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ニホニウム( 113 Nh) は合成元素です。合成元素であるため、標準原子量を与えることはできず、すべての人工元素と同様に、安定同位体はありません。最初に合成された同位体は、2003 年に288 Mcの崩壊生成物として生成された284 Nh でした。最初に直接合成された同位体は、 2004 年の278 Nh でした。278 Nhから286 Nhまでの 6 つの放射性同位体と、未確認の287 Nh および290 Nhがあります。最も長寿命の同位体は、半減期が9.5 秒の 286 Nhです。
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:
- ^直接合成されず、 287 Mcの崩壊生成物として生じる
- ^直接合成されず、 288 Mcの崩壊生成物として生じる
- ^ 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
ニホニウムのような超重元素は、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。ニホニウムの同位体のほとんどはこの方法で直接合成できるが、より重い同位体の中には、より高い原子番号を持つ元素の崩壊生成物としてのみ観測されているものもある。[6]
関与するエネルギーに応じて、前者は「ホット」と「コールド」に分けられます。ホット核融合反応では、非常に軽くて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。[7]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。[6]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）。[8]
常温核融合
理化学研究所のチームがニホニウムを合成する前に、ドイツのダルムシュタットにある重イオン研究所の科学者も1998年にビスマス209に亜鉛70を衝突させてニホニウムを合成しようとした。2回に分けて反応を実施したが、ニホニウム原子は確認されなかった。[9]彼らは2003年に再び実験を繰り返したが、成功しなかった。[9] 2003年後半、理化学研究所の新興チームが効率的な装置GARISを使用して反応を試み、140 fbの限界に達した。2003年12月から2004年8月にかけて、彼らは「力ずく」に頼って8か月間反応を実行した。彼らは278 Nhの単一原子を検出することができた。[10]彼らは2005年にこの反応を数回繰り返し、2番目の原子を合成することに成功し、[11] 2012年には3番目の原子を合成した。[12]
以下の表には、Z = 113 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。
熱核融合
2006年6月、ドゥブナ・リバモア研究チームは、より軽い同位体である281Nhと282Nhおよびその崩壊生成物の探索において、加速されたカルシウム48原子核でネプツニウム-237標的を照射することにより、ニホニウムを直接合成し、 N = 162とN = 184における閉じた中性子殻の安定化効果についての知見を提供した。[13]
282Nhの原子2個が検出された。[13]
崩壊生成物として
ニホニウムは、モスコビウムの崩壊生成物（アルファ崩壊経由）として観測されている。モスコビウムには現在5つの同位体が知られており、それらはすべてアルファ崩壊を起こして質量数が282から286のニホニウム核になる。親モスコビウム核は、それ自体がテネシンの崩壊生成物である可能性がある。また、フレロビウムの崩壊生成物（電子捕獲経由）として発生する可能性があり、親フレロビウム核は、それ自体がリバモリウムの崩壊生成物である可能性がある。[16]たとえば、2010年1月、ドゥブナチーム（JINR）は、ニホニウム286がアルファ崩壊シーケンスを介したテネシンの崩壊の生成物であると特定した。[14]
- 294
117Ts
→290
115マック
+4
2彼 - 290
115マック
→286
113んー
+4
2彼
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
参考文献
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