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| 理論的要素 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| ウンビヘキシウム | ||||||
| 発音 | / ˌ uː n b aɪ ˈ h ɛ k s i ə m / ( OON -by- HEK -see -əm ) | |||||
| 別名 | 元素番号126、エカプルトニウム | |||||
| 周期表におけるウンビヘキシウム | ||||||
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| 原子番号 ( Z ) | 126 | |||||
| グループ | g ブロック グループ(番号なし) | |||||
| 期間 | 期間 8 (理論、拡張表) | |||||
| ブロック | Gブロック | |||||
| 電子配置 | 予測は様々です。本文をご覧ください | |||||
| 物理的特性 | ||||||
| STPでの フェーズ | 未知 | |||||
| 原子特性 | ||||||
| 酸化状態 | 共通: (なし) (+4), (+6), (+8) [1] | |||||
| その他のプロパティ | ||||||
| CAS番号 | 54500-77-5 | |||||
| 歴史 | ||||||
| ネーミング | IUPAC 体系元素名 | |||||
ウンビヘキシウムは、元素番号126、エカプルトニウムとしても知られる仮説上の化学元素であり、原子番号は126、仮記号はUbhである。ウンビヘキシウムとUbhは、元素が発見され、確認され、恒久的な名前が決定されるまでの、それぞれ暫定的なIUPAC名と記号である。周期表では、ウンビヘキシウムはgブロック超アクチノイドであり、第8周期の8番目の元素であると予想されている。ウンビヘキシウムは、原子核物理学者の間で、特に超重元素の特性をターゲットにした初期の予測において注目を集めている。126は安定島の中心近くにある陽子の魔法数である可能性があり、特に中性子の魔法数でもある可能性がある310 Ubhまたは354 Ubhの半減期が長くなるためである。[2]
1971 年に初めてウンビヘキシウムの合成が試みられ、その後数年間にわたり自然界での探索が行われた。いくつかの観察結果が報告されているものの、最近の研究ではこれらの実験の感度が不十分であったことが示唆されており、そのため、ウンビヘキシウムは自然界でも人工的にも発見されていない。ウンビヘキシウムの安定性の予測はモデルによって大きく異なり、安定の島はむしろコペルニシウムやフレロビウムに近い、より低い原子番号にあるのではないかと示唆するモデルもある。
ウンビヘキシウムは化学的に活性な超アクチニドであると予測されており、+1 から +8 までのさまざまな酸化状態を示し、プルトニウムのより重い同族体である可能性があります。5g、6f、7d、および 8p 軌道のエネルギーレベルの重なりも予想され、この元素の化学的性質の予測を複雑にします。
導入
超重原子核の合成
超重原子核[a] は、大きさの異なる 2 つの原子核[b]を 1 つに結合する核反応で生成されます。大まかに言えば、2 つの原子核の質量の不等性が大きいほど、2 つの原子核が反応する可能性が高くなります。[8]重い原子核でできた物質をターゲットにして、軽い原子核のビームを照射します。2 つの原子核は、十分に接近した場合にのみ 1 つに融合します。通常、原子核 (すべて正に帯電) は、静電反発力により互いに反発します。強い相互作用はこの反発力を克服できますが、原子核から非常に短い距離に限られます。そのため、ビーム原子核は大幅に加速され、ビーム原子核の速度に比べて反発力が重要ではなくなるようにします。[9]ビーム原子核を加速するためにビーム原子核に加えられるエネルギーにより、ビーム原子核は光速の10 分の 1 ほどの速度に達することもあります。しかし、エネルギーが多すぎるとビーム核が崩壊する可能性がある。[9]
2 つの原子核が融合するには、十分に近づくだけでは十分ではありません。2 つの原子核が互いに近づくと、通常は 10 −20 秒ほど一緒に留まり、その後、単一の原子核を形成するのではなく、離れていきます (反応前と同じ構成である必要はありません)。[9] [10]これは、単一の原子核の形成を試みている間に、静電反発によって形成されつつある原子核が引き裂かれるためです。[9]ターゲットとビームの各ペアは、その断面積によって特徴付けられます。断面積とは、2 つの原子核が互いに接近した場合に融合が起こる確率を、融合が起こるために入射粒子が衝突しなければならない横断面積で表したものです。[c]この融合は、原子核が静電反発を通り抜けることができる量子効果の結果として起こる可能性があります。2 つの原子核がその段階を過ぎても近くに留まることができれば、複数の原子核相互作用によってエネルギーの再分配とエネルギー平衡がもたらされます。[9]
| 外部ビデオ | |
|---|---|
 オーストラリア国立大学の計算に基づく失敗した核融合の可視化[12] |
結果として生じる合体は励起状態[13] （複合核と呼ばれる）であり、したがって非常に不安定である。[9]より安定した状態に到達するために、一時的な合体はより安定した核を形成せずに核分裂する可能性がある。 [14]あるいは、複合核は少数の中性子を放出し、励起エネルギーを奪う可能性がある。後者が中性子の放出に十分でない場合、合体はガンマ線を生成する。これは 最初の核衝突から約 10 −16秒後に発生し、より安定した核の生成につながる。 [14] IUPAC/IUPAP 合同作業部会（JWP）による定義では、化学元素は、その核が10 −14秒以内に崩壊していない場合にのみ発見されたと認識されるとされている。この値は、核が電子を獲得して化学的性質を示すのにかかる時間の推定値として選択された。[15] [d]
崩壊と検出
ビームはターゲットを通過し、次のチャンバーであるセパレーターに到達します。新しい原子核が生成された場合は、このビームとともに運ばれます。[17]セパレーターでは、新しく生成された原子核が他の核種（元のビームの核種と他の反応生成物）から分離され[e]、原子核を停止させる表面バリア検出器に転送されます。検出器には、衝突の正確な位置が記録され、そのエネルギーと到着時間も記録されます。[17]転送には約10 −6 秒かかります。検出されるためには、原子核はこの時間生き残らなければなりません。[20]崩壊が記録されると、原子核は再び記録され、崩壊の位置、エネルギー、および時間が測定されます。[17]
原子核の安定性は強い相互作用によってもたらされる。しかし、その範囲は非常に短く、原子核が大きくなるにつれて、最外殻核子（陽子と中性子）への影響は弱まる。同時に、原子核は陽子間の静電反発によって引き裂かれ、その範囲は制限されない。[21]強い相互作用によって提供される全結合エネルギーは核子数に比例して増加するのに対し、静電反発は原子番号の2乗に比例して増加する。つまり、後者はより速く増加し、重い原子核と超重い原子核ではますます重要になる。[22] [23]そのため、超重原子核は理論的に予測されており[24]、これまでに[25 ]、そのような反発によって引き起こされる崩壊モード、すなわちアルファ崩壊と自発核分裂によって主に崩壊することが観測されている。[f]ほぼすべてのアルファ放射体は210個以上の核子を持ち、[27]主に自発核分裂を起こす最も軽い核種は238個の核子を持つ。[28]どちらの崩壊モードでも、核子はそれぞれのモードに対応するエネルギー障壁によって崩壊が抑制されるが、トンネルを通り抜けることはできる。[22] [23]
アルファ粒子は、核子あたりの質量が小さいため、アルファ粒子が原子核から離れるための運動エネルギーとして使用できる程度のエネルギーが残るため、放射性崩壊でよく生成されます。[30]自発核分裂は、静電反発力によって原子核が引き裂かれることで発生し、同一の原子核が分裂するさまざまな事例でさまざまな原子核を生成します。[23]原子番号が増加すると、自発核分裂の重要性が急速に高まります。自発核分裂の部分半減期は、ウラン（元素番号92）からノーベリウム（元素番号102）にかけて23桁減少し、[31]トリウム（元素番号90）からフェルミウム（元素番号100）にかけては30桁減少します。[32]初期の液滴モデルでは、核子数が約280の原子核では核分裂障壁が消失するため、自発核分裂がほぼ瞬時に起こると示唆されていた。[23] [33]後の原子核殻モデルでは、核子数が約300の原子核は安定の島を形成し、その中では自発核分裂に対する抵抗力がより強くなり、主に半減期の長いアルファ崩壊を起こすと示唆された。[23] [33]その後の発見により、予測された島は当初の予想よりも遠い可能性があることが示唆された。また、長寿命アクチニドと予測された島の中間の原子核は変形し、殻効果からさらなる安定性を獲得することも示された。[34]より軽い超重核[35]や、予想される島核[31]に近い核の実験では、自発核分裂に対する安定性がこれまで予想されていたよりも高いことが示されており、核に対する殻効果の重要性が示されています。[g]
アルファ崩壊は放出されたアルファ粒子によって記録され、崩壊生成物は実際の崩壊の前に簡単に特定できます。そのような崩壊または一連の連続した崩壊によって既知の原子核が生成された場合、反応の元の生成物は簡単に特定できます。[h] (崩壊系列内のすべての崩壊が実際に互いに関連していることは、これらの崩壊の位置によって確立され、これらの崩壊は同じ場所でなければなりません。) [17]既知の原子核は、崩壊エネルギー (またはより具体的には、放出された粒子の運動エネルギー) などの崩壊の特定の特性によって認識できます。 [i]ただし、自発核分裂ではさまざまな原子核が生成物として生成されるため、元の核種をその娘核種から特定することはできません。[j]
超重元素の合成を目指す物理学者が利用できる情報は、検出器で収集された情報、つまり、粒子が検出器に到達した場所、エネルギー、時間、および崩壊の時間です。物理学者はこのデータを分析し、それが確かに新しい元素によって引き起こされたものであり、主張されている核種とは異なる核種によって引き起こされたはずがないという結論を出そうとします。多くの場合、提供されたデータは、新しい元素が確実に生成されたという結論を出すには不十分であり、観察された効果について他に説明はありません。データの解釈に誤りがあったのです。[k]歴史
合成の試み
ウンビヘキシウムを合成する最初で唯一の試みは、1971年にCERN（欧州原子核研究機構）のルネ・ビンボットとジョン・M・アレクサンダーによって高温核融合反応を用いて行われたが、失敗に終わった。[2] [46]
- 232
90の
+84
36クル
→316
126ウブ
* → 原子なし
高エネルギー（13-15 MeV）アルファ粒子が観測され、ウンビヘキシウムの合成の証拠として考えられた。その後のより高感度の失敗した実験は、この実験の10mbの感度が低すぎたことを示唆しており、したがって、この反応でウンビヘキシウム核が形成される可能性は非常に低いと判断された。[47]
自然発生の可能性
1976年にアメリカの複数の大学の研究者グループが行った研究では、半減期が5億年を超える原始超重元素、主にリバモリウム、ウンビクアディウム、ウンビヘキシウム、ウンビセプティウムが、鉱物の原因不明の放射線損傷（特に放射性ハロー）の原因である可能性があると提唱した。[49]このことがきっかけで、1976年から1983年にかけて多くの研究者が自然界でこれらの元素を探すことになった。カリフォルニア大学デービス校の教授トム・ケイヒルが率いるグループは1976年に、観察された損傷を引き起こすのに適切なエネルギーを持つアルファ粒子とX線を検出したと主張し、これらの元素、特にウンビヘキシウムの存在を裏付けた。他の研究者は何も検出されていないと主張し、原始超重原子核の提案された特性に疑問を呈した。[50]特に、彼らは、安定性を高めるために必要な魔法数N = 228が、ウンビヘキシウム中に中性子過剰の核を作り出し、ベータ崩壊に対して安定ではない可能性があると指摘したが、いくつかの計算では、 354ウンビヘキシウムはベータ崩壊に対して安定である可能性があることを示唆している。[51]この活動は、天然セリウムの核変換によって引き起こされる可能性も提案されており、この超重元素の観測主張にさらなる曖昧さをもたらしている。[52]
これらの調査では、ウンビヘキシウムが特に注目されている。安定島内に位置すると推測されているため、他の超重元素に比べて存在比が高くなる可能性があるからである。[48]天然に存在するウンビヘキシウムは、化学的にプルトニウムに類似していると予測されており、希土類鉱物バストネサイト中に原始的な244 Puとともに存在する可能性がある。[48]特に、プルトニウムとウンビヘキシウムは同様の原子価構成を持つと予測されており、その結果、ウンビヘキシウムは+4の酸化状態で存在することになる。したがって、ウンビヘキシウムが天然に存在する場合、セリウムやプルトニウムを蓄積するのと同様の技術を使用して抽出できる可能性がある。[48]同様に、ウンビヘキシウムは、化学的に類似している他のランタノイドやアクチノイドとともにモナザイト中に存在する可能性がある。 [52]しかし、原始的な244 Puの存在に関する最近の疑問により、これらの予測には不確実性が生じている。[53]なぜなら、バストネサイト中にプルトニウムが存在しない（またはごくわずかしか存在しない）ため、ウンビヘキシウムをより重い同族体として特定することができないからである。
今日の地球上に原始的超重元素がどの程度存在するかは不明である。たとえそれらがはるか昔に放射線障害を引き起こしたことが確認されたとしても、それらは今では痕跡量にまで崩壊しているか、あるいは完全に消滅している可能性がある。[54]また、そのような超重原子核が自然に生成されるかどうかも不明である。なぜなら、自発的核分裂が、ウンビヘキシウムなどの元素が形成されるずっと前に、質量数270から290の間で重元素形成の原因となるr過程を終了すると予想されるからである。[55]
最近の仮説では、プシビルスキーの星のスペクトルを、天然に存在するフレロビウム、ウンビニリウム、ウンビヘキシウムによって説明しようとしています。 [56] [57]
ネーミング
1979年のIUPAC勧告によれば、この元素は発見され、その発見が確認され、恒久的な名前が選ばれるまで、暫定的にウンビヘキシウム（記号Ubh ）と呼ばれるべきである。 [58]化学教室から上級教科書まで、あらゆるレベルの化学コミュニティで広く使用されているが、この勧告は超重元素について理論的または実験的に研究している科学者の間ではほとんど無視されており、彼らはそれを「元素番号126」と呼び、記号はE126、(126)、または126である。[59]一部の研究者はウンビヘキシウムをエカプルトニウムと呼んでいる。[60] [61]これはドミトリ・メンデレーエフが未知の元素を予測するために使用したシステムに由来する名前であるが、このような外挿は同族体が知られていないgブロック元素には機能しない可能性があり、エカプルトニウムはプルトニウムのすぐ下の元素を指す場合には元素番号146 [62]または元素番号148 [63]を指す。
将来の合成の展望
メンデレビウム以降のすべての元素は核融合蒸発反応で生成され、2002年に最も重い既知の元素であるオガネソンが発見され[64] [65]、最近では2010年にテネシンが発見されました。 [66]これらの反応は現在の技術の限界に近づいており、たとえばテネシンの合成には22ミリグラムの249 Bkと6か月間の強力な48 Caビームが必要でした。超重元素研究におけるビームの強度は、ターゲットと検出器を損傷することなく1秒あたり10 12 の発射体を超えることはできず、ますます希少で不安定なアクチニドターゲットを大量に製造することは非現実的です。[67]そのため、将来の実験は、合同原子核研究所（JINR）や理化学研究所 の超重元素工場（SHEファクトリー）などの施設で行われなければなりません。これらの施設では、検出能力が向上し、他の方法ではアクセスできない反応を可能にしながら、より長い時間実験を実行できます。[68]それでも、ウンビニリウム（120）やウンビウニウム（121）を超える元素を合成することは、予測される半減期が短く、予測される断面積が低いことを考えると、大きな課題となる可能性があります。[69]
ウンビヘキシウムを得るには、核融合蒸発法は現実的ではないと示唆されている。48 Caは原子番号118、あるいは119を超える元素の合成には使用できないため、唯一の選択肢は、原子番号を大きくするか、対称反応またはほぼ対称な反応を研究することである。[70]ある計算によると、 249 Cfと64 Niからウンビヘキシウムを生成するための断面積は、検出限界よりも9桁も低い可能性がある。このような結果は、より重い原子核との反応でウンビニリウムとウンビビウムが観測されないことや、実験的断面積限界からも示唆されている。[71] Z = 126が陽子閉殻を表す場合、複合核の生存確率が高くなり、 122 < Z < 126の核、特にN = 184の 閉殻近くの複合核を生成するには64Niの使用がより現実的になる可能性がある。 [72]しかし、断面積はまだ1 fbを超えない可能性があり、より感度の高い装置でのみ克服できる障害となる可能性がある。[73]
予測される特性
核の安定性と同位体
原子核殻モデルの拡張により、Z = 82 およびN = 126 (最も重い安定原子核208 Pb に相当)の次の魔法数はZ = 126 およびN = 184であると予測され、 310 Ubh が二重魔法数原子核の次の候補となった。これらの推測により、1957 年にはすでにウンビヘキシウムの安定性への関心が高まった。ガートルード・シャーフ・ゴールドハーバーは、ウンビヘキシウムの周辺、おそらくウンビヘキシウムを中心とする安定性が増す領域を予測した最初の物理学者の 1 人であった。[2]この「安定の島」という概念は、寿命の長い超重原子核から成り、1960 年代にカリフォルニア大学のグレン・シーボーグ教授によって普及した。 [76]
周期表のこの領域では、N = 184とN = 228が中性子閉殻として提案されており[77]、Z = 126を含む様々な原子番号が陽子閉殻として提案されている。[l]しかし、陽子殻閉鎖の移動または弱化の予測と二重魔力が失われる可能性があるため、ウンビヘキシウムの領域での安定化効果の範囲は不確かである。[77]より最近の研究では、安定の島は代わりにコペルニシウム（291 Cnと293 Cn）[70] [78]またはフレロビウム（Z = 114）のベータ安定同位体を中心とすると予測されており 、これによりウンビヘキシウムは島のかなり上に配置され、殻効果に関係なく半減期が短くなる。
以前のモデルでは、 310 Ubh付近の領域に、半減期が数百万年または数十億年のオーダーで、自発核分裂に抵抗性のある長寿命の核異性体が存在することが示唆されていました。 [79]しかし、1970年代初頭のより厳密な計算では矛盾する結果が得られました。現在では、安定の島は310 Ubhを中心としていないため、この核種の安定性は向上しないと考えられています。代わりに、310 Ubhは中性子が非常に不足しており、1マイクロ秒未満でアルファ崩壊と自発核分裂を起こしやすく、陽子ドリップライン上かそれを超えて位置している可能性さえあると考えられています。[2] [69] [74] 2016年に行われた288-339 Ubhの崩壊特性に関する計算では、これらの予測が裏付けられています。313 Ubhより軽い同位体（310 Ubhを含む）は確かにドリップラインを超えて陽子放出によって崩壊する可能性があり、313〜327 Ubhはアルファ崩壊してフレロビウムやリバモリウムの同位体に達する可能性があり、より重い同位体は自発核分裂によって崩壊する。[80]この研究と量子トンネルモデルは、 318 Ubhより軽い同位体のアルファ崩壊半減期が1マイクロ秒未満であると予測しており、実験的に特定することは不可能である。[80] [81] [m]したがって、 318〜327 Ubhの同位体は合成および検出される可能性があり、半減期が最大数秒のN〜198付近で核分裂に対する安定性が高まった領域を構成する可能性もある が、そのような安定性が高まった領域は他のモデルではまったく存在しない。[78]
非常に低い核分裂障壁（超重元素のクーロン反発力の大幅な増加により引き起こされる）と、その結果として 10 −18秒程度の核分裂半減期によって定義される「不安定性の海」が、さまざまなモデルで予測されている。1 マイクロ秒を超える半減期の安定性の正確な限界はさまざまであるが、核分裂に対する安定性はN = 184 およびN = 228 の殻閉鎖に大きく依存しており、殻閉鎖の影響を超えるとすぐに急激に低下する。[69] [74]ただし、中間同位体の核変形により魔法数がシフトすると、このような影響は軽減される可能性がある。[82]同様の現象が、変形した二重魔法核270 Hs でも観察されている。[83]このシフトにより、ベータ安定線上にある342 Ubhなどの同位体の半減期が、おそらく数日程度長くなる可能性がある。[82]球状核の2番目の安定の島は、354 Ubhを中心とし、より多くの中性子を持つウンビヘキシウム同位体に存在する可能性があり、ベータ安定線付近のN = 228同位体にさらなる安定性を与えている。 [74]当初、 354 Ubhの自発核分裂に対する半減期は39ミリ秒と短かったが、この同位体の部分アルファ半減期は18年と予測されていた。[2]最近の分析によると、閉殻が強力な安定化効果を持つ場合、この同位体の半減期は100年程度になる可能性があり、安定の島の頂点に位置する。[74]また、 Z = 126殻は比較的弱い、またはいくつかの計算ではまったく存在しないと予測されるため、 354 Ubhが二重魔法ではない可能性もある。これは、アンビヘキシウム同位体の相対的な安定性は、 Z = 126で安定化効果を持つかどうかわからない中性子殻の閉鎖のみによるものであることを示唆している。[51] [77]
化学薬品
ウンビヘキシウムは、スーパーアクチノイド系列の6番目の元素になると予想されている。プルトニウムとの類似点があるかもしれない。両元素とも希ガス核の上に8つの価電子を持っているからである。スーパーアクチノイド系列では、相対論的効果によりアウフバウ原理が破綻すると予想され、7d、8p、特に5gと6f軌道のエネルギーレベルの重なりが予想されるため、これらの元素の化学的および原子的特性の予測が非常に困難になる。[84]そのため、ウンビヘキシウムの基底状態の電子配置は、アウフバウから導かれる[Og] 5g 6 8s 2とは対照的に、 [Og] 5g 2 6f 2 7d 1 8s 2 8p 1 [85]または5g 1 6f 4 8s 2 8p 1 [86]になると予測されている。
他の初期の超アクチニド元素と同様に、ウンビヘキシウムは化学反応で8つの価電子すべてを失い、+8までのさまざまな酸化状態が可能になると予測されています。 [1] +2と+6に加えて、+4の酸化状態が最も一般的であると予測されています。[85] [62]ウンビヘキシウムは、四酸化物UbhO 4と六ハロゲン化物UbhF 6とUbhCl 6を形成できるはずであり、後者は2.68 eVというかなり強い結合解離エネルギーを持ちます。[87]計算によると、二原子UbhF分子はウンビヘキシウムの5g軌道とフッ素の2p軌道の間に結合を特徴とするため、ウンビヘキシウムは5g電子が結合に積極的に関与する元素として特徴付けられます。[60] [61]また、Ubh 6+（特にUbhF 6）とUbh 7+イオンは、それぞれ[Og] 5g 2と[Og] 5g 1の電子配置を持つと予測されていますが、これはUbt 4+とUbq 5+に見られる[Og] 6f 1配置とは対照的で、それらのアクチノイド同族体により類似しています。[1]既知の元素には基底状態でg軌道に電子を持つものがないため、5g電子の活動は、ウンビヘキシウムなどのスーパーアクチノイドの化学に予測が難しい新しい方法で影響を及ぼす可能性があります。[62]
参照
注記
- ^ 原子物理学では、原子番号が大きい元素は重い元素と呼ばれます。鉛（元素番号82）はそのような重い元素の一例です。「超重元素」という用語は、通常、原子番号が103を超える元素を指します（ただし、原子番号が100 [3]または112 [4]を超えるなどの他の定義もあります。この用語は、仮想の超アクチノイド系列の先頭に上限を置く「超アクチノイド」という用語と同等に提示されることもあります）。[5]「重同位体」（特定の元素）および「重原子核」という用語は、共通言語で理解できるもの、つまりそれぞれ（特定の元素の）高質量の同位体と高質量の原子核を意味します。
- ^ 2009年、オガネシアン率いるJINRのチームは、対称的な136 Xe + 136 Xe反応でハッシウムを生成しようとした結果を発表しました。彼らはそのような反応で単一の原子を観察することができず、核反応の確率の尺度である断面積の上限を2.5 pbとしました。[6]比較すると、ハッシウムの発見につながった208 Pb + 58 Feの反応の断面積は約20 pb（より正確には19 pb）でした。+19
-11 発見者らの推定によると、1億2,000万トンである。[7] - ^ ビーム粒子を加速するために加えられるエネルギーの量も、断面積の値に影響を与える可能性がある。例えば、28
14シ
+1
0ん
→28
13アル
+1
1p
反応断面積は12.3MeVでの370mbから18.3MeVでの160mbまで滑らかに変化し、13.5MeVで広いピークを示し、最大値は380mbである。[11] - ^ この数字は複合原子核の寿命の一般的に受け入れられている上限値でもある。[16]
- ^ この分離は、生成された核が未反応のビーム核よりもゆっくりとターゲットを通過することに基づいています。分離器には電場と磁場が含まれており、移動する粒子への影響は粒子の特定の速度で打ち消されます。[18]このような分離は、飛行時間測定と反跳エネルギー測定によっても支援され、この2つを組み合わせることで核の質量を推定できる場合があります。[19]
- ^ すべての崩壊モードが静電反発によって引き起こされるわけではない。例えば、ベータ崩壊は弱い相互作用によって引き起こされる。[26]
- ^ 1960年代にはすでに、原子核の基底状態はエネルギーと形状が異なり、核子の特定の魔法数が原子核のより高い安定性に対応していることが知られていました。しかし、超重原子核は変形しすぎて原子核構造を形成できないため、原子核構造は存在しないと想定されていました。[31]
- ^ 原子核の質量は直接測定されるのではなく、別の原子核の質量から計算されるため、このような測定は間接的と呼ばれます。直接測定も可能ですが、ほとんどの場合、超重原子核では利用できません。[36]超重原子核の質量の最初の直接測定は、2018年にLBNLで報告されました。[37]質量は、転送後の原子核の位置から決定されました（転送は磁石の存在下で行われたため、位置は原子核の軌道を決定するのに役立ちます。軌道は原子核の質量電荷比に関連しています）。[38]
- ^ 崩壊が真空中で起こった場合、崩壊前後の孤立系の全運動量は保存されなければならないため、娘核も小さな速度を受ける。2つの速度の比、したがって運動エネルギーの比は、2つの質量の比に反比例する。崩壊エネルギーは、アルファ粒子の既知の運動エネルギーと娘核の運動エネルギーの合計（前者の正確な分数）に等しい。[27]計算は実験にも当てはまるが、違いは崩壊後に核が検出器に結び付けられているため動かないことである。
- ^自発核分裂はソ連の物理学者 ゲオルギー・フレロフ[39]によって発見された。彼はJINRの指導的科学者であり、そのためこの施設の「趣味」だった。[40]対照的に、LBLの科学者たちは、核分裂に関する情報は元素の合成を主張するには不十分であると信じていた。彼らは、複合核が陽子やアルファ粒子のような荷電粒子ではなく中性子だけを放出したと立証するのが困難であったため、自発核分裂は新元素の特定に使用できるほど十分に研究されていないと信じていた。[16]そのため、彼らは連続的なアルファ崩壊によって新しい同位体を既知の同位体に結び付けることを好んだ。[39]
- ^ 例えば、元素番号102は1957年にスウェーデンのストックホルム県ストックホルムのノーベル物理学研究所で誤って特定された。[41]この元素が作られたという決定的な主張は以前にはなく、この元素はスウェーデン、アメリカ、イギリスの発見者によってノーベリウムと名付けられた。後にこの特定は誤りであることが判明した。[42]翌年、RLはスウェーデンの結果を再現することができず、代わりにこの元素の合成を発表したが、この主張も後に反証された。[42] JINRは自分たちが最初にこの元素を作ったと主張し、この新元素にジョリオチウムという独自の名前を提案した。[43]ソビエトの名前も受け入れられなかった（JINRは後に元素番号102の命名を「性急」と呼んだ）。[44]この名前は、1992年9月29日に署名された元素の発見の優先権に関する裁定に対する書面による回答の中でIUPACに提案されました。 [44]「ノーベリウム」という名前は広く使用されているため変更されませんでした。[45]
- ^ 原子番号114、120、122、124も、さまざまなモデルで閉じた陽子殻として提案されている。
- ^ このような原子核が合成され、一連の崩壊信号が記録される可能性はありますが、1 マイクロ秒より速い崩壊は、特に複数の未確認の原子核が形成され、一連の類似したアルファ粒子を放出する場合、後続の信号と重なり合って区別がつかなくなる可能性があります。検出器に到達する前に崩壊する超重原子核はまったく記録されないため、主な困難は、崩壊を正しい親原子核に帰属させることです。
参考文献
- ^ abc Pyykkö, Pekka (2011). 「原子とイオンのディラック・フォック計算に基づく、Z ≤ 172 までの周期表の提案」.物理化学化学物理学. 13 (1): 161–8. Bibcode :2011PCCP...13..161P. doi :10.1039/c0cp01575j. PMID 20967377.
- ^ abcde Bemis, CE; Nix, JR (1977). 「超重元素 - 展望における探求」(PDF) .原子核および粒子物理学に関するコメント. 7 (3): 65–78. ISSN 0010-2709.
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