ボーリウムの同位体

1981年にGSIチームがハッシウムの合成に初めて成功する以前、1976年にドゥブナの合同原子核研究所の科学者たちがこの冷核融合反応を用いてボーリウムの合成を初めて試みた。彼らは半減期が1～2ミリ秒のものと5秒のものの2つの自発核分裂活性を検出した。他の冷核融合反応の結果に基づいて、彼らはそれぞれ²⁶¹ Bhと^{257 Dbによるものだと結論付けた。しかし、後の証拠は261} BhのSF分岐がはるかに低いことを示し、この割り当ての信頼性を低下させた。ボーリウムの崩壊が見逃されたと仮定して、ドブニウム活性の割り当ては後に²⁵⁸ Dbに変更された。2ミリ秒のSF活性は33% EC分岐から生じる²⁵⁸ Rfに割り当てられました。GSIチームは1981年に発見実験でこの反応を研究した。遺伝的親娘崩壊の相関法を用いて、²⁶² Bhの原子が 5 個検出された。 ^{[ 13 ] 1987 年、ドゥブナからの内部報告では、チームが261} Bhの自発的核分裂を直接検出できたと報告された。GSI チームは 1989 年にこの反応をさらに研究し、 1n および 2n 励起関数の測定中に新しい同位体^{261 Bh を発見したが、 261} Bh の SF 分岐を検出できなかった。^{[ 14 ]} 2003 年に、新たに開発されたフッ化ビスマス(III) (BiF ₃ ) ターゲットを使用して研究を続け、 ²⁶² Bh および娘核種²⁵⁸ Dbの崩壊データに関するさらなるデータを提供した。以前のデータの精度に疑問があったため、2005 年にローレンス・バークレー国立研究所(LBNL)のチームが 1n 励起関数を再測定した。彼らは²⁶² Bhの原子18個と^{261 Bhの原子3個を観測し、 262} Bhの2つの異性体を確認した。^{[ 15 ]}  

^{2007年、LBNLの研究チームは、最も軽いボーリウム同位体である260Bh}を探すため、クロム52の発射体を用いた類似反応を初めて研究した。

²⁰⁹ ₈₃ Bi+ ⁵² ₂₄ Cr→ ²⁶⁰ ₁₀₇ Bh+n

研究チームは、²⁶⁰ Bhの原子 8 個がアルファ崩壊により²⁵⁶ Dbに崩壊し、10.16 MeVのエネルギーを持つアルファ粒子を放出するのを正常に検出した。アルファ崩壊エネルギーは、 N = 152 閉殻の継続的な安定化効果を示している。 ^{[ 16 ]} 

ドゥブナの研究チームは、1976年に新たに確立した新元素の核融合アプローチの一環として、鉛208の標的とマンガン55の発射体との反応についても研究を行った。

²⁰⁸ ₈₂ Pb+ ⁵⁵ ₂₅ Mn→ ²⁶² ₁₀₇ Bh+n

彼らはビスマス209とクロム54の反応で観察されたものと同じ自発核分裂活性を観察し、再びそれらを²⁶¹ Bhと^{257 Dbに割り当てた。後の証拠は、これらを258} Dbと²⁵⁸ Rfに再割り当てする必要があることを示していた（上記参照）。1983年、彼らは新しい技術を使用して実験を繰り返した。化学的に分離された崩壊生成物からのアルファ崩壊の測定である。チームは²⁶² Bhの崩壊生成物からのアルファ崩壊を検出することができ、ボーリウム原子核の形成の証拠を提供した。この反応は後にLBNLのチームによって最新の技術を使用して詳細に研究された。2005年、彼らは²⁶² Bhの33の崩壊と²⁶¹ Bhの2つの原子を測定し、 1つの中性子を放出する反応の励起関数と²⁶² Bhの2つの異性体のいくつかの分光データを提供した。 2006年に行われた反応の再現実験では、2つの中性子を放出する反応の励起関数がさらに研究された。研究チームは、予想に反して、1つの中性子を放出する反応の断面積が、 ^209Biターゲットを用いた対応する反応よりも大きいことを発見した。その理由を理解するには、さらなる研究が必要である。^{[ 17 ] [ 18 ]}

ウラン238標的とリン31入射粒子との反応は、ローレンス・バークレー国立研究所（LBNL）において、ウラン238標的を用いた核融合反応の体系的な研究の一環として、2006年に初めて研究された。

²³⁸ ₉₂ U+ ³¹ ₁₅ P→ ²⁶⁴ ₁₀₇ Bh+ 5n

結果はまだ公表されていないが、予備的な結果では、おそらく^{264 Bhからの}自発的核分裂の観測が示唆されているようだ。^{[ 19 ]}

2004年、蘭州近代物理研究所（IMP）の研究チームは、新しい同位体^{265Bhを合成し、 266Bh}に関するより多くのデータを収集するために、アメリシウム243標的と加速されたマグネシウム26原子核との間の核反応を研究した。

²⁴³ ₉₅ Am+ ²⁶ ₁₂ Mg→ ^269−x ₁₀₇ Bh+ xn(x = 3、4、または 5)

2つの実験シリーズで、研究チームは3個、4個、5個の中性子を放出する反応の部分励起関数を測定した。^{[ 20 ]}

キュリウム-248の標的と加速されたナトリウム-23の原子核との反応は、ニホニウムの崩壊系列で崩壊する生成物である266Bh^の崩壊特性を研究するために、2008年に日本の理化学研究所のチームによって初めて研究されました。^{[ 21 ]}

²⁴⁸ ₉₆ Cm+ ²³ ₁₁ Na→ ^271−x ₁₀₇ Bh+ xn(x = 4 または 5)

²⁶⁶ Bhの崩壊は、9.05～9.23 MeV のエネルギーを持つアルファ粒子の放出によって、 2010 年にさらに確認された。^{[ 22 ]}

高温核融合経路によるボーリウム合成の最初の試みは、1979年にドゥブナの研究チームによって行われ、加速されたネオン22の原子核とバークリウム249の標的との反応が用いられた。

²⁴⁹ ₉₇ Bk+ ²² ₁₀ Ne→ ^271−x ₁₀₇ Bh+ xn(x = 4 または 5)

1983年にこの反応が繰り返された。どちらの場合も、ボーリウムの原子核からの自発的な核分裂は検出されなかった。より最近では、ボーリウムの高温核融合経路が再調査され、ボーリウムの最初の化学的研究を可能にするために、より長寿命で中性子過剰な同位体の合成が可能になった。1999年、LBNLのチームは、長寿命の267Bh（5原子）と266Bh（1原子）の発見を主張した^。 [ ²³ ]^後に、これら両方が確認された。^{[ 24 ]}スイスのベルンにあるポール・シェラー研究所（PSI）のチームは、後にボーリウムの化学の最初の決定的な研究で6個の^{267Bh原子を合成した。 [ 25 ]}

ボーリウムは、マイトネリウムなどの原子番号の大きい元素の崩壊系列で検出されています。マイトネリウムには現在、アルファ崩壊を起こしてボーリウム原子核になることが知られている同位体が7つあり、質量数は262から274の間です。親マイトネリウム原子核は、レントゲニウム、ニホニウム、フレロビウム、モスコビウム、リバモリウム、またはテネシンの崩壊生成物である可能性があります。^{[ 31 ]}例えば、2010年1月にドゥブナチーム（JINR）は、アルファ崩壊系列を介してテネシンの崩壊生成物としてボーリウム-274を特定しました。^{[ 26 ]}

²⁹⁴ ₁₁₇ Ts→ ²⁹⁰ ₁₁₅ Mc+ ⁴ ₂ He

²⁹⁰ ₁₁₅ Mc→ ²⁸⁶ ₁₁₃ Nh+ ⁴ ₂ He

²⁸⁶ ₁₁₃ Nh→ ²⁸² ₁₁₁ Rg+ ⁴ ₂ He

²⁸² ₁₁₁ Rg→ ²⁷⁸ ₁₀₉ Mt+ ⁴ ₂ He

²⁷⁸ ₁₀₉ Mt→ ²⁷⁴ ₁₀₇ Bh+ ⁴ ₂ He

下の表は、ボーリウム同位体を直接生成する低温核融合反応の断面積と励起エネルギーを示しています。太字のデータは、励起関数測定から得られた最大値を表します。+は、観測された出口チャネルを表します。

下の表は、ボーリウム同位体を直接生成する高温核融合反応の断面積と励起エネルギーを示しています。太字のデータは、励起関数測定から得られた最大値を表します。+は、観測された出口チャネルを表します。