Isótopos de livermorium - Isotopes of livermorium

Principais isótopos de livermorium   ( 116 Lv)
Isótopo Decair
abundância meia-vida ( t 1/2 ) modo produtos
290 Lv syn 8 ms α 286 Fl
291 Lv syn 18 ms α 287 Fl
292 Lv syn 12 ms α 288 Fl
293 Lv syn 60 ms α 289 Fl
294 Lv syn 54 ms? α 290 Fl

Livermorium ( 116 Lv) é um elemento artificial e, portanto, um peso atômico padrão não pode ser fornecido. Como todos os elementos artificiais, não possui isótopos estáveis . O primeiro isótopo a ser sintetizado foi 293 Lv em 2000. Existem quatro radioisótopos conhecidos de 290 Lv a 293 Lv, bem como algumas indicações sugestivas de um possível isótopo mais pesado 294 Lv. O mais longevo dos quatro isótopos bem caracterizados é de 293 Lv com meia-vida de 53 ms.

Lista de isótopos

Nuclide
Z N Massa isotópica ( Da )
Meia vida

Modo de decaimento

Isótopo filha
Giro e
paridade
290 Lv 116 174 290,19864 (71) # 15 (+ 26−6) ms α 286 Fl 0+
291 Lv 116 175 291.20108 (66) # 6,3 (+ 116-25) ms α 287 Fl
292 Lv 116 176 292.20174 (91) # 18,0 (+ 16−6) ms α 288 Fl 0+
293 Lv 116 177 293.20449 (60) # 53 (+ 62-19) ms α 289 Fl
294 Lv 116 178 54 ms # α? 290 Fl 0+
  1. ^ () - A incerteza (1 σ ) é dada de forma concisa entre parênteses após os últimos dígitos correspondentes.
  2. ^ # - Massa atômica marcada com #: valor e incerteza derivados não de dados puramente experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências da Superfície de Massa (TMS).
  3. ^ # - Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências de nuclídeos vizinhos (TNN).
  4. ^ Não sintetizado diretamente, criado como produto de decaimento de 294 Og
  5. ^ Este isótopo não está confirmado

Nucleosíntese

Combinações alvo-projétil levando a Z = 116 núcleos compostos

A tabela abaixo contém várias combinações de alvos e projéteis que podem ser usados ​​para formar núcleos compostos com número atômico 116.

Alvo Projétil CN Resultado da tentativa
208 Pb 82 Se 290 Lv Falta de namoro
238 U 54 Cr 292 Lv Falta de namoro
244 Pu 50 Ti 294 Lv Reação planejada
250 cm 48 Ca 298 Lv Reação ainda a ser tentada
248 cm 48 Ca 296 Lv Reação bem sucedida
246 cm 48 Ca 294 Lv Reação ainda a ser tentada
245 cm 48 Ca 293 Lv Reação bem sucedida
243 cm 48 Ca 291 Lv Reação ainda a ser tentada
248 cm 44 Ca 292 Lv Reação ainda a ser tentada
251 Cf 40 Ar 291 Lv Reação ainda a ser tentada

Fusão a frio

208 Pb ( 82 Se, x n) 290− x Lv

Em 1995, a equipe do GSI tentou a síntese de 290 Lv como um produto de captura radiativa ( x = 0). Nenhum átomo foi detectado durante uma execução experimental de seis semanas, atingindo um limite de seção transversal de 3 pb.

Fusão quente

Esta seção trata da síntese de núcleos de livermorium 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 da fissão. O núcleo excitado então decai ao estado fundamental por meio da emissão de 3-5 nêutrons. As reações de fusão que utilizam 48 núcleos de Ca geralmente produzem núcleos compostos com energias de excitação intermediárias (~ 30-35 MeV) e às vezes são chamadas de reações de fusão "quentes". Isso leva, em parte, a rendimentos relativamente altos dessas reações.

238 U ( 54 Cr, x n) 292− x Lv

Há indícios vagos de que essa reação foi tentada pela equipe do GSI em 2006. Não há resultados publicados sobre o resultado, provavelmente indicando que nenhum átomo foi detectado. Isso é esperado de um estudo da sistemática de seções transversais para 238 U alvos.

248 Cm ( 48 Ca, x n) 296− x Lv ( x = 2,3,4,5?)

A primeira tentativa de sintetizar o livermorium foi realizada em 1977 por Ken Hulet e sua equipe no Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL). Eles não foram capazes de detectar quaisquer átomos de livermorium. Yuri Oganessian e sua equipe do Laboratório Flerov de Reações Nucleares (FLNR) subsequentemente tentaram a reação em 1978 e falharam. Em 1985, um experimento conjunto entre Berkeley e a equipe de Peter Armbruster no GSI, o resultado foi novamente negativo com um limite de seção transversal calculado de 10–100 pb.

Em 2000, cientistas russos em Dubna finalmente conseguiram detectar um único átomo de livermorium, atribuído ao isótopo 292 Lv. Em 2001, eles repetiram a reação e formaram mais 2 átomos em uma confirmação de seu experimento de descoberta. Um terceiro átomo foi tentativamente atribuído a 293 Lv com base em uma perda de decaimento alfa parental. Em abril de 2004, a equipe executou o experimento novamente com energia mais alta e foi capaz de detectar uma nova cadeia de decaimento, atribuída a 292 Lv. Com base nisso, os dados originais foram reatribuídos para 293 Lv. A cadeia provisória está, portanto, possivelmente associada a um raro ramo de decaimento deste isótopo ou um isômero, 293m Lv; dada a possível reatribuição de sua filha a 290 Fl em vez de 289 Fl, também poderia ser concebivelmente 294 Lv, embora todas essas atribuições sejam provisórias e precisem de confirmação em experimentos futuros direcionados ao canal 2n. Nesta reação, foram detectados mais 2 átomos de 293 Lv.

Em 2007, em um experimento GSI-SHIP, além de quatro cadeias de 292 Lv e uma cadeia de 293 Lv, outra cadeia foi observada, inicialmente não atribuída, mas posteriormente mostrou ter 291 Lv. No entanto, não está claro se se trata da reação de 248 Cm ( 48 Ca, 5n) ou de uma reação com um isótopo de cúrio mais leve (presente no alvo como uma mistura), como 246 Cm ( 48 Ca, 3n).

Em um experimento executado no GSI durante junho-julho de 2010, os cientistas detectaram seis átomos de livermorium; dois átomos de 293 Lv e quatro átomos de 292 Lv. Eles foram capazes de confirmar os dados de decaimento e as seções transversais para a reação de fusão.

Um experimento de 2016 na RIKEN teve como objetivo estudar a reação de 48 Ca + 248 Cm aparentemente detectou um átomo que pode ser atribuído a 294 Lv alfa decaindo para 290 Fl e 286 Cn, que sofreu fissão espontânea; no entanto, o primeiro alfa do nuclídeo de livermorium produzido foi perdido.

245 Cm ( 48 Ca, xn) 293 − x Lv (x = 2,3)

A fim de auxiliar na atribuição de números de massa de isótopos para livermorium, em março-maio ​​de 2003 a equipe de Dubna bombardeou um alvo de 245 cm com 48 íons de Ca. Eles foram capazes de observar dois novos isótopos, atribuídos a 291 Lv e 290 Lv. Este experimento foi repetido com sucesso em fevereiro-março de 2005, onde 10 átomos foram criados com dados de decaimento idênticos aos relatados no experimento de 2003.

Como um produto de decomposição

Livermorium também foi observado na decomposição de oganesson . Em outubro de 2006, foi anunciado que 3 átomos de oganesson foram detectados pelo bombardeio de califórnio -249 com íons cálcio-48, que então decaiu rapidamente em livermorium.

A observação da filha 290 Lv permitiu a atribuição do pai a 294 Og e comprovou a síntese de oganesson .

Fissão de núcleos compostos com Z = 116

Vários experimentos foram realizados entre 2000 e 2006 no Laboratório Flerov de Reações Nucleares em Dubna estudando as características de fissão dos núcleos compostos 296.294.290 Lv. Quatro reações nucleares foram utilizadas, a saber: 248 Cm + 48 Ca, 246 Cm + 48 Ca, 244 Pu + 50 Ti e 232 Th + 58 Fe. Os resultados revelaram como núcleos como este fissão predominantemente pela expulsão de núcleos de concha fechada, como 132 Sn (Z = 50, N = 82). Verificou-se também que o rendimento da via de fusão-fissão foi semelhante entre projéteis de 48 Ca e 58 Fe, indicando um possível uso futuro de projéteis de 58 Fe na formação de elementos superpesados. Além disso, em experimentos comparativos sintetizando 294 Lv usando projéteis de 48 Ca e 50 Ti, o rendimento da fusão-fissão foi ~ 3x menor para 50 Ti, também sugerindo um uso futuro na produção de SHE.

Isótopos retraídos

289 Lv

Em 1999, pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley anunciaram a síntese de 293 Og (ver oganesson ), em um artigo publicado na Physical Review Letters . O isótopo reivindicado 289 Lv decaiu por 11,63 MeV de emissão alfa com uma meia-vida de 0,64 ms. No ano seguinte, eles publicaram uma retratação depois que outros pesquisadores não conseguiram duplicar os resultados. Em junho de 2002, o diretor do laboratório anunciou que a afirmação original da descoberta desses dois elementos foi baseada em dados fabricados pelo autor principal, Victor Ninov . Como tal, este isótopo de livermorium é atualmente desconhecido.

Cronologia da descoberta de isótopos

Isótopo Ano descoberto Reação de descoberta
290 Lv 2002 249 Cf ( 48 Ca, 3n)
291 Lv 2003 245 cm ( 48 Ca, 2n)
292 Lv 2004 248 Cm ( 48 Ca, 4n)
293 Lv 2000 248 Cm ( 48 Ca, 3n)
294 Lv ?? 2016 248 cm ( 48 Ca, 2n)?

Rendimentos de isótopos

Fusão quente

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

Projétil Alvo CN 2n 3n 4n 5n
48 Ca 248 cm 296 Lv 1,1 pb, 38,9 MeV 3,3 pb, 38,9 MeV
48 Ca 245 cm 293 Lv 0,9 pb, 33,0 MeV 3,7 pb, 37,9 MeV

Cálculos teóricos

Características de decadência

O cálculo teórico em um modelo de tunelamento quântico suporta os dados experimentais relativos à síntese de 293 Lv e 292 Lv.

Seções transversais de resíduo de evaporação

A tabela abaixo contém várias combinações de alvo-projétil para os quais os cálculos forneceram estimativas para rendimentos de seção transversal de vários canais de evaporação de nêutrons. O canal com o maior rendimento esperado é fornecido.

DNS = sistema Di-nuclear; σ = seção transversal

Alvo Projétil CN Canal (produto) σ max Modelo Ref
208 Pb 82 Se 290 Lv 1n ( 289 Lv) 0,1 pb DNS
208 Pb 79 Se 287 Lv 1n ( 286 Lv) 0,5 pb DNS
238 U 54 Cr 292 Lv 2n ( 290 Lv) 0,1 pb DNS
250 cm 48 Ca 298 Lv 4n ( 294 Lv) 5 pb DNS
248 cm 48 Ca 296 Lv 4n ( 292 Lv) 2 pb DNS
247 cm 48 Ca 295 Lv 3n ( 292 Lv) 3 pb DNS
245 cm 48 Ca 293 Lv 3n ( 290 Lv) 1,5 pb DNS
243 cm 48 Ca 291 Lv 3n ( 288 Lv) 1,53 pb DNS
248 cm 44 Ca 292 Lv 4n ( 288 Lv) 0,43 pb DNS

Referências