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マイトネリウム( 109 Mt) は合成元素であるため、標準的な原子量を与えることができません。すべての合成元素と同様に、安定同位体はありません。合成された最初の同位体は1982 年の266 Mt であり、これは直接合成された唯一の同位体でもあります。他のすべての同位体は、より重い元素の崩壊生成物としてのみ知られています。266 Mtから278 Mt までの8 つの同位体が知られています。2 つの異性体も存在する可能性があります。既知の同位体の中で最も長寿命なのは278 Mt で、半減期は 8 秒です。未確認のより重い282 Mt は、半減期がさらに長く、67 秒であるようです。
同位体のリスト
- ^ m Mt – 励起核異性体。
- ^ ( ) – 不確実性 (1 σ ) は、対応する最後の数字の後の括弧内に簡潔に示されます。
- ^ # – # でマークされた原子質量: 値と不確実性は純粋な実験データからではなく、少なくとも部分的に質量表面 (TMS) の傾向から導き出されました。
- ^ ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数によるスピンを示します。
- ^ # – # でマークされた値は、純粋に実験データから導き出されたものではなく、少なくとも部分的には近隣核種の傾向 (TNN) から導き出されたものです。
- ^直接合成されず、 272 Rgの崩壊生成物として生じる
- ^ ab この異性体は未確認である
- ^ 直接合成されず、278 Nhの崩壊系列で発生する
- ^ 直接合成されず、282 Nhの崩壊系列で発生する
- ^ 直接合成されず、287 Mcの崩壊系列で発生する
- ^ ab 直接合成されず、288 Mcの崩壊系列で発生する
- ^ 直接合成されず、293 Tsの崩壊系列中に発生する
- ^ 直接合成されず、294 Tsの崩壊系列で発生する
- ^直接合成されず、 290 Flと294 Lvの崩壊系列で発生する。未確認
同位体と核特性
元素合成
マイトネリウムのような超重元素は、核融合反応を誘発する粒子加速器でより軽い元素を照射することによって生成される。マイトネリウムの最も軽い同位体であるマイトネリウム266はこの方法で直接合成できるが、それより重いマイトネリウムの同位体はすべて、より大きな原子番号を持つ元素の崩壊生成物としてのみ観測されている。[5]
関与するエネルギーに応じて、前者は「ホット」と「コールド」に分けられます。ホット核融合反応では、非常に軽くて高エネルギーの発射体が、非常に重いターゲット（アクチニド）に向かって加速され、高い励起エネルギー（約 40～50 MeV）で複合核が生成され、核分裂するか、複数（3～5個）の中性子を蒸発させます。[6]コールド核融合反応では、生成された核融合核の励起エネルギーは比較的低い（約 10～20 MeV）ため、これらの生成物が核分裂反応を起こす可能性が低くなります。核融合核が基底状態まで冷却されると、1つまたは2つの中性子の放出のみが必要になるため、より中性子に富む生成物が生成されます。[5]ただし、ホット核融合の生成物は、全体的に中性子が多くなる傾向があります。後者は、核融合が室温条件で達成されると主張されているものとは異なる概念である（常温核融合を参照）。[7]
以下の表には、 Z = 109 の複合核を形成するために使用できるターゲットと発射体のさまざまな組み合わせが含まれています。
常温核融合
1982年にGSIチームが初めてマイトネリウムの合成に成功した後、[8]ロシアのドゥブナにある合同原子核研究所のチームもビスマス209に鉄58を衝突させて新元素の観測を試みた。1985年に彼らはマイトネリウムの形成を示す子孫同位体246 Cfからのアルファ崩壊を特定することに成功した。同じ反応から266 Mtの原子がさらに2つ観測されたことが1988年に報告され、1997年にはGSIのドイツチームによってさらに12個が観測された。[9] [10]
同じマイトネリウム同位体は、1985年にロシアのチームによってドゥブナで次の反応からも観測されました。
- 208
82鉛
+59
27共同
→266
109マウント
+
ん
246 Cfの子孫核のアルファ崩壊を検出することによって。2007年に、ローレンス・バークレー国立研究所（LBNL）のアメリカのチームは、この反応から266 Mt同位体の崩壊系列を確認しました。 [11]
熱核融合
2002年から2003年にかけて、LBNLのチームは、化学的性質を調べるためにウラン238に塩素37を衝突させて同位体271 Mtを生成しようとしたが、成功しなかった。[12]この同位体を形成する可能性のある別の反応は、ベルクリウム249とマグネシウム26の融合であるが、この反応の収率は、ベルクリウム249の標的の放射能が高いため、非常に低いと予想される。[13] 1988年にローレンスリバモア国立研究所（LLNL）のチームによって、ネオン22でアインシュタイニウム254を衝突させることで、他の潜在的に長寿命の同位体をターゲットにしたが、失敗した。[12]
崩壊生成物
マイトネリウムの同位体はマイトネリウム266を除いてすべて、レントゲンなどの原子番号が大きい元素の崩壊系列でのみ検出されている。レントゲンには現在8つの同位体が知られている。そのうち1つを除いてすべてアルファ崩壊して質量数が268から282のマイトネリウム原子核になる。親レントゲン原子核は、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る。[18]例えば、2010年1月、ドゥブナチーム（JINR）は、アルファ崩壊系列を介したテネシンの崩壊の生成物としてマイトネリウム278を特定した。[14]
- 294
117Ts
→290
115マック
+4
2彼 - 290
115マック
→286
113んー
+4
2彼 - 286
113んー
→282
111RG
+4
2彼 - 282
111RG
→278
109マウント
+4
2彼
核異性体
- 270メートル
278 Nhの崩壊系列で270 Mtの原子 2 つが特定されました。この 2 つの崩壊は寿命と崩壊エネルギーが大きく異なり、また274 Rg の 2 つの明らかに異なる異性体から生成されます。最初の異性体はエネルギー 10.03 MeV のアルファ粒子を放出して崩壊し、寿命は 7.16 ms です。もう 1 つのアルファ崩壊は寿命 1.63 s で崩壊します。崩壊エネルギーは測定されていません。利用可能なデータが限られているため、特定のレベルへの割り当ては不可能であり、さらなる研究が必要です。[16]
- 268メートル
268 Mtのアルファ崩壊スペクトルは、いくつかの実験結果から複雑であるように思われる。268 Mt 原子から放出されるエネルギー 10.28、10.22、10.10 MeV のアルファ粒子が観測されており、それぞれ半減期が 42 ミリ秒、21 ミリ秒、102 ミリ秒である。長寿命の崩壊は、異性体レベルに割り当てられる必要がある。他の 2 つの半減期の不一致はまだ解決されていない。入手可能なデータでは特定のレベルに割り当てることは不可能であり、さらなる研究が必要である。[17]
同位体の化学収量
常温核融合
以下の表は、マイトネリウム同位体を直接生成する常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の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。
理論計算
蒸発残留物の断面
以下の表には、さまざまなターゲットと発射体の組み合わせが含まれており、計算によってさまざまな中性子蒸発チャネルからの断面積収量の推定値が提供されています。最も高い予測収量を持つチャネルが示されています。
DNS = 二核システム; HIVAP = 重イオン蒸発統計蒸発モデル; σ = 断面積
参考文献
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