Isotoper av bohrium

  Isotoper av bohrium ( 107 Bh)
Huvudisotoper _ Förfall
överflöd halveringstid ( t 1/2 ) läge produkt
267 Bh syn 17 s α 263 Db
270 Bh syn 2,4 min α 266 Db
271 Bh syn 2,9 s α 267 Db
272 Bh syn 8,8 s α 268 Db
274 Bh syn 40 s α 270 Db
278 Bh syn 11,5 min? SF

Bohrium ( 107 Bh) är ett konstgjort grundämne . Liksom alla konstgjorda grundämnen har den inga stabila isotoper , och en standard atomvikt kan inte anges. Den första isotopen som syntetiserades var 262 Bh 1981. Det finns 11 kända isotoper som sträcker sig från 260 Bh till 274 Bh, och 1 isomer , 262m Bh. Den längsta livslängda isotopen är 270 Bh med en halveringstid på 1 minut, även om de obekräftade 278 Bh kan ha en ännu längre halveringstid på cirka 690 sekunder.

Lista över isotoper

Nuklid
 Z N Isotopisk massa ( Da )
Halveringstid
Förfallsläge _

Dotter isotop

Spin och paritet
Excitationsenergi
260 Bh 107 153 260.12166(26)# 41(14) ms α 256 Db
261 Bh 107 154 261.121400(190) 12,8(3,2) ms α (95%?) 257 Db (5/2−)
SF (5%?) (olika)
262 Bh 107 155 262,122650(100) 84(11) ms α (80 %) 258 Db
SF (20 %) (olika)
262m Bh 220(50) keV 9,5 (1,6) ms α (70 %) 258 Db
SF (30 %) (olika)
264 Bh 107 157 264.12459(19)# 1.07(21) s α (86 %) 260 Db
SF (14 %) (olika)
265 Bh 107 158 265.12491(25)# 1.19(52) s α 261 Db
266 Bh 107 159 266.12679(18)# 2,5(1,6) s α 262 Db
267 Bh 107 160 267.12750(28)#
22(10) s [ 17
+14 −6 s ] 		α 263 Db
270 Bh 107 163 270.13336(31)# 2,4
+4,4 -0,9 min 		α 266 Db
271 Bh 107 164 271.13526(48)# 2,9
+2,2 -0,9 s 		α 267 Db
272 Bh 107 165 272.13826(58)# 8.8(7) s α 268 Db
274 Bh 107 167 274.14355(65)# 0,9 min α 270 Db
278 Bh 107 171 11,5 min? SF (olika)
Denna tabell sidhuvud och sidfot:
  1. ^ m Bh – Exciterad nukleär isomer .
  2. ^ ( ) – Osäkerhet (1 σ ) anges i kortfattad form inom parentes efter motsvarande sista siffror.
  3. ^ # – Atommassa markerad #: värde och osäkerhet härledda inte från rent experimentella data, utan åtminstone delvis från trender från Mass Surface (TMS).
  4. ^ Förfallssätt:
    SF: Spontan fission
  5. ^ ( ) snurrvärde – Indikerar snurr med svaga tilldelningsargument.
  6. ^ Inte direkt syntetiserad, förekommer i sönderfallskedja på 272 Rg
  7. ^ Inte direkt syntetiserad, förekommer i sönderfallskedja på 278 Nh
  8. ^ Inte direkt syntetiserad, förekommer i sönderfallskedja på 282 Nh
  9. ^ Inte direkt syntetiserad, förekommer i sönderfallskedja av 287 Mc
  10. ^ Inte direkt syntetiserad, förekommer i sönderfallskedja av 288 Mc
  11. ^ Inte direkt syntetiserad, förekommer i sönderfallskedja av 294 Ts
  12. ^ Inte direkt syntetiserad, förekommer i sönderfallskedja på 290 Fl och 294 Lv; obekräftad

Nukleosyntes

Supertunga grundämnen som bohrium produceras genom att man bombarderar lättare grundämnen i partikelacceleratorer som inducerar fusionsreaktioner . Medan de flesta isotoper av bohrium kan syntetiseras direkt på detta sätt, har vissa tyngre endast observerats som sönderfallsprodukter av element med högre atomnummer .

Beroende på energierna delas de förra upp i "varmt" och "kallt". I heta fusionsreaktioner accelereras mycket lätta högenergiprojektiler mot mycket tunga mål ( aktinider ), vilket ger upphov till sammansatta kärnor vid hög excitationsenergi (~40–50− MeV ) som kan antingen klyvas eller avdunsta flera (3 till 5). ) neutroner. I kalla fusionsreaktioner har de producerade smälta kärnorna en relativt låg excitationsenergi (~10–20 MeV), vilket minskar sannolikheten för att dessa produkter kommer att genomgå klyvning. När de sammansmälta kärnorna svalnar till grundtillståndet kräver de utsläpp av endast en eller två neutroner, vilket möjliggör generering av mer neutronrika produkter. Det senare är ett distinkt koncept från det där kärnfusion påstod sig uppnås vid rumstemperaturförhållanden (se kall fusion ).

Tabellen nedan innehåller olika kombinationer av mål och projektiler som kan användas för att bilda sammansatta kärnor med Z = 107.

Mål Projektil CN Försök resultat
208 Pb 55 Mn 263 Bh Lyckad reaktion
209 Bi 54 kr 263 Bh Lyckad reaktion
209 Bi 52 kr 261 Bh Lyckad reaktion
238 U 31 P 269 ​​Bh Lyckad reaktion
243 Am 26 mg 269 ​​Bh Lyckad reaktion
248 cm 23 Na 271 Bh Lyckad reaktion
249 Bk 22 Ne 271 Bh Lyckad reaktion

Kall fusion

Före den första framgångsrika syntesen av hassium 1981 av GSI-teamet, försökte syntesen av bohrium första gången 1976 av forskare vid Joint Institute for Nuclear Research i Dubna med hjälp av denna kallfusionsreaktion. De upptäckte två spontana fissionsaktiviteter, en med en halveringstid på 1–2 ms och en med en halveringstid på 5 s. Baserat på resultaten av andra kallfusionsreaktioner drog de slutsatsen att de berodde på 261 Bh respektive 257 Db. Senare bevis gav dock en mycket lägre SF-grening för 261 Bh vilket minskade förtroendet för denna uppgift. Tilldelningen av dubniumaktiviteten ändrades senare till 258 Db, förutsatt att sönderfallet av bohrium missades. 2 ms SF-aktiviteten tilldelades 258 Rf härrörande från 33% EC -grenen. GSI-teamet studerade reaktionen 1981 i sina upptäcktsexperiment. Fem atomer på 262 Bh detekterades med hjälp av metoden för korrelation av genetiska förälder-dotter-sönderfall. 1987 indikerade en intern rapport från Dubna att teamet hade kunnat upptäcka den spontana klyvningen av 261 Bh direkt. GSI-teamet studerade reaktionen ytterligare 1989 och upptäckte den nya isotopen 261 Bh under mätningen av 1n och 2n excitationsfunktionerna men kunde inte detektera en SF-förgrening för 261 Bh. De fortsatte sin studie 2003 med hjälp av nyutvecklade vismut(III)fluorid (BiF 3 )-mål, som användes för att tillhandahålla ytterligare data om sönderfallsdata för 262 Bh och dottern 258 Db. 1n-excitationsfunktionen mättes om 2005 av teamet vid Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) efter vissa tvivel om riktigheten av tidigare data. De observerade 18 atomer av 262 Bh och 3 atomer av 261 Bh och bekräftade de två isomererna av 262 Bh.

2007 studerade teamet vid LBNL den analoga reaktionen med krom-52-projektiler för första gången för att söka efter den lättaste bohriumisotopen 260 Bh:


209 83 Bi
+
52 24 Cr
→
260 107 Bh
+
n

Teamet upptäckte framgångsrikt 8 atomer på 260 Bh som sönderfaller genom alfa-sönderfall till 256 Db, och avger alfapartiklar med energi 10,16 MeV . Alfasönderfallsenergin indikerar den fortsatta stabiliserande effekten av det slutna skalet N =152.

Teamet på Dubna studerade också reaktionen mellan bly-208-mål och mangan-55-projektiler 1976 som en del av deras nyligen etablerade kallfusionsmetod för nya grundämnen:


208 82 Pb
+
55 25 Mn
→
262 107 Bh
+
n

De observerade samma spontana fissionsaktiviteter som de som observerades i reaktionen mellan vismut-209 och krom-54 och tilldelade dem återigen 261 Bh och 257 Db. Senare bevis tydde på att dessa borde omfördelas till 258 Db och 258 Rf (se ovan). 1983 upprepade de experimentet med en ny teknik: mätning av alfasönderfall från en sönderfallsprodukt som hade separerats ut kemiskt. Teamet kunde upptäcka alfasönderfallet från en sönderfallsprodukt på 262 Bh, vilket gav några bevis för bildandet av bohriumkärnor. Denna reaktion studerades senare i detalj med hjälp av modern teknik av teamet vid LBNL. År 2005 mätte de 33 sönderfall av 262 Bh och 2 atomer på 261 Bh, vilket gav en excitationsfunktion för reaktionen som avger en neutron och vissa spektroskopiska data för båda 262 Bh-isomererna. Excitationsfunktionen för reaktionen som avger två neutroner studerades ytterligare i en upprepning av reaktionen 2006. Teamet fann att reaktionen som avgav en neutron hade ett högre tvärsnitt än motsvarande reaktion med ett 209 Bi-mål, tvärtemot förväntningarna. Ytterligare forskning krävs för att förstå orsakerna.

Het fusion

Reaktionen mellan uran-238 -mål och fosfor -31-projektiler studerades först 2006 vid LBNL som en del av deras systematiska studie av fusionsreaktioner med uran-238-mål:


238 92 U
+
31 15 P
→
264 107 Bh
+ 5
n

Resultaten har inte publicerats men preliminära resultat verkar tyda på observation av spontan fission , möjligen från 264 Bh.

Nyligen har teamet vid Institute of Modern Physics (IMP), Lanzhou , studerat kärnreaktionen mellan americium-243- mål och accelererade kärnor av magnesium -26 för att syntetisera den nya isotopen 265 Bh och samla in mer data om 266 Bh:


243 95 Am
+
26 12 Mg
→
269−x 107 Bh
+ x
n
(x = 3, 4 eller 5)

I två serier av experiment mätte teamet partiella excitationsfunktioner för reaktionerna som avger tre, fyra och fem neutroner.

Reaktionen mellan mål av curium -248 och accelererade kärnor av natrium -23 studerades för första gången 2008 av teamet vid RIKEN, Japan, för att studera sönderfallsegenskaperna hos 266 Bh, som är en sönderfallsprodukt i deras påstådda sönderfallskedjor av nihonium :


248 96 Cm
+
23 11 Na
→
271−x 107 Bh
+ x
n
(x = 4 eller 5)

Förfallet av 266 Bh genom emission av alfapartiklar med energier på 9,05–9,23 MeV bekräftades ytterligare 2010.

De första försöken att syntetisera bohrium genom heta fusionsvägar utfördes 1979 av teamet på Dubna, med hjälp av reaktionen mellan accelererade kärnor av neon -22 och mål av berkelium -249:


249 97 Bk
+
22 10 Ne
→
271−x 107 Bh
+ x
n
(x = 4 eller 5)

Reaktionen upprepades 1983. I båda fallen kunde de inte upptäcka någon spontan fission från kärnor av bohrium. På senare tid har heta fusionsvägar till bohrium undersökts på nytt för att möjliggöra syntesen av mer långlivade, neutronrika isotoper för att möjliggöra en första kemisk studie av bohrium. 1999 hävdade teamet vid LBNL upptäckten av långlivade 267 Bh (5 atomer) och 266 Bh (1 atom). Senare bekräftades båda dessa. Teamet vid Paul Scherrer Institute (PSI) i Bern , Schweiz, syntetiserade senare 6 atomer på 267 Bh i den första definitiva studien av bohriums kemi.

Som förfallsprodukter

Lista över bohriumisotoper observerade genom sönderfall
Avdunstningsåterstod Observerad bohriumisotop
294 Lv, 290 Fl, 290 Nh, 286 Rg, 282 Mt ? 278 Bh ?
294 Ts, 290 Mc, 286 Nh, 282 Rg, 278 Mt 274 Bh
288 Mc, 284 Nh, 280 Rg, 276 Mt 272 Bh
287 Mc, 283 Nh, 279 Rg, 275 Mt 271 Bh
286 Mc, 282 Nh, 278 Rg, 274 Mt 270 Bh
278 Nh, 274 Rg, 270 Mt 266 Bh
272 Rg, 268 Mt 264 Bh
266 Mt 262 Bh

Bohrium har upptäckts i sönderfallskedjorna av grundämnen med ett högre atomnummer , såsom meitnerium . Meitnerium har för närvarande sju kända isotoper; alla av dem genomgår alfasönderfall för att bli bohriumkärnor, med massatal mellan 262 och 274. Föräldrarnas meitneriumkärnor kan själva vara sönderfallsprodukter av roentgenium , nihonium , flerovium , moscovium , livermorium eller tennessine . Till exempel, i januari 2010 identifierade Dubna-teamet ( JINR ) bohrium-274 som en produkt i sönderfallet av tennessine via en alfa-sönderfallssekvens:


294 117 Ts
→
290 115 Mc
+
4 2 He

290 115 Mc
→
286 113 Nh
+ 113
2 He
4
_ →
_
_ _ Bh
+
4 2 He
286
111 Nh
→ 282
107 Rg
+
4 2 He

282 111 Rg
→ 097
097 Mt
027 Rg
274
→

Nukleär isomerism

262 Bh

Det enda bekräftade exemplet på isomerism i bohrium finns i isotopen 262 Bh. Direkt syntes av 262 Bh resulterar i två tillstånd, ett grundtillstånd och ett isomert tillstånd . Grundtillståndet bekräftas sönderfalla genom alfa-sönderfall, emitterar alfapartiklar med energier på 10,08, 9,82 och 9,76 MeV, och har en reviderad halveringstid på 84 ms. Det exciterade tillståndet sönderfaller också genom alfa-sönderfall, avger alfapartiklar med energier på 10,37 och 10,24 MeV, och har en reviderad halveringstid på 9,6 ms.

Kemiska utbyten av isotoper

Kall fusion

Tabellen nedan ger tvärsnitt och excitationsenergier för kallfusionsreaktioner som producerar bohriumisotoper direkt. Data i fet stil representerar maxima härledda från excitationsfunktionsmätningar. + representerar en observerad utgångskanal.

Projektil Mål CN 1n 2n 3n
55 Mn 208 Pb 263 Bh 590 pb, 14,1 MeV ~35 pb
54 kr 209 Bi 263 Bh 510 pb, 15,8 MeV ~50 pb
52 kr 209 Bi 261 Bh 59 pb, 15,0 MeV

Het fusion

Tabellen nedan ger tvärsnitt och excitationsenergier för heta fusionsreaktioner som producerar bohriumisotoper direkt. Data i fet stil representerar maxima härledda från excitationsfunktionsmätningar. + representerar en observerad utgångskanal.

Projektil Mål CN 3n 4n 5n
26 mg 243 Am 271 Bh + + +
22 Ne 249 Bk 271 Bh ~96 pb +
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Isotopes_of_bohrium&oldid=1138982525 "