synthesized at Superheavy Element Factory. Joint Institute for Nuclear Research. 1 February 2023 [3 February 2023]. （原始内容存档于2023-03-23）. 
  4. ^ V. K. Utyonkov. Synthesis of superheavy nuclei at limits of stability: 239,240Pu + 48Ca and 249-251Cf + 48Ca reactions (PDF). Super Heavy Nuclei International Symposium, Texas A & M University, College Station TX, USA. March 31 – April 2, 2015 [2015-11-08]. （原始内容 (PDF)存档于2015-06-06）. 
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 元素与同位素的稳定度
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