Isótopos de dubnium - Isotopes of dubnium

Dubnium ( ₁₀₅ Db) é um elemento sintético , portanto, um peso atômico padrão não pode ser fornecido. Como todos os elementos sintéticos, não possui isótopos estáveis . O primeiro isótopo a ser sintetizado foi ²⁶¹ Db em 1968. Os 13 radioisótopos conhecidos são de ²⁵⁵ Db a ²⁷⁰ Db e 1–3 isômeros . O isótopo conhecido de vida mais longa tem ²⁶⁸ Db com meia-vida de 30 horas.

Lista de isótopos

História da nucleossíntese

Fusão a frio

Esta seção trata da síntese de núcleos de dubnium pelas chamadas reações de fusão "a frio". Esses são processos que criam núcleos compostos com baixa energia de excitação (~ 10–20 MeV, portanto "frio"), levando a uma maior probabilidade de sobrevivência da fissão. O núcleo excitado então decai ao estado fundamental por meio da emissão de um ou dois nêutrons apenas.

²⁰⁹ Bi ( ⁵⁰ Ti, xn) ^{259 − x} Db (x = 1,2,3)

As primeiras tentativas de sintetizar dubnium usando reações de fusão a frio foram realizadas em 1976 pela equipe do FLNR, Dubna usando a reação acima. Eles foram capazes de detectar uma atividade de fissão espontânea (SF) de 5 s , que atribuíram a ²⁵⁷ Db. Esta atribuição foi posteriormente corrigida para ²⁵⁸ Db. Em 1981, a equipe do GSI estudou essa reação usando a técnica aprimorada de correlação de decaimentos genéticos entre pais e filhas. Eles foram capazes de identificar positivamente ²⁵⁸ Db, o produto do canal de evaporação de nêutrons 1n. Em 1983, a equipe de Dubna revisitou a reação usando o método de identificação de um descendente por separação química. Eles conseguiram medir decaimentos alfa de descendentes conhecidos da cadeia de decaimento começando com ²⁵⁸ Db. Isso foi considerado como fornecendo algumas evidências para a formação de núcleos dubnium. A equipe da GSI revisitou a reação em 1985 e foi capaz de detectar 10 átomos de ²⁵⁷ Db. Após uma atualização significativa de suas instalações em 1993, em 2000 a equipe mediu 120 decaimentos de ²⁵⁷ Db, 16 decaimentos de ²⁵⁶ Db e decaimento de ²⁵⁸ Db na medição das funções de excitação 1n, 2n e 3n. Os dados coletados para ²⁵⁷ Db permitiram um primeiro estudo espectroscópico deste isótopo e identificou um isômero, ^257m Db, e uma primeira determinação de uma estrutura de nível de decaimento para ²⁵⁷ Db. A reação foi usada em estudos espectroscópicos de isótopos de mendelévio e einsteínio em 2003-2004.

²⁰⁹ Bi ( ⁴⁹ Ti, xn) ^{258 − x} Db (x = 2?)

Esta reação foi estudada por Yuri Oganessian e a equipe de Dubna em 1983. Eles observaram uma atividade SF de 2,6 s provisoriamente atribuída a ²⁵⁶ Db. Os resultados posteriores sugerem uma possível reatribuição para ²⁵⁶ Rf, resultante da ramificação de ~ 30% da CE em ²⁵⁶ Db.

²⁰⁹ Bi ( ⁴⁸ Ti, xn) ^{257 − x} Db (x = 1?, 2)

Esta reação foi estudada por Yuri Oganessian e a equipe de Dubna em 1983. Eles observaram uma atividade de 1,6 s com um ramo alfa de ~ 80% com um ramo SF de ~ 20%. A atividade foi provisoriamente atribuída a ²⁵⁵ Db. Os resultados posteriores sugerem uma reatribuição para ²⁵⁶ Db. Em 2005, a equipe da Universidade de Jyväskylä estudou essa reação. Eles observaram três átomos de ²⁵⁵ Db com uma seção transversal de 40 pb.

²⁰⁸ Pb ( ⁵¹ V, xn) ^{259 − x} Db (x = 1,2)

A equipe de Dubna também estudou essa reação em 1976 e foi novamente capaz de detectar a atividade SF de 5 s, inicialmente atribuída a ²⁵⁷ Db e depois a ²⁵⁸ Db. Em 2006, a equipe do LBNL reinvestigou essa reação como parte de seu programa de projéteis odd-Z. Eles foram capazes de detectar ²⁵⁸ Db e ²⁵⁷ Db em suas medições dos canais de evaporação de nêutrons 1n e 2n.

²⁰⁷ Pb ( ⁵¹ V, xn) ^{258 − x} Db

A equipe de Dubna também estudou essa reação em 1976, mas desta vez eles foram incapazes de detectar a atividade SF de 5 s, inicialmente atribuída a ²⁵⁷ Db e depois a ²⁵⁸ Db. Em vez disso, eles foram capazes de medir uma atividade SF de 1,5 s, provisoriamente atribuída a ²⁵⁵ Db.

²⁰⁵ Tl ( ⁵⁴ Cr, xn) ^{259 − x} Db (x = 1?)

A equipe de Dubna também estudou essa reação em 1976 e foi novamente capaz de detectar a atividade SF de 5 s, inicialmente atribuída a ²⁵⁷ Db e depois a ²⁵⁸ Db.

Fusão quente

Esta seção trata da síntese de núcleos de dubnium pelas chamadas reações de fusão "quentes". Esses são processos que criam núcleos compostos em alta energia de excitação (~ 40–50 MeV, portanto "quente"), levando a uma probabilidade reduzida de sobrevivência de fissão e quase-fissão. O núcleo excitado então decai ao estado fundamental por meio da emissão de 3-5 nêutrons.

²³² Th ( ³¹ P, xn) ^{263 − x} Db (x = 5)

Existem relatos muito limitados de que esta reação rara usando um feixe P-31 foi estudada em 1989 por Andreyev et al. no FLNR. Uma fonte sugere que nenhum átomo foi detectado, enquanto uma fonte melhor dos próprios russos indica que ²⁵⁸ Db foi sintetizado no canal 5n com um rendimento de 120 pb.

²³⁸ U ( ²⁷ Al, xn) ^{265 − x} Db (x = 4,5)

Em 2006, como parte de seu estudo do uso de alvos de urânio na síntese de elementos superpesados, a equipe LBNL liderada por Ken Gregorich estudou as funções de excitação para os canais 4n e 5n nesta nova reação.

²³⁶ U ( ²⁷ Al, xn) ^{263 − x} Db (x = 5,6)

Essa reação foi estudada pela primeira vez por Andreyev et al. no FLNR, Dubna em 1992. Eles foram capazes de observar ²⁵⁸ Db e ²⁵⁷ Db nos canais de saída 5n e 6n com rendimentos de 450 pb e 75 pb, respectivamente.

²⁴³ Am ( ²² Ne, xn) ^{265 − x} Db (x = 5)

As primeiras tentativas de síntese de dubnium foram realizadas em 1968 pela equipe do Laboratório Flerov de Reações Nucleares (FLNR) em Dubna, Rússia. Eles observaram duas linhas alfa que eles provisoriamente atribuíram a ²⁶¹ Db e ²⁶⁰ Db. Eles repetiram seu experimento em 1970 procurando por fissão espontânea . Eles encontraram uma atividade SF de 2,2 s que atribuíram a ²⁶¹ Db. Em 1970, a equipe de Dubna começou a trabalhar no uso de termocromatografia de gradiente para detectar dubnium em experimentos químicos como um cloreto volátil. Em sua primeira execução, eles detectaram uma atividade de SF volátil com propriedades de adsorção semelhantes ao NbCl ₅ e ao contrário do HfCl ₄ . Isso foi considerado para indicar a formação de núcleos de dvi-nióbio como DbCl ₅ . Em 1971, eles repetiram o experimento de química usando maior sensibilidade e observaram decaimentos alfa de um componente dvi-nióbio, tomado para confirmar a formação de ²⁶⁰ 105. O método foi repetido em 1976 usando a formação de brometos e obteve resultados quase idênticos, indicando o formação de um DbBr _{5 do} tipo dvi-nióbio volátil .

²⁴¹ Am ( ²² Ne, xn) ^{263 − x} Db (x = 4,5)

Em 2000, cientistas chineses do Instituto de Física Moderna (IMP), Lanzhou, anunciaram a descoberta do isótopo anteriormente desconhecido ²⁵⁹ Db formado no canal de evaporação de nêutrons 4n. Eles também foram capazes de confirmar as propriedades de decaimento para ²⁵⁸ Db.

²⁴⁸ Cm ( ¹⁹ F, xn) ^{267 − x} Db (x = 4,5)

Esta reação foi estudada pela primeira vez em 1999 no Paul Scherrer Institute (PSI) para produzir ²⁶² Db para estudos químicos. Apenas 4 átomos foram detectados com uma seção transversal de 260 pb. Cientistas japoneses do JAERI estudaram a reação em 2002 e determinaram os rendimentos para o isótopo ²⁶² Db durante seus esforços para estudar a química aquosa do dubnium.

²⁴⁹ Bk ( ¹⁸ O, xn) ^{267 − x} Db (x = 4,5)

Após a descoberta de ²⁶⁰ Db por Albert Ghiorso em 1970 na Universidade da Califórnia (UC), a mesma equipe continuou em 1971 com a descoberta do novo isótopo ²⁶² Db. Eles também observaram uma atividade SF de 25 s não atribuída, provavelmente associada ao agora conhecido ramo de SF de ²⁶³ Db. Em 1990, uma equipe liderada por Kratz no LBNL descobriu definitivamente o novo isótopo ²⁶³ Db no canal de evaporação de nêutrons 4n. Esta reação foi usada pela mesma equipe em várias ocasiões para tentar confirmar um ramo de captura de elétrons (EC) em ²⁶³ Db levando a ²⁶³ Rf de longa duração (ver rutherfórdio ).

²⁴⁹ Bk ( ¹⁶ O, xn) ^{265 − x} Db (x = 4)

Após a descoberta de ²⁶⁰ Db por Albert Ghiorso em 1970 na Universidade da Califórnia (UC), a mesma equipe continuou em 1971 com a descoberta do novo isótopo ²⁶¹ Db.

²⁵⁰ Cf ( ¹⁵ N, xn) ^{265 − x} Db (x = 4)

Após a descoberta de ²⁶⁰ Db por Ghiorso em 1970 no LBNL, a mesma equipe continuou em 1971 com a descoberta do novo isótopo ²⁶¹ Db.

²⁴⁹ Cf ( ¹⁵ N, xn) ^{264 − x} Db (x = 4)

Em 1970, a equipe do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) estudou essa reação e identificou o isótopo ²⁶⁰ Db em seu experimento de descoberta. Eles usaram a técnica moderna de correlação de decaimentos genéticos de pais e filhas para confirmar sua designação. Em 1977, a equipe de Oak Ridge repetiu o experimento e foi capaz de confirmar a descoberta pela identificação de raios-X K do filho Lawrencium .

²⁵⁴ Es ( ¹³ C, xn) ^{267 − x} Db

Em 1988, cientistas como o Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) usaram a reação de fusão a quente assimétrica com um alvo de einsteínio-254 para pesquisar os novos nuclídeos de ²⁶⁴ Db e ²⁶³ Db. Devido à baixa sensibilidade do experimento causada pelo pequeno alvo Es-254, eles foram incapazes de detectar quaisquer resíduos de evaporação (ER).

Decadência de nuclídeos mais pesados

Isótopos de dubnium também foram identificados na decomposição de elementos mais pesados. As observações até o momento estão resumidas na tabela abaixo:

Cronologia da descoberta de isótopos

Isomeria

²⁶⁰ Db

Dados recentes sobre a decadência de ²⁷² Rg revelaram que algumas cadeias de decadência continuam até ²⁶⁰ Db com tempos de vida extraordinariamente mais longos do que o esperado. Esses decaimentos foram associados a um decaimento de nível isomérico por decaimento alfa com meia-vida de ~ 19 s. Mais pesquisas são necessárias para permitir uma atribuição definitiva.

²⁵⁸ Db

A evidência de um estado isomérico em ²⁵⁸ Db foi coletada a partir do estudo da decadência de ²⁶⁶ Mt e ²⁶² Bh. Foi notado que esses decaimentos atribuídos a um ramo de captura de elétrons (EC) têm uma meia-vida significativamente diferente daqueles decaídos por emissão alfa. Isso sugere a existência de um estado isomérico decaindo por EC com meia-vida de ~ 20 s. Mais experimentos são necessários para confirmar esta atribuição.

²⁵⁷ Db

Um estudo da formação e decadência de ²⁵⁷ Db provou a existência de um estado isomérico. Inicialmente, ²⁵⁷ Db foi levado a decair por emissão alfa com energias 9,16, 9,07 e 8,97 MeV. Uma medição das correlações desses decaimentos com aqueles de ²⁵³ Lr mostrou que o decaimento de 9,16 MeV pertence a um isômero separado. A análise dos dados em conjunto com a teoria atribuiu esta atividade a um estado ^metaestável , ^257m Db. O estado fundamental decai por emissão alfa com energias 9,07 e 8,97 MeV. A fissão espontânea de ^{257m, g} Db não foi confirmada em experimentos recentes.

Esquemas de nível de decaimento espectroscópico

²⁵⁷ Db

Este é o esquema de nível de decaimento atualmente sugerido para ²⁵⁷ Db ^{g, m a} partir do estudo realizado em 2001 por Hessberger et al. na GSI

Rendimentos químicos de isótopos

Fusão a frio

A tabela abaixo fornece seções transversais e energias de excitação para reações de fusão a frio produzindo isótopos dubnium diretamente. Os dados em negrito representam os máximos derivados das medições da função de excitação. + representa um canal de saída observado.

Fusão quente

A tabela abaixo fornece seções transversais e energias de excitação para reações de fusão a quente que produzem isótopos de dubnium diretamente. Os dados em negrito representam os máximos derivados das medições da função de excitação. + representa um canal de saída observado.

Referências

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