| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Рентгений ( 111 Rg) - синтетический элемент, поэтому невозможно указать стандартный атомный вес. Как и все синтетические элементы, в нем нет стабильных изотопов. Первым изотопом, который был синтезирован в 1994 г., был 272 Rg, который также является единственным непосредственно синтезированным изотопом; все остальные продукты распада из nihonium, moscovium и tennessine, и, возможно, Коперниции, Флеровия и Ливерморья. Известно 7 радиоизотопов от 272 Rg до 282 Rg. Самый долгоживущий изотоп - это 282 Rg с периодом полураспада 2,1 минуты, хотя неподтвержденные 283 Rg и 286 Rg могут иметь более длительные периоды полураспада примерно 5,1 и 10,7 минут соответственно.
Нуклид | Z | N | Изотопная масса ( Да ) | Период полураспада | Режим распада | Дочерний изотоп | Спин и паритет |
---|---|---|---|---|---|---|---|
272 Rg | 111 | 161 | 272.15327 (25) # | 2,0 (8) мс [3,8 (+ 14-8) мс] | α | 268 тонн | 5 + #, 6 + # |
274 Rg | 111 | 163 | 274.15525 (19) # | 6,4 (+ 307−29) мс | α | 270 млн т | |
278 Rg | 111 | 167 | 278.16149 (38) # | 4,2 (+ 75−17) мс | α | 274 млн т | |
279 Rg | 111 | 168 | 279.16272 (51) # | 0,17 (+ 81-8) с | α | 275 тонн | |
280 Rg | 111 | 169 | 280.16514 (61) # | 3,6 (+ 43−13) с | α (87%) | 276 тонн | |
ЭК (13%) | 280 дс | ||||||
281 Rg | 111 | 170 | 281.16636 (89) # | 17 (+ 6−3) с | SF (90%) | (разные) | |
α (10%) | 277 тонн | ||||||
282 Rg | 111 | 171 | 282.16912 (72) # | 2,1 (+ 1,4-0,6) мин | α | 278 тонн | |
283 Rg | 111 | 172 | 283.17054 (79) # | 5,1 мин? | SF | (разные) | |
286 Rg | 111 | 175 | 10,7 мин? | α | 282 млн т |
EC: | Электронный захват |
SF: | Самопроизвольное деление |
Сверхтяжелые элементы, такие как рентгений, производятся путем бомбардировки более легких элементов в ускорителях частиц, которые вызывают реакции синтеза. В то время как самый легкий изотоп рентгения, рентгений-272, может быть синтезирован напрямую таким образом, все более тяжелые изотопы рентгения наблюдались только как продукты распада элементов с более высокими атомными номерами.
В зависимости от задействованной энергии реакции синтеза можно разделить на «горячие» или «холодные». В реакциях горячего синтеза очень легкие высокоэнергетические снаряды ускоряются в направлении очень тяжелых целей ( актинидов ), в результате чего образуются составные ядра с высокой энергией возбуждения (~ 40–50 МэВ ), которые могут либо делиться, либо испаряться несколько (3-5) нейтроны. В реакциях холодного синтеза образовавшиеся конденсированные ядра имеют относительно низкую энергию возбуждения (~ 10–20 МэВ), что снижает вероятность того, что эти продукты будут подвергаться реакциям деления. Когда слитые ядра охлаждаются до основного состояния, им требуется испускание только одного или двух нейтронов, что позволяет производить больше продуктов, богатых нейтронами. Последняя концепция отличается от концепции, в которой ядерный синтез, как утверждалось, достигается при условиях комнатной температуры (см. Холодный синтез ).
В таблице ниже представлены различные комбинации мишеней и снарядов, которые могут быть использованы для образования составных ядер с Z = 111.
Цель | Снаряд | CN | Результат попытки |
---|---|---|---|
205 Тл | 70 Zn | 275 Rg | Неспособность на сегодняшний день |
208 Пб | 65 Cu | 273 Rg | Успешная реакция |
209 Би | 64 Ni | 273 Rg | Успешная реакция |
231 Па | 48 Ca | 279 Rg | Реакция еще не предпринята |
238 U | 41 К | 279 Rg | Реакция еще не предпринята |
244 Pu | 37 Cl | 281 Rg | Реакция еще не предпринята |
248 см | 31 P | 279 Rg | Реакция еще не предпринята |
250 см | 31 P | 281 Rg | Реакция еще не предпринята |
Перед первым успешным синтезом рентгения в 1994 году группой GSI группа из Объединенного института ядерных исследований в Дубне, Россия, также пыталась синтезировать рентгений путем бомбардировки висмута-209 никелем-64 в 1986 году. Атомы рентгения не были идентифицированы.. После модернизации оборудования команда GSI успешно обнаружила 3 атома 272 Rg в своем эксперименте по открытию. Еще 3 атома были синтезированы в 2002 году. Открытие рентгения было подтверждено в 2003 году, когда команда RIKEN измерила распад 14 атомов 272 Rg.
Тот же изотоп рентгения был обнаружен американской группой в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (LBNL) в результате реакции:
Эта реакция была проведена в рамках исследования снарядов с нечетным атомным номером в реакциях холодного синтеза.
Реакция 205 Tl ( 70 Zn, n) 274 Rg была опробована командой RIKEN в 2004 году и повторена в 2010 году в попытке обеспечить открытие своего родительского 278 Nh:
Из-за слабости таллиевой мишени они не смогли обнаружить ни одного атома 274 Rg.
Остаток испарения | Наблюдаемый изотоп рентгения |
---|---|
294 Lv, 290 Fl, 290 Nh? | 286 Rg? |
287 эт., 287 н. Э.? | 283 Rg? |
294 Ts, 290 Mc, 286 Nh | 282 Rg |
293 Ts, 289 Mc, 285 Nh | 281 Rg |
288 Mc, 284 Nh | 280 Rg |
287 Mc, 283 Nh | 279 Rg |
282 Nh | 278 Rg |
278 Nh | 274 Rg |
Все изотопы рентгения, кроме рентгения-272, были обнаружены только в цепочках распада элементов с более высоким атомным номером, таких как нихоний. В настоящее время Nihonium имеет семь известных изотопов; все они претерпевают альфа-распад, превращаясь в ядра рентгения с массовыми числами от 274 до 286. Исходные ядра нихония могут сами быть продуктами распада московия и теннессина и (неподтвержденных) флеровия и ливермория. На сегодняшний день не известно никаких других элементов, распадающихся до рентгения. Например, в январе 2010 г. дубненская команда ( ОИЯИ ) определила рентгений-281 как конечный продукт распада теннессина через последовательность альфа-распада:
Два атома 274 Rg наблюдались в цепочке распада из 278 Nh. Они распадаются за счет альфа-излучения, испуская альфа-частицы с разной энергией и имеют разное время жизни. Кроме того, две полные цепочки распадов кажутся разными. Это предполагает наличие двух ядерных изомеров, но требуются дальнейшие исследования.
Были обнаружены четыре альфа-частицы, испущенные из 272 Rg с энергиями 11,37, 11,03, 10,82 и 10,40 МэВ. GSI измерял 272 Rg, чтобы иметь период полураспада 1,6 мс, в то время как недавние данные RIKEN дали период полураспада 3,8 мс. Противоречивые данные могут быть связаны с ядерными изомерами, но текущих данных недостаточно, чтобы прийти к каким-либо твердым оценкам.
В таблице ниже представлены сечения и энергии возбуждения для реакций холодного синтеза, непосредственно производящих изотопы рентгения. Данные, выделенные жирным шрифтом, представляют собой максимумы, полученные в результате измерений функции возбуждения. + представляет наблюдаемый канал выхода.
Снаряд | Цель | CN | 1n | 2n | 3n |
---|---|---|---|---|---|
64 Ni | 209 Би | 273 Rg | 3,5 пбн, 12,5 МэВ | ||
65 Cu | 208 Пб | 273 Rg | 1,7 пб, 13,2 МэВ |
В приведенной ниже таблице приведены различные комбинации мишеней и снарядов, для которых расчеты дали оценки выходов поперечных сечений из различных каналов испарения нейтронов. Дан канал с максимальной ожидаемой доходностью.
DNS = двухъядерная система; σ = поперечное сечение
Цель | Снаряд | CN | Канал (продукт) | σ макс | Модель | Ссылка |
---|---|---|---|---|---|---|
238 U | 41 К | 279 Rg | 4n ( 275 Rg) | 0,21 пб | DNS | |
244 Pu | 37 Cl | 281 Rg | 4n ( 277 Rg) | 0,33 пб | DNS | |
248 см | 31 P | 279 Rg | 4n ( 277 Rg) | 1.85 пб | DNS | |
250 см | 31 P | 281 Rg | 4n ( 277 Rg) | 0,41 пб | DNS |