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レントゲン（111 Rg）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。最初に合成された同位体は1994年の272 Rgで、これは唯一の直接合成同位体でもあります。他のすべては重い元素の崩壊生成物です。質量数が272、274、278–282の7つの放射性同位体が知られています。最も長寿命の同位体は半減期が約2分の282 Rg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す。
- ^ 崩壊のモード:
- ^ # – # 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、278 Nhの崩壊生成物として発生する。
- ^直接合成されず、 282 Nhの崩壊生成物として生じる。
- ^ 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、 287 Fl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。未確認
同位体と核特性
元素合成
レントゲンのような超重元素は、より軽い元素を粒子加速器で照射して核融合反応を誘発することによって生成される。レントゲンの最も軽い同位体であるレントゲン272はこの方法で直接合成できるが、それより重いレントゲン同位体はすべて、原子番号が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「ホット」または「コールド」に分類できます。ホット核融合反応では、非常に軽く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、数個（3～5個）の中性子を蒸発させます。[9]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く（約 10～20 MeV）、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個または2個の中性子の放出のみが必要になるため、より中性子に富んだ生成物が生成されます。[8]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す（コールド核融合を参照）。[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
1994年にGSIチームが初めてレントゲンの合成に成功する前、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を衝突させてレントゲンの合成を試みていた。レントゲン原子は確認されなかった。施設をアップグレードした後、GSIチームは発見実験で272 Rgの原子3個を検出することに成功した。 [11] 2002年にさらに3個の原子が合成された。 [12]レントゲンの発見は、2003年に理化学研究所のチームが272 Rgの原子14個の崩壊を測定した際に確認された。[13]
同じレントゲン同位体は、ローレンス・バークレー国立研究所(LBNL)のアメリカのチームによっても次の反応から観測されました。
- 208
82鉛
+65
29銅
→272
111RG
+
ん
この反応は、常温核融合反応における奇数原子番号の発射体に関する研究の一環として行われた。[14]
205 Tl( 70 Zn,n) 274 Rg反応は2004年に理化学研究所チームによって試みられ、その親核種278 Nhの発見を確実にするために2010年に繰り返された。[15]
- 205
81TL
+70
30亜鉛
→274
111RG
+
ん
タリウムターゲットの弱さのため、 274 Rgの原子を検出することはできなかった。[15]
崩壊生成物として
レントゲン272を除くレントゲンの同位体は、ニホニウム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。ニホニウムには現在6つの同位体が知られており、さらに2つは未確認である。それらはすべてアルファ崩壊して、質量数が274から286のレントゲン核になる。親ニホニウム核は、モスコビウムやテネシン、および（未確認の分岐を介して）フレロビウムやリバモリウムの崩壊生成物である可能性がある。[19]たとえば、2010年1月、ドゥブナチーム（JINR）は、アルファ崩壊シーケンスを介してテネシンの崩壊の最終生成物としてレントゲン281を特定した。[16]
- 293
117Ts
→289
115マック
+4
2彼 - 289
115マック
→285
113んー
+4
2彼 - 285
113んー
→281
111RG
+4
2彼
核異性体
- 274 RG
278 Nhの崩壊系列では、 274 Rgの2つの原子が観測されている。これらはアルファ放出によって崩壊し、異なるエネルギーのアルファ粒子を放出し、異なる寿命を持つ。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] [検証に失敗した]
- 272 RG
272 Rg から放出された 11.37、11.03、10.82、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 ミリ秒と測定しましたが、理化学研究所の最近のデータでは半減期は 3.8 ミリ秒となっています。矛盾するデータは核異性体によるものと考えられますが、現在のデータでは確実な割り当てを行うには不十分です。[11] [13]
同位体の化学収量
常温核融合
以下の表は、レントゲン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。 σ = 断面
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