ノーベリウムの同位体

ノーベリウム( ₁₀₂ No) 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。最初に合成された (そして正しく特定された)同位体は 1966 年の²⁵⁴ Noです。既知の放射性同位体は^{248 No から260} No および²⁶² Noまでの14 種類と、多くの異性体があります。最も長寿命の同位体は半減期が 58 分の²⁵⁹ Noです。最も長寿命の異性体は半減期が 1.02 秒の^251m1 Noです。

²⁰⁸ Pb( ⁴⁸ Ca,xn) ^256−xいいえ (x=1,2,3,4)

この常温核融合反応は、1979 年にフレロフ原子核反応研究所(FLNR)で初めて研究されました。1988 年に GSI で行われたさらなる研究では、 ²⁵⁴番の EC および SF 分岐が測定されました。1989 年に FLNR は、この反応を使用して²⁵⁴番の 2 つの異性体の SF 崩壊特性を測定しました。2n 励起関数の測定は、2001 年にFLNR の ユーリ・オガネシアンによって報告されました。

LBNLのパティンらは2002年に1-4n出口チャネルにおける ^255-251 Noの合成を報告し、これらの同位体のさらなる崩壊データを測定しました。

この反応は最近、RITU 装置を使用してユヴァスキュラン・ユリオピスト・フィジーカン・ライトス (JYFL) で²⁵⁴号の K 異性体を研究するために使用されました。科学者は、それぞれ半減期が 275 ミリ秒と 198 秒である 2 つの K 異性体を測定することができました。これらは 8 ⁻および 16 ⁺ K 異性体レベル に割り当てられました。

この反応は、2004年から2005年にかけてFLNRで^{255-253 Noの分光学的研究に使用されました。研究チームは、}半減期が43.5秒の²⁵³ Noの異性体レベルを確認することができました。

²⁰⁸ Pb( ⁴⁴ Ca,xn) ^252−xいいえ (x=2)

^{この反応は、2003 年に FLNR で250}個 の分光法の研究で研究されました。

²⁰⁷ Pb( ⁴⁸ Ca,xn) ^255−xいいえ (x=2)

この反応の 2n 励起関数の測定は、2001 年に FLNR の Yuri Oganessian と同僚によって報告されました。この反応は 2004 ～ 2005 年に²⁵³番 の分光法の研究に使用されました。

²⁰⁶ Pb( ⁴⁸ Ca,xn) ^254−xいいえ (x=1,2,3,4)

この反応の 1-4n 励起関数の測定は、2001 年に FLNR の Yuri Oganessian と同僚によって報告されました。2n チャネルは GSI によってさらに研究され、^{252番の K 異性の分光学的決定が提供されました。}スピンおよびパリティが8 ⁻の K 異性体が半減期110 ms で検出されました。

²⁰⁴ Pb( ⁴⁸ Ca,xn) ^252−xいいえ (x=2,3)

この反応の2n励起関数の測定は、2001年にFLNRのユーリ・オガネシアンによって報告されました。彼らは、半減期が36μsの新しい同位体²⁵⁰ Noを報告しました。この反応は2003年に²⁵⁰ Noの分光学的研究に使用されました。彼らは、半減期が5.6μsと54μsの2つの自発核分裂活動を観察することができ、それぞれ²⁵⁰ Noと^{249 Noに割り当てられました。後者の活動は後に250} NoのK異性体に割り当てられました。^{[14]この反応は、2006年にアルゴンヌ国立研究所（ANL）のピーターソンらによって250} NoのSFの研究で報告されました。彼らは、半減期が3.7μsと43μsの2つの活動を検出し、両方とも²⁵⁰ Noに割り当てられ、後者はK異性体に関連していました。^{[15] 2020年にFLNRのチームがこの反応を繰り返し、 245} Fmと²⁴¹ Cfに相関する新しい9.1 MeVアルファ粒子活動を発見し、これを新しい同位体²⁴⁹ Noに割り当てました^。[2]

²³² Th( ²⁶ Mg,xn) ^258−xいいえ (x=4,5,6)

この反応の 4-6n 出口チャネルの断面積は FLNR で測定されました。

²³⁸ U( ²² Ne,xn) ^260−x No (x=4,5,6)

この反応は、1964 年に FLNR で初めて研究されました。研究チームは、²⁵² Fm と²⁵⁰ Fm の崩壊を検出することができました。252 Fm の活動は、約 8 秒の半減期に関連付けられ、4n チャネルからの^{256 102 に割り当てられ、収量は 45 nb でした。また、 10秒の}自発核分裂活動も検出され、これも暫定的に²⁵⁶ 102に割り当てられました。1966 年のこの反応に関するさらなる研究では、化学分離を使用して²⁵⁰ Fm 崩壊の検出が検討され、半減期が約 50 秒の親活動が報告され、 ²⁵⁴ 102 に正しく割り当てられました。また、10 秒の自発核分裂活動も検出され、これは暫定的に²⁵⁶ 102に割り当てられました。この反応は、1969 年に FLNR でノーベリウムの初期の化学を研究するために使用されました。彼らは、より重い同族体であるノーベリウムと一致するエカイッテルビウムの特性を決定しました。1970 年に、彼らは^{256 No の SF 特性を研究することができました。2002 年に、パティンらは 4n チャネルからの256} Noの合成を報告しましたが、 ²⁵⁷ No は 検出できませんでした。

4-6n チャネルの断面積値も FLNR で研究されています。

²³⁸ U( ²⁰ Ne,xn) ^258−xいいえ

この反応は 1964 年に FLNR で研究されました。自発的な核分裂活動は観察されませんでした。

²³⁶ U( ²² Ne,xn) ^258−x No (x=4,5,6)

この反応の 4-6n 出口チャネルの断面積は FLNR で測定されました。

²³⁵ U( ²² Ne,xn) ^257−xいいえ (x=5)

この反応は 1970 年に FLNR で研究されました。この反応は²⁵² No. の SF 崩壊特性を研究するために使用されました。

²³³ U( ²² Ne,xn) ^255−xいいえ

中性子欠損ノーベリウム同位体の合成は、1975 年に FLNR で研究されました。実験では 250 s SF 活性が観察され、暫定的に5n 出口チャネルの²⁵⁰ No に割り当てました。その後の結果ではこの活性は確認できず、現在では未確認です。

²⁴² Pu( ¹⁸ O,xn) ^260−xいいえ (x=4?)

この反応は 1966 年に FLNR で研究されました。研究チームは 8.2 秒の SF 活性を特定し、暫定的に²⁵⁶ 102 に割り当てました。

²⁴¹ Pu( ¹⁶ O,xn) ^257−xいいえ

この反応は 1958 年に FLNR で初めて研究されました。チームは半減期が 30 秒の約 8.8 MeV のアルファ粒子を測定し、^{253,252,251 102 に割り当てました。1960 年に再度行った調査では、}半減期が 2～40 秒の8.9 MeV のアルファ粒子が生成され、4n チャネルから²⁵³ 102に割り当てました。これらの結果に対する信頼性は後に低下しました。

²³⁹ Pu( ¹⁸ O,xn) ^257−xいいえ (x=5)

^{この反応は、 252} No. の SF 崩壊特性を研究する目的で、1970 年に FLNR で研究されました。

²³⁹ Pu( ¹⁶ O,xn) ^255−xいいえ

この反応は 1958 年に FLNR で初めて研究されました。チームは半減期30 秒で^253,252,251 102に割り当てられた約 8.8 MeV のアルファ粒子を測定することができました。1960 年に再度行った調査は失敗し、最初の結果はおそらくバックグラウンド効果に関連していると結論付けられました。

²⁴³ Am( ¹⁵ N,xn) ^258−xいいえ (x=4)

この反応は 1966 年に FLNR で研究されました。研究チームは化学技術を使用して²⁵⁰ Fm を検出し、その半減期がバークレーが推定親核種²⁵⁴ No.に対して報告した 3 秒よりも大幅に長いことを決定しました。同年後半のさらなる研究では、半減期が30～40 秒の 8.1 MeV アルファ粒子が測定されました。

²⁴³ Am( ¹⁴ N,xn) ^257−xいいえ

この反応は 1966 年に FLNR で研究されました。N-15 ビームを使用したときに検出された 8.1 MeV アルファ粒子は検出できませんでした。

²⁴¹ Am( ¹⁵ N,xn) ^256−xいいえ (x=4)

²⁵² Noの崩壊特性は1977 年にオークリッジで調査されました。チームは半減期を 2.3 秒と計算し、SF 分岐を 27% と測定しました。

²⁴⁸ Cm( ¹⁸ O,αxn) ^262−xいいえ (x=3)

^{この反応を利用した新しい同位体259} Noの合成は、1973 年に LBNL から報告されました。

²⁴⁸ Cm( ¹³ C,xn) ^261−xいいえ (x=3?,4,5)

この反応は 1967 年に LBNL で初めて研究されました。新しい同位体²⁵⁸ No、²⁵⁷ No、^{256 No が 3-5n チャネルで検出されました。この反応は 1970 年に繰り返され、 257} No のさらなる崩壊データが得られました。

²⁴⁸ Cm( ¹² C,xn) ^260−xいいえ (4,5?)

この反応は、1967 年に LBNL でノーベリウム同位体の独創的な研究で研究されました。この反応は、1990 年に LBNL で²⁵⁶ No. の SF を研究するために使用されました。

²⁴⁶ Cm( ¹³ C,xn) ^259−xいいえ (4?,5?)

この反応は、1967 年に LBNL でノーベリウム同位体に関する画期的な研究の中で研究されました。

²⁴⁶ Cm( ¹² C,xn) ^258−xいいえ (4,5)

この反応は、1958年にLBNLの科学者らが5%の²⁴⁶ Cmキュリウム標的を用いて研究した。彼らは、4nチャネルから生じる3秒の^{254 No親放射能に関連する、 250} Fmからの7.43 MeVの崩壊を測定することができた。3秒の放射能は後に、標的の主要成分である²⁴⁴ Cmとの反応で生じた²⁵² Noに再割り当てされた。しかし、当時は未知であった汚染物質^250m Fmによるものではないと証明することはできなかった。1959年のその後の研究では、半減期が3秒で30%のSF分岐を持つ8.3 MeVのアルファ粒子が生成された。これは当初²⁵⁴ Noに割り当てられ、後に標的の²⁴⁴ Cm成分との反応で生じた²⁵² Noに再割り当てされた。この反応は 1967 年に再研究され、²⁵⁴ No と²⁵³ No に割り当てられた活性が検出されました。

²⁴⁴ Cm( ¹³ C,xn) ^257−xいいえ (x=4)

この反応は、1957 年にストックホルムのノーベル研究所で初めて研究されました。科学者は、半減期が 10 分の 8.5 MeV アルファ粒子を検出しました。この放射能は、²⁵¹ No または²⁵³ No に割り当てられました。結果は後にバックグラウンドとして却下されました。この反応は、1958 年に LBNL の科学者によって繰り返されましたが、8.5 MeV アルファ粒子を確認することができませんでした。この反応は、1967 年に LBNL でさらに研究され、²⁵³ No に割り当てられる放射能が測定されました。

²⁴⁴ Cm( ¹² C,xn) ^256−xいいえ (x=4,5)

この反応は、1958年にLBNLの科学者らが95% ²⁴⁴ Cmキュリウムターゲットを使用して研究した。彼らは、反応( ²⁴⁶ Cm,4n)から生じた3秒の^{254 No親放射能に関連する、 250 Fmからの7.43 MeVの崩壊を測定することができた。3秒の放射能は後に、反応( 244 Cm,4n)から生じた252} Noに再割り当てされた。しかし、当時は未知であった汚染物質^250m Fmによるものではないと証明することはできなかった。1959年のその後の研究では、半減期が3秒で30% SF分岐を持つ8.3 MeVのアルファ粒子が生成された。これは当初²⁵⁴ Noに割り当てられ、後にターゲット内の^{244 Cm成分との反応から生じた252} Noに再割り当てされた。この反応は 1967 年に LBNL で再研究され、²⁵¹ No に割り当てられた新しい活性が測定されました。

²⁵² Cf( ¹² C,αxn) ^260−xいいえ (x=3?)

この反応は、1961 年に LBNL で元素 104の探索の一環として研究されました。半減期が 15 秒の 8.2 MeV アルファ粒子が検出されました。この活動は Z=102 同位体に割り当てられました。その後の研究で、カリホルニウム標的の²⁵² Cf 成分の α3n チャネルに起因する可能性が高い、 ²⁵⁷ Noへの割り当てが示唆されました。

²⁵² Cf( ¹¹ B,pxn) ^262−xいいえ (x=5?)

この反応は、1961 年に LBNL で元素 103の探索の一環として研究されました。半減期が 15 秒の 8.2 MeV アルファ粒子が検出されました。この活動は Z=102 同位体に割り当てられました。その後の研究で、カリホルニウム標的の²⁵² Cf 成分の p5n チャネルに起因する可能性が高い、 ²⁵⁷ Noへの割り当てが示唆されました。

²⁴⁹ Cf( ¹² C,αxn) ^257−xいいえ (x=2)

この反応は、1970 年に LBNL で^{255 No の研究で初めて研究されました。1971 年にはオークリッジ研究所で研究されました。彼らは255} Noからの同時 Z=100 K X 線を測定することができ、この元素の発見を確認しました。

ノーベリウムの同位体は、より重い元素の崩壊でも特定されています。これまでの観察結果は、以下の表にまとめられています。

ノーベリウムの放射性同位体は12種類存在し、最も安定しているのは半減期が 58 分の²⁵⁹ Noです。まだ知られていない²⁶¹ No と^{263 No については、より長い}半減期が予想されています。これまでに、 ²⁵³ Noには異性体レベルが、²⁵⁰ No、²⁵² No、²⁵⁴ Noには K 異性体が見つかっています。

同位体発見の年表

²⁵⁴いいえ

K 異性体の研究は最近、ユヴァスキュラ大学物理学研究所 (JYFL) の物理学者によって行われました。彼らは、以前に報告された K 異性体を確認し、2 番目の K 異性体を検出しました。彼らは、 2 つの K 異性体に8 ⁻と 16 ^+のスピンとパリティを割り当てました。

²⁵³いいえ

1971 年、ベミスらは²⁵⁷ Rfの崩壊から半減期31 秒で崩壊する異性体レベルを特定することができました。これは 2003 年に GSI で²⁵⁷ Rfの崩壊も研究することで確認されました。同年、FLNR から、M2 ガンマ放出によって基底状態に崩壊する、わずかに長い半減期 43.5 秒というさらなる裏付けが得られました。

²⁵²いいえ

^{GSI による偶偶同位体の K 異性体に関する最近の研究では、 252}番に半減期 110 ms の K 異性体が検出されました。この異性体には、スピンおよびパリティ 8 ⁻が割り当てられました。

²⁵⁰いいえ

2003 年、FLNR の科学者は、SF によって半減期 54 μs で崩壊する²⁴⁹ No を合成できたと報告しました。2006 年に ANL の科学者が行ったさらなる研究では、この活性は実際には²⁵⁰ No の K 異性体によるものであることが示されました。基底状態の異性体も、半減期が 3.7 μs と非常に短いことが検出されました。

以下の表は、ノーベ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。

以下の表は、ノーベ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。

2003年、FLNRの科学者は、ノーベリウムの最も軽い同位体である^{249 Noを発見したと主張した。しかし、その後の研究で、54μsの核分裂活動は250} Noの励起状態から発生したことが示された。 ^[15]この同位体の発見は2020年に報告されたが、その崩壊特性は2003年の主張とは異なっていた。^[2]

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  • アウディ、ジョルジュ。ベルシヨン、オリヴィエ。ジャン・ブラショー。Wapstra、Aaldert Hendrik (2003)、「核および崩壊特性の NUBASE 評価」、核物理学 A、729 : 3–128、Bibcode :2003NuPhA.729....3A、doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11。 001
• 半減期、スピン、異性体データは、以下のソースから選択されています。
  • アウディ、ジョルジュ。ベルシヨン、オリヴィエ。ジャン・ブラショー。Wapstra、Aaldert Hendrik (2003)、「核および崩壊特性の NUBASE 評価」、核物理学 A、729 : 3–128、Bibcode :2003NuPhA.729....3A、doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11。 001
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