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| 理論的要素 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| アンビクアディウム | ||||||
| 発音 | / ˌ uː n b aɪ ˈ k w ɒ d i ə m / ( OON -by- KWOD -ee-əm ) | |||||
| 別名 | 元素番号124、エカウラン | |||||
| 周期表におけるアンビクアジウム | ||||||
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| 原子番号 ( Z ) | 124 | |||||
| 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) (+6) [1] | |||||
| その他のプロパティ | ||||||
| CAS番号 | 54500-72-0 | |||||
| 歴史 | ||||||
| ネーミング | IUPAC体系元素名 | |||||
アンビクアジウムは、元素番号124またはエカウランとしても知られる仮説上の化学元素で、仮記号Ubq、原子番号124です。アンビクアジウムとUbq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名と記号です。周期表では、アンビクアジウムはgブロック スーパーアクチノイドであり、第8周期の6番目の元素であると予想されています。アンビクアジウムは、安定島内にある可能性があるため、特に中性子の魔法数（184） を持つと予測される308 Ubqの場合、半減期が長くなる可能性があるため、注目を集めています。
数回の探索にもかかわらず、ウンビクアジウムは合成されておらず、天然同位体の存在も発見されていない。ウンビクアジウムの合成は、より軽い未発見元素の合成よりもはるかに困難であると考えられており、安定島がこの領域で予測されるよりも強力な安定化効果を持っていない限り、核不安定性によりウンビクアジウムの特定がさらに困難になる可能性がある。
スーパーアクチニド系列の一員として、ウンビクワディウムは、おそらくより軽い同族元素である ウランといくらか類似点を持つと予想される。ウンビクワディウムの価電子は、化学反応にかなり容易に関与すると予想されるが、相対論的効果がその特性の一部に大きく影響する可能性がある。例えば、電子配置は、アウフバウ原理によって予測されるものとはかなり異なると計算されている。
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。[7]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。[8]ビーム原子核を加速するために適用さ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。[8]
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)。[8] [9]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。[8]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。[8]
| 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[11] |
結果として生じる合体は励起状態[12] （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。[8]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。 [13]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。 [13] 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。[14] [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。[16]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。[16]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。[19]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。[16]
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。[20]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とともに直線的に増加するのに対し、静電反発は原子番号の2乗とともに増加する。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にとってますます重要になる。[21] [22]そのため、超重原子核は理論的に予測されており[23]、これまでに観測されている[24] 。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が優勢である。[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、[26]主に自発核分裂を起こす最も軽い核種の核子数は238個である。[27]どちらの崩壊モードでも、核子は各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。[21] [22]
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。[29]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場合でも、さまざまな原子核が生成されます。[22]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、[30]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。[31]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。[22] [32]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。[22] [32]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。[33]より軽い超重核[34]や、予想される島核[30]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。) [16]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
完全な原子核殻（または、同等に、陽子または中性子の魔法数）は、安定島の中心に近づくにつれて超重元素の原子核にさらなる安定性を与える可能性があるため、元素番号124またはそれに近い元素の合成により、島内の寿命の長い原子核が占められると考えられました。GANIL（Grand Accélérateur National d'Ions Lourds）の科学者は、この領域での殻効果を調べ、次の球状陽子殻を特定するために、 Z = 114、120、および124の元素の複合核の直接および遅延核分裂を測定しようとしました。2006年に、チームは天然ゲルマニウムターゲットにウランイオンを衝突させる反応の結果を提供し、2008年に完全な結果を発表しました。[45]
- 238
92あなた
+ナット
32ゲ
→308,310,311,312,314
ウブク
* →核分裂
研究チームは、半減期が 10 −18秒を超える複合核分裂を特定できたと報告した。この結果は、Z = 124 で強力な安定化効果があることを示唆しており、次の陽子殻は、これまで考えられていたZ = 114 ではなく、Z > 120 にあることを示唆している。複合核とは、核子が緩やかに結合したもので、まだ核殻に整列していない。内部構造はなく、標的核と入射核の衝突力によってのみ結合している。核子が核殻に整列するには約 10 −14 秒かかると推定されており、この時点で複合核は核種になる。この数字は、主張されている同位体が発見されたと認識される可能性のある最小半減期としてIUPACによって使用されている。したがって、GANIL 実験は元素 124 の発見とはみなされない。[45]
複合原子核312 124の核分裂は、2006年にイタリアのレグナーロ国立研究所のタンデムALPI重イオン加速器でも研究された。[46]
- 232
90の
+80
34セ
→312
ウブク
* →核分裂
JINR（合同原子核研究所）で行われた以前の実験と同様に、核分裂片は132 Sn（Z = 50、N = 82）などの二重魔法核の周りに集まっており、超重核が核分裂でそのような二重魔法核を排出する傾向があることが明らかになりました。[47] 312 124複合核からの核分裂あたりの平均中性子数（より軽いシステムと比較して）も増加していることがわかりました。これは、より重い核が核分裂中により多くの中性子を放出する傾向が超重質量領域まで続いていることを裏付けています。[46]
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、リバモリウム、ウンビクアジウム、ウンビヘキシウム、ウンビセプティウムなどの原始的な超重元素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された。 [48]ウンビクアジウムは、おそらく同族のウランとともに、相対存在比10 −11で検出可能な量で自然界に存在することが示唆された。[49]このようなウンビクアジウム原子核は、半減期が非常に長いアルファ崩壊を起こしてフレロビウムまで減少し、フレロビウムは天然鉛中に同様の濃度（10 −11）で存在し、自発核分裂を起こすと考えられていた。[49] [50]これをきっかけに、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し始めた。カリフォルニア大学デービス校の教授トム・ケイヒル率いるグループは1976年に、観測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、これらの元素の存在を裏付けた。他のグループは、何も検出されていないと主張し、原始的超重原子核の提案された特性に疑問を呈した。[51]特に、彼らは、安定性を高めるために必要な魔法数N = 228は、アンビクワディウム中に中性子過剰の原子核を作り出し、ベータ安定ではないと主張した。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という提案もあり、この超重元素の観測主張にさらなる曖昧さをもたらした。[52]
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。[53]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、アンビクアジ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。[54]
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 ウンビクアジウム（記号Ubq ）と呼ばれるべきである。 [55]この勧告は、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、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、彼らはこれを「元素番号124」と呼び、記号はE124、(124)、または124である。[56]一部の研究者はウンビクアジウムをエカウランと呼んでいる。[50]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、既知の同族体が存在しないgブロック元素には機能しない可能性があり、エカウランは、ウランのすぐ下の元素を表すことを意図している場合には、元素番号144 [57]または146 [58]を指すことになる。
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[59] [60]が発見され、最近では2010年にテネシン[61]が発見されました。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。[62]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 の超重元素ファクトリー（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。これにより、検出能力が向上し、他の方法ではアクセスできない反応が可能になり、より長時間の実験が可能になります。[63]それでも、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、120番元素や121番元素を超えて継続することは大きな課題になると予想されます。 [64]
新たな超重元素の生成には、114～118番元素の発見に成功した48Caよりも重い原子核が必要となるが、これにはより対称的な反応が必要となり、これはあまり好ましくない。[ 65]したがって、 58Feと249Cf [64]または 251Cf標的との反応が最も有望であると考えられる。[66]様々な超重複合核の核分裂に関する研究により、48 Caと58 Feによって引き起こされる反応のダイナミクスは類似していることがわかっており、 58 Feの入射原子核はZ = 124、場合によっては125までの超重核の生成に有効である可能性があることを示唆している。 [62] [67]また、 251 Cfとの反応により、 N = 184殻閉鎖のすぐ上に、185個の中性子を持つ複合核309 Ubq*が生成される可能性もある 。このため、複合核は比較的高い生存確率と低い中性子分離エネルギーを持ち、1n–3nチャネルと比較的高い断面積を持つ同位体306–308 Ubqにつながると予測される。[66]これらのダイナミクスは、元素112～118の生成傾向が続くか、殻効果に関係なく核分裂障壁が予想よりも低くなると、断面積がはるかに低くなる可能性があり、自発核分裂（重要性が高まっている）に対する安定性が低下するため、非常に推測的です。 [64]それでも、 陽子数を増やすことで核種のチャートの陽子過剰側にあるN = 184殻に到達する可能性は長い間考えられてきました。すでに1970年には、ソ連の原子核物理学者ゲオルギー・フリョロフがプルトニウム標的に亜鉛の弾丸を衝突させてN = 184殻で元素124の同位体を生成することを提案しました。[68]
予測される特性
核の安定性と同位体
アンビクアディウムは、長寿命の超重原子核からなる理論上の領域である安定島の中心付近に位置する可能性があるため、研究者の関心を集めています。このような安定島は、カリフォルニア大学のグレン・シーボーグ教授によって初めて提唱され、[70]具体的には、元素番号 126 (アンビヘキウム) を中心とし、アンビクアディウムを含む近隣の元素を囲み、半減期が最大で 10 9年になる可能性がある安定領域を予測しました。[49]既知の元素では、最も重い原始元素であるウランの次に原子番号が増加するにつれて原子核の安定性が大幅に低下するため、原子番号が101 を超えるすべての観測された同位体は、半減期が 1 日未満で放射性崩壊します。ただし、原子番号110～114付近の核種の核の安定性はわずかに増加しており、これは安定島の存在を示唆しています。これは、超重質量領域で原子核殻が閉じる可能性があり、これらの元素のまだ発見されていない同位体のいくつかでは安定化効果により半減期が数年またはそれ以上になる可能性があるためである。[49] [65]まだ証明されていないが、オガネソンと同じくらい重い超重元素の存在は、そのような安定化効果の証拠を提供している。なぜなら、原子番号が約104を超える元素は、魔法数を無視したモデルでは非常に不安定だからである。[71]
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[72] 、 Z = 124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]安定の島は、これらの魔法数付近に位置する原子核の半減期が長いという特徴があるが、陽子殻閉鎖の弱化と二重魔法性の喪失の可能性が予測されているため、安定化効果の程度は不確かである。[72]より最近の研究では、安定の島はベータ安定 コペルニシウム同位体291 Cnと293 Cnを中心とすると予測されており[65] [73] 、これによりアンビクアジウムが安定の島より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。 2016 年に行われた非二価カドミウム同位体284～339 Ubqの崩壊特性に関する研究では、284～ 304 Ubq は陽子ドリップラインの外側にあるため陽子放出体となる可能性があり、305～323 Ubq はアルファ崩壊を起こし、一部の連鎖はフレロビウムまで達し、より重い同位体は自発核分裂によって崩壊すると予測されています。[74]これらの結果と量子トンネルモデルから得られた結果は、319 Ubqより軽い同位体では半減期が1ミリ秒を超えないことを予測しており、[75]また、309–314 Ubqでは、N = 184の殻のすぐ上にある不安定化効果により、半減期がサブマイクロ秒の範囲で特に 短くなると予測しています。これにより、検出器がマイクロ秒よりも短い時間間隔でアルファ崩壊から急速に連続する信号を区別できないため、現在の技術では多くの非二価クワディウム同位体の識別がほぼ不可能になっています。[64] [m]
超重原子核の自発核分裂半減期がますます短くなり、アルファ崩壊よりも核分裂が優位になる可能性も、おそらくアンビクアジウム同位体の安定性を決定するだろう。[64] [73]「不安定性の海」を構成する一部の核分裂半減期は、特に偶数-偶数核では対効果により非常に低い核分裂障壁の結果として10 −18 秒のオーダーになる可能性があるが、 N = 184およびN = 228での安定化効果により、 比較的長寿命の同位体が存在する可能性がある。[69] N = 184の場合、核分裂半減期は増加する可能性があるが、 308 Ubq での殻閉鎖にもかかわらず、アルファ半減期は依然としてマイクロ秒のオーダーかそれ以下になると予想される。安定の島がN = 198領域に移動する可能性があり 、その場合、全半減期は数秒のオーダーになる可能性がある[ 73]。これは、1マイクロ秒未満で核分裂する近隣の同位体とは対照的である。N = 228周辺の中性子過剰領域では、中性子数の 増加に伴ってアルファ半減期も増加すると予測されており、このような原子核の安定性は主にベータ安定線の位置と核分裂に対する抵抗に依存することを意味する。ロスアラモス国立研究所の物理学者P.モラーによる初期の計算では、 352 Ubq（N = 228）の全半減期は約67秒と推定されており、N = 228領域ではおそらく最長である。[49] [76]
化学薬品
アンビクワディウムはスーパーアクチニド系列の4番目の元素で、ウランに似ているはずです。両方の元素とも、希ガスコアの上に6つの価電子を持っています。スーパーアクチニド系列では、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、5g、6f、7d、および8p軌道の重なりが予想されます。したがって、アンビクワディ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 4 8s 2とは対照的に、 [ Og ] 6f 3 8s 2 8p 1 [77]または6f 2 8s 2 8p 2 [78]であると予測されます。この予測される軌道の重なりと、特にf軌道とg軌道の充填順序の不確実性により、これらの元素の化学的および原子的特性の予測は非常に困難になります。[79]
アンビクワディウムの予測される酸化状態の1つは+6であり、これはウランの既知の+6酸化状態と類似したハロゲン化物UbqX 6（X = ハロゲン）に存在する。[1]他の初期の超アクチノイドと同様に、アンビクワディウムの価電子の結合エネルギーは十分に小さいと予測されており、6つすべてが容易に化学反応に参加できるはずである。[57] Ubq 5+イオンの予測される電子配置は[Og] 6f 1である。[1]
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 [2]または112 [3]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）。[4]「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。[5]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、1000万部を超える。[6] - ^ 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。[10] - ^ この数字は複合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。[15]
- ^ 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。[17]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。[18]
- ^ 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。[25]
- ^ 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。[30]
- ^ 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。[35]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。[36]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）。[37]
- ^ 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（前者の正確な割合）に等しい。[26]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[38]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。[39]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。[15]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。[38]
- ^ 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。[40]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、この元素にはスウェーデン、アメリカ、イギリスの発見者によってノーベリウムという名前が付けられた。後にこの特定は誤りであることが判明した。[41]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。[41] 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。[42]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」だと述べた）。[43]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。 [43]「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。[44]
- ^ 原子番号114、120、122、126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.
- ^ Krämer, K. (2016). 「解説：超重元素」. Chemistry World . 2020年3月15日閲覧。
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