Ливерморий изотоптары: массалық сандары мен синтезінің тарихы
Isotopes of livermorium
Ливерморий (116Lv): жасалма элемент, тұрақты изотоптары жоқ. Белгілі 5 радиоизотопы, ең ұзақ өмір сүретіні – 293Lv (70 мс). Химиялық элементтер туралы ақпарат!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Атомдық нөмірі 116, бірақ массалық саны әртүрлі нуклидтер
Nuclides with atomic number of 116 but with different mass numbers
Ливерморий (116Lv) – жасанды элемент, сондықтан стандартты атомдық салмағы көрсетілмейді. Барлық жасанды элементтер сияқты, оның тұрақты изотоптары жоқ. 2000 жылы алғаш синтезделген изотоп – 293Lv. Қазіргі таңдағы бес белгілі радиоизотоптың массалық саны 288 және 290–293-ке тең, сондай-ақ, мүмкін болатын ауыр 294Lv изотопының болуына қатысты бірнеше деректер бар. Ең ұзақ өмір сүретін белгілі изотоп – 293Lv, оның жартылай ыдырау периоды 70 мс құрайды.
Livermorium (116Lv) is an artificial element, and thus a standard atomic weight cannot be given. Like all artificial elements, it has no stable isotopes. The first isotope to be synthesized was 293Lv in 2000. There are five known radioisotopes, with mass numbers 288 and 290–293, as well as a few suggestive indications of a possible heavier isotope 294Lv. The longest lived known isotope is 293Lv with a half life of 70 ms.
208Pb(82Se,xn) 290−xLv
1995 жылы GSI тобы 290Lv изотопын радиациялық тұтқындау (x=0) нәтижесінде синтездеуге әрекеттенді. Алты апталық тәжірибе барысында ешқандай атом анықталмады, көлденең қиманың шегі 3 пб-қа жетті.
In 1995, the team at GSI attempted the synthesis of 290Lv as a radiative capture (x=0) product. No atoms were detected during a six week experimental run, reaching a cross section limit of 3 pb.
Ыстық балқыту
Бұл бөлімде "ыстық" синтез реакциялары арқылы ливерморий ядроларының синтезі талқыланады. Бұл – қосылған ядроларды жоғары қоздыру энергиясында (~40–50 МэВ, сондықтан "ыстық") құрайтын процестер, бұл бөлінуден аман қалу ықтималдығын азайтады. Қоздырылған ядро содан кейін 3–5 нейтрон шығару арқылы негізгі күйге дейін ыдырайды. 48Ca ядроларын қолданатын синтез реакциялары көбінесе орташа қоздыру энергиясы (~30–35 МэВ) бар қосылған ядроларды тудырады және кейде "жылы" синтез реакциялары деп аталады. Бұл, ішінара, осы реакциялардан салыстырмалы түрде жоғары өнім алуға мүмкіндік береді.
This section deals with the synthesis of nuclei of livermorium by so called "hot" fusion reactions. These are processes which create compound nuclei at high excitation energy (~40–50 MeV, hence "hot"), leading to a reduced probability of survival from fission. The excited nucleus then decays to the ground state via the emission of 3–5 neutrons. Fusion reactions utilizing 48Ca nuclei usually produce compound nuclei with intermediate excitation energies (~30–35 MeV) and are sometimes referred to as "warm" fusion reactions. This leads, in part, to relatively high yields from these reactions.
238U ((54Cr,xn) 292−xLv (x=4)
Бұл реакцияны GSI тобы 2006 жылы жасауға тырысқан деген шамалы белгілер бар. Нәтижелер жарияланбаған, демек, ешқандай атом анықталмаған болуы мүмкін. Бұл 238U нысаналары үшін қималардың жүйелілігін зерттеуден күтіледі. 2023 жылы бұл реакция 54Cr снарядтарын қолдана отырып, 120 элементін синтездеудің болашақ әрекетіне дайындық ретінде Дубнадағы JINR суперауыр элементтер зауытында қайта зерттелді. 288Lv атомының біреуі тіркелді; ол 1 миллисекундтан кем уақыт өмір сүрген альфа-ыдырауға ұшырады. Реакция және оның қимасының тағы бір талдауы жүріп жатыр.
There are sketchy indications that this reaction was attempted by the team at GSI in 2006. There are no published results on the outcome, presumably indicating that no atoms were detected. This is expected from a study of the systematics of cross sections for 238U targets. In 2023, this reaction was studied again at the JINR's Superheavy Element Factory in Dubna, in preparation for a future synthesis attempt of element 120 using 54Cr projectiles. One atom of 288Lv was reported; it underwent alpha decay with a lifetime of less than 1 millisecond. Further analysis of the reaction and its cross section are underway.
248Cm ((48Ca,xn) 296−xLv (x=2,3,4,5?)
Ливерморийді синтездеудің алғашқы әрекеті 1977 жылы Кен Хюлет және оның командасы Лоренс Ливермор ұлттық зертханасында (LLNL) жасаған. Олар ливерморий атомдарын анықтай алмады. Юрий Оганесян және оның командасы Флеров ядролық реакциялар зертханасында (FLNR) 1978 жылы осы реакцияны іске асыруға тырысты, бірақ нәтижесіз болды. 1985 жылы Беркли және Питер Армбрустердің GSI-дегі командасы бірлесіп эксперимент жүргізді, бірақ оның да нәтижесі теріс болды, есептелген қима шегі 10–100 пб құрады. 2000 жылы Дубнадағы ресейлік ғалымдар 292Lv изотопына жатқызылған ливерморийдің бір атомын табысқа қол жеткізді. 2001 жылы олар реакцияны қайталап, өздерінің ашқандығын растау үшін тағы 2 атом синтездеді. Үшінші атом ата-аналық альфа-ыдыраудың байқалмауына байланысты шартты түрде 293Lv деп тағайындалды. 2004 жылдың сәуір айында команда экспериментті жоғары энергияда қайтадан жүргізіп, 292Lv-ға жатқызылған жаңа ыдырау тізбегін анықтады. Осыған сәйкес, бастапқы деректер 293Lv-ға қайта тағайындалды. Осылайша, бұл сынақ тізбегі осы изотоптың немесе 293mLv изомерінің сирек кездесетін ыдырау тармағымен байланысты болуы мүмкін. Оның дочерінің 289Fl емес, 290Fl-ге қайта тағайындалуын ескере отырып, ол 294Lv болуы да мүмкін, бірақ барлық бұл тағайындамалар шартты және болашақ эксперименттерде, 2n арнасына бағытталған зерттеулерде растауды қажет етеді. Бұл реакцияда 293Lv-нің тағы екі атомы анықталды. 2007 жылы GSI SHIP экспериментінде төрт 292Lv тізбегі мен бір 293Lv тізбегінен басқа, бастапқыда тағайындалмаған, бірақ кейіннен 291Lv екені анықталған тағы бір тізбек байқалды. Алайда, оның 248Cm(48Ca,5n) реакциясынан немесе мақсатта қоспа ретінде кездесетін 246Cm(48Ca,3n) сияқты жеңіл кюрий изотопымен реакциядан пайда болғаны әлі белгісіз. 2010 жылдың маусым-шілде айларында GSI-де жүргізілген экспериментте ғалымдар алты ливерморий атомын анықтады: екі 293Lv атомы және төрт 292Lv атомы. Олар ядролық реакцияның ыдырау деректері мен қималарын растады. 2016 жылы RIKEN-де 48Ca+248Cm реакциясын зерттеуге бағытталған экспериментте 294Lv альфа-ыдырауы арқылы 290Fl және 286Cn-ге ыдырауға болатын бір атом анықталды, ол спонтанды түрде бөлінді; алайда, ливерморий нуклидінен шыққан алғашқы альфа-бөлшек байқалмады.
The first attempt to synthesise livermorium was performed in 1977 by Ken Hulet and his team at the Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL). They were unable to detect any atoms of livermorium. Yuri Oganessian and his team at the Flerov Laboratory of Nuclear Reactions (FLNR) subsequently attempted the reaction in 1978 and met failure. In 1985, a joint experiment between Berkeley and Peter Armbruster's team at GSI, the result was again negative with a calculated cross section limit of 10–100 pb. In 2000, Russian scientists at Dubna finally succeeded in detecting a single atom of livermorium, assigned to the isotope 292Lv. In 2001, they repeated the reaction and formed a further 2 atoms in a confirmation of their discovery experiment. A third atom was tentatively assigned to 293Lv on the basis of a missed parental alpha decay. In April 2004, the team ran the experiment again at higher energy and were able to detect a new decay chain, assigned to 292Lv. On this basis, the original data were reassigned to 293Lv. The tentative chain is therefore possibly associated with a rare decay branch of this isotope or an isomer, 293mLv; given the possible reassignment of its daughter to 290Fl instead of 289Fl, it could also conceivably be 294Lv, although all these assignments are tentative and need confirmation in future experiments aimed at the 2n channel. In this reaction, two additional atoms of 293Lv were detected. In 2007, in a GSI SHIP experiment, besides four 292Lv chains and one 293Lv chain, another chain was observed, initially not assigned but later shown to be 291Lv. However, it is unclear whether it comes from the 248Cm(48Ca,5n) reaction or from a reaction with a lighter curium isotope (present in the target as an admixture), such as 246Cm(48Ca,3n). In an experiment run at the GSI during June–July 2010, scientists detected six atoms of livermorium; two atoms of 293Lv and four atoms of 292Lv. They were able to confirm both the decay data and cross sections for the fusion reaction. A 2016 experiment at RIKEN aimed at studying the 48Ca+248Cm reaction seemingly detected one atom that may be assigned to 294Lv alpha decaying to 290Fl and 286Cn, which underwent spontaneous fission; however, the first alpha from the livermorium nuclide produced was missed.
245Cm(48Ca,xn) 293−xLv (x=2,3)
Ливерморийдің изотоптық массалық сандарын анықтауға көмектесу мақсатында 2003 жылдың наурыз-мамыр айларында Дубна тобы 245Cm нысанасын 48Ca иондарымен бомбалады. Олар 291Lv және 290Lv изотоптарын ашты. Бұл тәжірибе 2005 жылдың ақпан-наурызында қайталанды, нәтижесінде 2003 жылғы тәжірибеде баяндалған бірдей ыдырау деректеріне ие 10 атом жасалды.
In order to assist in the assignment of isotope mass numbers for livermorium, in March–May 2003 the Dubna team bombarded a 245Cm target with 48Ca ions. They were able to observe two new isotopes, assigned to 291Lv and 290Lv. This experiment was successfully repeated in February–March 2005 where 10 atoms were created with identical decay data to those reported in the 2003 experiment.
Кесу өнімдері ретінде
Ливермориум оганнессонның ыдырауында да байқалады. 2006 жылдың қазан айында калифорний-249-ды кальций-48 иондарымен бомбалау арқылы оганнессонның үш атомы анықталғаны хабарланды, одан кейін ол тез арада ливермориумға ыдырай бастады.
Livermorium has also been observed in the decay of oganesson. In October 2006 it was announced that three atoms of oganesson had been detected by the bombardment of californium 249 with calcium 48 ions, which then rapidly decayed into livermorium.
289Lv
1999 жылы Лоуренс Беркли ұлттық зертханасының зерттеушілері Physical Review Letters журналында жарияланған мақалада 293Og (оганессонға қараңыз) синтезін жариялады. Шартты түрде алынған 289Lv изотопы 11,63 МэВ альфа-эмиссиясы арқылы 0,64 мс жартылай ыдырау периодымен ыдырады деп мәлімделді. Келесі жылы, басқа зерттеушілер нәтижелерді қайталай алмағандықтан, олар бұл жарияланымды қайтарып алды. 2002 жылдың маусым айында зертхана директоры бұл екі элементтің табылуы туралы алғашқы мәлімдеме басты автор Виктор Нинов жасаған жалған деректерге негізделгенін хабарлады. Осыған байланысты, ливермориумның бұл изотопы қазіргі таңдаты белгісіз болып табылады.
In 1999, researchers at Lawrence Berkeley National Laboratory announced the synthesis of 293Og (see oganesson), in a paper published in Physical Review Letters. The claimed isotope 289Lv decayed by 11.63 MeV alpha emission with a half life of 0.64 ms. The following year, they published a retraction after other researchers were unable to duplicate the results. In June 2002, the director of the lab announced that the original claim of the discovery of these two elements had been based on data fabricated by the principal author Victor Ninov. As such, this isotope of livermorium is currently unknown.