レントゲニウム （111 Rg）は合成元素 であるため、標準原子量 は与えられていません。すべての合成元素と同様に、安定同位体 は存在しません。最初に合成された同位体は1994年の 272 Rgで、これは直接合成された唯一の同位体でもあります。他の同位体はすべて、より重い元素の崩壊生成物です。既知の 放射性同位体 は7つあり、質量数は272、274、278～282です。最も寿命の長い同位体は282 Rgで、半減期 は約2分ですが、未確認の283 Rgと286 Rgは、それぞれ約5.1分と10.7分と、より長い半減期を持つ可能性があります 。
同位体のリスト
↑ （－ 不確かさ（1σ） ↑ # – # でマークされた原子質量: 値と不確実性は、純粋に実験データからではなく、少なくとも部分的には質量表面 (TMS) の傾向から導き出されています。 ↑ 崩壊の様式： ↑ # – # 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の核種 (TNN) の傾向から導き出されたものです。 ↑ 直接合成されず、 278Nh の崩壊生成物 として存在する。 ↑ 直接合成されず、 282Nh の崩壊生成物として存在する。 ↑ 直接合成されず、 287 Mcの崩壊系列で発生する。 ↑ 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 の崩壊連鎖で発生する ↑ 直接合成されるものではなく、 294 Ts の崩壊連鎖で発生する。 ↑ 直接合成されたものではなく、287Flの崩壊系列で発生する。 未確認。 ↑ 直接合成されず、 290 Flと 294 Lv の崩壊系列で発生する
同位体と核特性
核合成 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。レントゲニウムの最も軽い同位体であるレントゲニウム272はこのように直接合成できるが、より重いレントゲニウム同位体はすべて 、原子番号 の大きい元素の崩壊生成物としてのみ観測されている。[ 8 ]
関与するエネルギーに応じて、核融合反応は「高温」または「低温」に分類されます。高温核融合反応では、非常に軽く高エネルギーの入射粒子が非常に重い標的（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 ）の複合核が生成され、それが核分裂するか、数個（3～5個）の中性子を蒸発させる可能性があります。[ 9 ] 基底状態 に冷却されるにつれて、1個または2個の中性子の放出のみを必要とするため、より中性子過剰な生成物が生成されます。[ 8 ] 低温核融合 を参照）。[ 10 ]
以下の表には、Z=111の複合核を形成するために使用できる標的と発射体のさまざまな組み合わせが示されています。
常温核融合 1994年にGSI チームがレントゲニウムの合成に初めて成功する以前、ロシアのドゥブナ にある合同原子核研究所 のチームも1986年にビスマス209にニッケル64を照射してレントゲニウムの合成を試みたが、レントゲニウム原子は検出されなかった。GSIのチームは施設のアップグレード後、発見実験で272Rgの原子3個を検出することに成功した。[ 11 ] 2002 [ 12 ] 2003年に理化学研究所 のチームが272Rg の原子14個の崩壊を測定したことで、レントゲニウムの発見が確認された。[ 13 ]
同じレントゲニウム同位体は、ローレンス・バークレー国立研究所 （LBNL）のアメリカ人チームによって、以下の反応からも観測された。
208 82 65 29 272 111 n この反応は、低温核融合反応における奇数原子番号 の入射粒子の研究の一環として行われた。[ 14 ]
205 Tl ( 70 Zn,n) 274 Rg 反応は、2004 年に理化学研究所のチームによって試みられ、その親 278 Nhの発見を確実にするために 2010 年に繰り返されました: [ 15 ]
205 81 70 30 274 111 n タリウム ターゲットの弱さのため、 274Rg の原子を検出できなかった。[ 15 ]
崩壊生成物として
レントゲニウムの同位体は、レントゲニウム-272を除いてすべて、ニホニウム などの原子番号 の大きい元素の崩壊系列でのみ検出されています。ニホニウムには現在6つの既知の同位体があり、さらに2つ未確認です。それらはすべてアルファ崩壊を起こして、質量数が274から286の間のレントゲニウム原子核になります。親ニホニウム原子核は、モスコビウム とテネシン 、および（未確認の分岐を介して）フレロビウム とリバモリウム の崩壊生成物である可能性があります。[ 19 ] JINR ）は、アルファ崩壊系列を介してテネシンの崩壊の最終生成物としてレントゲニウム-281を特定しました。[ 16 ]
293 117 289 115 4 2 289 115 285 113 4 2 285 113 281 111 4 2
核異性 274 Rg278 Nhの崩壊系列で 274 Rgの原子が 2 つ観測されている。これらはアルファ 崩壊し、異なるエネルギーのアルファ粒子を放出し、寿命も異なる。さらに、2 つの崩壊系列全体が異なっているように見える。これは 2 つの核異性体の存在を示唆しているが、さらなる研究が必要である。[ 18 ]
272 Rg272 Rg から放出された 11.37、11.03、10.82、および 10.40 MeV のエネルギーを持つ4 つのアルファ粒子 が検出されました。GSI は272 Rg の半減期を 1.6 ms と測定しましたが、RIKEN の最近のデータでは半減期が 3.8 ms となっています。この矛盾するデータは核異性体によるものかもしれませんが、現在のデータでは確固たる割り当てを行うには不十分です。[ 11 ] [ 13 ]
同位体の化学収率
常温核融合 下の表は、レントゲニ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ています。+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 下記の表は、さまざまな標的と入射粒子の組み合わせについて、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計算によって得られたものである。最も高い収量が期待されるチャネルが示されている。
DNS = 二核システム。 σ = 断面
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