Isótopos de nobélio - Isotopes of nobelium

Principais isótopos de nobélio   ( 102 No)
Isótopo Decair
abundância meia-vida ( t 1/2 ) modo produtos
253 Não syn 1,6 min 80%  α 249 Fm
20% β + 253 Md
254 Não syn 51 s 90% α 250 Fm
10% β + 254 Md
255 Não syn 3,1 min 61% α 251 Fm
39% β + 255 Md
257 Não syn 25 s 99% α 253 Fm
1% β + 257 Md
259 Não syn 58 min 75% α 255 Fm
25%  ε 259 Md
<10%  SF

Nobelium ( 102 No) é um elemento sintético e, portanto, um peso atômico padrão não pode ser fornecido. Como todos os elementos sintéticos, não possui isótopos estáveis . O primeiro isótopo a ser sintetizado (e corretamente identificado) foi 254 Não em 1966. Existem 13 radioisótopos conhecidos , que são 249 Não a 260 Não e 262 Não, e 4 isômeros , 250m Não, 251m Não, 253m Não e 254m Não O isótopo de vida mais longa é 259 No com meia-vida de 58 minutos. O isômero de vida mais longa é 251m No com meia-vida de 1,7 segundos.

Lista de isótopos

Nuclídeo
 Z N Massa isotópica ( Da )
 Meia vida
Modo de decaimento
Isótopo filha
 Giro e
paridade
Energia de excitação
249 Não 102 147 249,0878 (3) # 43,8 (3,7) ms α 245 Fm 5/2 + #
SF ? (vários)
250 não 102 148 250,08756 (22) # 5,7 (8) μs SF (99,95%) (vários) 0+
α (0,05%) 246 Fm
β + (2,5 × 10 −4 %) 250 Md
250m Não 36 (3) μs SF (vários)
251 Não 102 149 251,08894 (12) # 0,78 (2) s α (89%) 247 Fm 7/2 + #
SF (10%) (vários)
β + (1%) 251 Md
251m Não 110 (180) # keV 1,7 (10) s 9/2− #
252 Não 102 150 252,088967 (10) 2,27 (14) s α (73,09%) 248 Fm 0+
SF (26,9%) (vários)
β + (1%) 252 Md
253 Não 102 151 253,090564 (7) 1,62 (15) min α (80%) 249 Fm (02/09 -) #
β + (20%) 253 Md
SF (10 −3 %) (vários)
253m Não 129 (19) keV 31 μs 5/2 + #
254 Não 102 152 254,090956 (11) 51 (10) s α (89,3%) 250 Fm 0+
β + (10%) 254 Md
SF (0,31%) (vários)
254m Não 500 (100) # keV 0,28 (4) s TI (80%) 254 Não 0+
α (20%) 250 Fm
255 Não 102 153 255,093191 (16) 3,1 (2) min α (61,4%) 251 Fm (1/2 +)
β + (38,6%) 255 Md
256 Não 102 154 256,094283 (8) 2,91 (5) s α (99,44%) 252 Fm 0+
SF (0,55%) (vários)
EC (0,01%) 256 Md
257 Não 102 155 257,096888 (7) 25 (2) s α (99%) 253 Fm (7/2 +)
β + (1%) 257 Md
258 Não 102 156 258,09821 (11) # 1,2 (2) ms SF (99,99%) (vários) 0+
α (0,01%) 254 Fm
β + β + (raro) 258 Fm
259 Não 102 157 259,10103 (11) # 58 (5) min α (75%) 255 Fm (9/2 +) #
CE (25%) 259 Md
SF (<10%) (vários)
260 não 102 158 260,10264 (22) # 106 (8) ms SF (vários) 0+
262 Não 102 160 262.10746 (39) # ~ 5 ms SF (vários) 0+
Este cabeçalho e rodapé da tabela:
  1. ^ m Não - isômero nuclear Excited.
  2. ^ () - A incerteza (1 σ ) é dada de forma concisa entre parênteses após os últimos dígitos correspondentes.
  3. ^ # - Massa atômica marcada com #: valor e incerteza derivados não de dados puramente experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências da superfície de massa (TMS).
  4. ^ Modos de decadência:
    CE: Captura de elétrons
    ISTO: Transição isomérica
    SF: Fissão espontânea
  5. ^ () valor de rotação - Indica rotação com argumentos de atribuição fracos.
  6. ^ a b # - Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências de nuclídeos vizinhos (TNN).
  7. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre como produto de decaimento de 257 Rf
  8. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre como produto de decaimento de 262 Lr

Nucleossíntese

Por fusão a frio

208 Pb ( 48 Ca, xn) 256 − x Não (x = 1,2,3,4)

Esta reação de fusão a frio foi estudada pela primeira vez em 1979 no Laboratório Flerov de Reações Nucleares (FLNR). Um trabalho adicional em 1988 no GSI mediu ramificações EC e SF em 254 No. Em 1989, o FLNR usou a reação para medir as características de decaimento de SF para os dois isômeros de 254 No. A medição da função de excitação 2n foi relatada em 2001 por Yuri Oganessian no FLNR.

Patin et al. no LBNL relatou em 2002 a síntese de 255-251 No nos canais de saída 1-4n e mediu dados de decaimento adicionais para esses isótopos.

A reação foi recentemente usada no Jyvaskylan Yliopisto Fysiikan Laitos (JYFL) usando a configuração RITU para estudar o isomerismo K em 254 No. Os cientistas foram capazes de medir dois isômeros K com meia-vida de 275 ms e 198 s , respectivamente. Eles foram designados para 8 - e 16 + níveis K-isoméricos.

A reação foi usada em 2004–5 no FLNR para estudar a espectroscopia de 255–253 No. A equipe foi capaz de confirmar um nível isomérico em 253 No com meia-vida de 43,5 s.

208 Pb ( 44 Ca, xn) 252 − x Não (x = 2)

Esta reação foi estudada em 2003 no FLNR em um estudo de espectroscopia de 250 No.

207 Pb ( 48 Ca, xn) 255 − x Não (x = 2)

A medição da função de excitação 2n para esta reação foi relatada em 2001 por Yuri Oganessian e colegas de trabalho no FLNR. A reação foi usada em 2004-5 para estudar a espectroscopia do 253 No.

206 Pb ( 48 Ca, xn) 254 − x Não (x = 1,2,3,4)

A medição das funções de excitação 1-4n para esta reação foi relatada em 2001 por Yuri Oganessian e colegas de trabalho no FLNR. O canal 2n foi posteriormente estudado pelo GSI para fornecer uma determinação espectroscópica do isomerismo K em 252 No. Um isômero K com spin e paridade 8 - foi detectado com meia-vida de 110 ms.

204 Pb ( 48 Ca, xn) 252 − x Não (x = 2,3)

A medição da função de excitação 2n para esta reação foi relatada em 2001 por Yuri Oganessian no FLNR. Eles relataram um novo isótopo 250 No com meia-vida de 36 μs. A reação foi usada em 2003 para estudar a espectroscopia de 250 No. Eles foram capazes de observar duas atividades de fissão espontânea com meia-vida de 5,6 μs e 54 μs e atribuídas a 250 No e 249 No, respectivamente. A última atividade foi posteriormente atribuída a um isômero K em 250 No. A reação foi relatada em 2006 por Peterson et al. no Laboratório Nacional de Argonne (ANL) em um estudo de SF em 250 No. Eles detectaram duas atividades com meia-vida de 3,7 μs e 43 μs e ambas atribuídas a 250 No, este último associado a um isômero K. Em 2020, uma equipe da FLNR repetiu essa reação e encontrou uma nova atividade de partícula alfa de 9,1 MeV correlacionada a 245 Fm e 241 Cf, que atribuíram ao novo isótopo 249 No.

Por fusão a quente

232 Th ( 26 Mg, xn) 258 − x Não (x = 4,5,6)

As seções transversais para os canais de saída 4-6n foram medidas para esta reação no FLNR.

238 U ( 22 Ne, xn) 260 − x Não (x = 4,5,6)

Esta reação foi estudada pela primeira vez em 1964 no FLNR. A equipe foi capaz de detectar decaimentos de 252 Fm e 250 Fm. A atividade de 252 Fm foi associada a uma meia-vida de ~ 8 s e atribuída a 256 102 do canal 4n, com um rendimento de 45 nb. Eles também foram capazes de detectar uma atividade de fissão espontânea de 10 s , também provisoriamente atribuída a 256 102. Trabalhos adicionais em 1966 na reação examinaram a detecção de decaimento de 250 Fm usando separação química e uma atividade parental com meia-vida de ~ 50 s foi relatado e corretamente atribuído a 254 102. Eles também detectaram uma atividade de fissão espontânea de 10 s provisoriamente atribuída a 256 102. A reação foi usada em 1969 para estudar alguma química inicial de nobélio no FLNR. Eles determinaram as propriedades do eka-itérbio, consistentes com o nobélio como homólogo mais pesado. Em 1970, eles foram capazes de estudar as propriedades de SF de 256 No. Em 2002, Patin et al. relataram a síntese de 256 No do canal 4n, mas não foram capazes de detectar 257 No.

Os valores da seção transversal para os canais 4-6n também foram estudados no FLNR.

238 U ( 20 Ne, xn) 258 − x Não

Esta reação foi estudada em 1964 no FLNR. Nenhuma atividade de fissão espontânea foi observada.

236 U ( 22 Ne, xn) 258 − x Não (x = 4,5,6)

As seções transversais para os canais de saída 4-6n foram medidas para esta reação no FLNR.

235 U ( 22 Ne, xn) 257 − x Não (x = 5)

Esta reação foi estudada em 1970 no FLNR. Foi usado para estudar as propriedades de decaimento SF de 252 No.

233 U ( 22 Ne, xn) 255 − x Não

A síntese de isótopos de nobélio deficientes em nêutrons foi estudada em 1975 no FLNR. Em seus experimentos, eles observaram uma atividade SF de 250 s, que eles provisoriamente atribuíram a 250 No no canal de saída 5n. Os resultados posteriores não foram capazes de confirmar esta atividade e, no momento, ela não foi identificada.

242 Pu ( 18 O, xn) 260 − x Não (x = 4?)

Esta reação foi estudada em 1966 no FLNR. A equipe identificou uma atividade de SF de 8,2 s provisoriamente atribuída a 256 102.

241 Pu ( 16 O, xn) 257 − x Não

Esta reação foi estudada pela primeira vez em 1958 no FLNR. A equipe mediu partículas alfa de ~ 8,8 MeV com meia-vida de 30 se atribuída a 253.252.251 102. Uma repetição em 1960 produziu partículas alfa de 8,9 MeV com meia-vida de 2–40 se atribuída a 253 102 do canal 4n . A confiança nesses resultados foi diminuída posteriormente.

239 Pu ( 18 O, xn) 257 − x Não (x = 5)

Esta reação foi estudada em 1970 no FLNR em um esforço para estudar as propriedades de decaimento SF do 252 No.

239 Pu ( 16 O, xn) 255 − x Não

Esta reação foi estudada pela primeira vez em 1958 no FLNR. A equipe foi capaz de medir partículas alfa de ~ 8,8 MeV com meia-vida de 30 s e atribuídas a 253.252.251 102. Uma repetição em 1960 não teve sucesso e concluiu-se que os primeiros resultados provavelmente estavam associados a efeitos de fundo.

243 Am ( 15 N, xn) 258 − x Não (x = 4)

Esta reação foi estudada em 1966 no FLNR. A equipe foi capaz de detectar 250 Fm usando técnicas químicas e determinou uma meia-vida associada significativamente maior do que os 3 s relatados por Berkeley para o suposto pai 254 Não. Trabalhos posteriores no mesmo ano mediram 8,1 MeV partículas alfa com meia-vida de 30–40 s.

243 Am ( 14 N, xn) 257 − x Não

Esta reação foi estudada em 1966 no FLNR. Eles não foram capazes de detectar as partículas alfa de 8,1 MeV detectadas ao usar um feixe N-15.

241 Am ( 15 N, xn) 256 − x Não (x = 4)

As propriedades de decomposição do 252 No foram examinadas em 1977 em Oak Ridge. A equipe calculou uma meia-vida de 2,3 se mediu uma ramificação de 27% SF.

248 Cm ( 18 O, αxn) 262 − x Não (x = 3)

A síntese do novo isótopo 259 No foi relatada em 1973 a partir do LBNL usando esta reação.

248 Cm ( 13 C, xn) 261 − x Não (x = 3?, 4,5)

Esta reação foi estudada pela primeira vez em 1967 no LBNL. Os novos isótopos 258 Não, 257 Não e 256 Não foram detectados nos canais 3-5n. A reação foi repetida em 1970 para fornecer dados de decaimento adicionais para 257 No.

248 Cm ( 12 C, xn) 260 − x Não (4,5?)

Esta reação foi estudada em 1967 no LBNL em seu estudo seminal de isótopos de nobélio. A reação foi usada em 1990 no LBNL para estudar o SF de 256 No.

246 Cm ( 13 C, xn) 259 − x Não (4?, 5?)

Esta reação foi estudada em 1967 no LBNL em seu estudo seminal de isótopos de nobélio.

246 Cm ( 12 C, xn) 258 − x Não (4,5)

Esta reação foi estudada em 1958 por cientistas do LBNL usando um alvo de cúrio de 5% 246 cm . Eles foram capazes de medir decaimentos de 7,43 MeV de 250 Fm, associados a 3 s 254 Sem atividade dos pais, resultante do canal 4n. A atividade de 3 s foi posteriormente reatribuída a 252 No, resultante da reação com o componente predominante de 244 cm no alvo. No entanto, não foi possível provar que não era devido ao contaminante 250m Fm, desconhecido na época. Trabalhos posteriores em 1959 produziram partículas alfa de 8,3 MeV com meia-vida de 3 se um ramo SF de 30%. Este foi inicialmente atribuído a 254 No e posteriormente reatribuído a 252 No, resultante da reação com o componente 244 Cm no alvo. A reação foi reestudada em 1967 e as atividades atribuídas a 254 No e 253 No foram detectadas.

244 Cm ( 13 C, xn) 257 − x Não (x = 4)

Essa reação foi estudada pela primeira vez em 1957 no Instituto Nobel de Estocolmo. Os cientistas detectaram partículas alfa de 8,5 MeV com meia-vida de 10 minutos. A atividade foi atribuída a 251 Não ou 253 Não. Os resultados foram posteriormente descartados como pano de fundo. A reação foi repetida por cientistas do LBNL em 1958, mas eles não foram capazes de confirmar as partículas alfa de 8,5 MeV. A reação foi estudada em 1967 no LBNL e uma atividade atribuída a 253 No foi medida.

244 Cm ( 12 C, xn) 256 − x Não (x = 4,5)

Esta reação foi estudada em 1958 por cientistas do LBNL usando um alvo de cúrio de 95% 244 cm . Eles foram capazes de medir decaimentos de 7,43 MeV de 250 Fm, associados a 3 s 254 Sem atividade dos pais, resultante da reação ( 246 cm, 4n). A atividade de 3 s foi posteriormente reatribuída para 252 No, resultante da reação ( 244 Cm, 4n). No entanto, não foi possível provar que não era devido ao contaminante 250m Fm, desconhecido na época. Trabalhos posteriores em 1959 produziram partículas alfa de 8,3 MeV com meia-vida de 3 se um ramo SF de 30%. Este foi inicialmente atribuído a 254 No e posteriormente reatribuído a 252 No, resultante da reação com o componente 244 Cm no alvo. A reação foi reestudada em 1967 no LBNL e uma nova atividade atribuída ao 251 No foi medida.

252 Cf ( 12 C, αxn) 260 − x Não (x = 3?)

Esta reação foi estudada no LBNL em 1961 como parte de sua busca pelo elemento 104 . Eles detectaram partículas alfa de 8,2 MeV com meia-vida de 15 s. Esta atividade foi atribuída a um isótopo Z = 102. Trabalhos posteriores sugerem uma atribuição para 257 No, resultando provavelmente do canal α3n com o componente 252 Cf do alvo califórnio .

252 Cf ( 11 B, pxn) 262 − x Não (x = 5?)

Esta reação foi estudada no LBNL em 1961 como parte de sua busca pelo elemento 103 . Eles detectaram partículas alfa de 8,2 MeV com meia-vida de 15 s. Esta atividade foi atribuída a um isótopo Z = 102. Trabalhos posteriores sugerem uma atribuição para 257 No, resultando provavelmente do canal p5n com o componente 252 Cf do alvo califórnio .

249 Cf ( 12 C, αxn) 257 − x Não (x = 2)

Esta reação foi estudada pela primeira vez em 1970 no LBNL em um estudo de 255 No. Ela foi estudada em 1971 no Laboratório Oak Ridge. Eles foram capazes de medir Z = 100 K raios X coincidentes de 255 No, confirmando a descoberta do elemento.

Como produtos de decomposição

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

Resíduo de Evaporação Observado sem isótopo
262 Lr 262 Não
269 Hs, 265 Sg, 261 Rf 257 Não
267 Hs, 263 Sg, 259 Rf 255 Não
254 Lr 254 Não
261 Sg, 257 Rf 253 Não
264 Hs, 260 Sg, 256 Rf 252 Não
255 Rf 251 Não

Isótopos

Doze radioisótopos de nobélio foram caracterizados, sendo o mais estável 259 No com meia-vida de 58 minutos. São esperadas meias-vidas mais longas para os ainda desconhecidos 261 Não e 263 Não. Um nível isomérico foi encontrado no 253 No e K-isômeros foram encontrados no 250 No, 252 No e 254 No até agora.

Cronologia da descoberta de isótopos
Isótopo Ano descoberto Reação de descoberta
249 Não 2020 204 Pb ( 48 Ca, 3n)
250 No m 2001 204 Pb ( 48 Ca, 2n)
250 No g 2006 204 Pb ( 48 Ca, 2n)
251 Não 1967 244 Cm ( 12 C, 5n)
252 No g 1959 244 Cm ( 12 C, 4n)
252 Não m ~ 2002 206 Pb ( 48 Ca, 2n)
253 Não g 1967 242 Pu ( 16 O, 5n), 239 Pu ( 18 O, 4n)
253 Não m 1971 249 Cf ( 12 C, 4n)
254 No g 1966 243 Am ( 15 N, 4n)
254 No m1 1967? 246 Cm ( 13 C, 5n), 246 Cm ( 12 C, 4n)
254 No m2 ~ 2003 208 Pb ( 48 Ca, 2n)
255 Não 1967 246 Cm ( 13 C, 4n), 248 Cm ( 12 C, 5n)
256 Não 1967 248 Cm ( 12 C, 4n), 248 Cm ( 13 C, 5n)
257 Não 1961 ?, 1967 248 Cm ( 13 C, 4n)
258 Não 1967 248 Cm ( 13 C, 3n)
259 Não 1973 248 Cm ( 18 O, α3n)
260 não 1985 254 Es + 22 Ne, 18 O, 13 C - transferência
261 Não desconhecido
262 Não 1988 254 Es + 22 Ne - transferência (EC de 262 Lr)

Isomeria nuclear

254 Não

O estudo do isomerismo K foi recentemente estudado por físicos do laboratório de física da Universidade de Jyväskylä (JYFL). Eles foram capazes de confirmar um isômero K relatado anteriormente e detectou um segundo isômero K. Eles atribuíram spins e paridades de 8 - e 16 + aos dois K-isômeros.

253 Não

Em 1971, Bemis et al. foi capaz de determinar um nível isomérico decaindo com meia-vida de 31 s a partir do decaimento de 257 Rf. Isso foi confirmado em 2003 no GSI, também estudando a queda de 257 Rf. Suporte adicional no mesmo ano do FLNR apareceu com uma meia-vida ligeiramente maior de 43,5 s, decaindo pela emissão gama M2 para o estado fundamental.

252 Não

Em um estudo recente do GSI em isomerismo K em isótopos pares, um isômero K com meia-vida de 110 ms foi detectado para 252 No. Um spin e paridade de 8 - foi atribuído ao isômero.

250 não

Em 2003, cientistas do FLNR relataram que foram capazes de sintetizar 249 No, que decaiu por SF com meia-vida de 54 μs. Trabalhos adicionais em 2006 por cientistas do ANL mostraram que a atividade era na verdade devido a um isômero K em 250 No. O isômero de estado fundamental também foi detectado com uma meia-vida muito curta de 3,7 μs.

Rendimentos químicos de isótopos

Fusão a frio

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

Projétil Alvo CN 1n 2n 3n 4n
48 Ca 208 Pb 256 Não 254 No: 2050 nb; 22,3 MeV
48 Ca 207 Pb 255 Não 253 No: 1310 nb; 22,4 MeV
48 Ca 206 Pb 254 Não 253 No: 58 nb; 23,6 MeV 252 No: 515 nb; 23,3 MeV 251 No: 30 nb; 30,7 MeV 250 No: 260 pb; 43,9 MeV
48 Ca 204 Pb 252 Não 250 No: 13,2 nb; 23,2 MeV

Fusão quente

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

Projétil Alvo CN 3n 4n 5n 6n
26 mg 232 th 258 Não 254 Não: 1,6 nb 253 No: 9 nb 252 No: 8 nb
22 Ne 238 U 260 não 256 Não: 40 nb 255 Não: 200 nb 254 No: 15 nb
22 Ne 236 U 258 Não 254 No: 7 nb 253 No: 25 nb 252 No: 15 nb

Isótopos retraídos

Em 2003, cientistas do FLNR afirmaram ter descoberto o 249 No, que seria o isótopo mais leve conhecido do nobélio. No entanto, o trabalho subsequente mostrou que a atividade de 54 s foi na verdade devido a 250 Não e o isótopo 249 Não foi retraído. A descoberta deste isótopo foi relatada posteriormente em 2020; suas propriedades de degradação diferiam das reivindicações de 2003.

Referências

  1. ^ a b c Instituto comum para a pesquisa nuclear, 2020 (PDF) (relatório). 23 de junho de 2021. pp. 117–118 . Página visitada em 26 de junho de 2021 .
  2. ^ [1]
  3. ^ Belozerov, AV; Chelnokov, ML; Chepigin, VI; Drobina, TP; Gorshkov, VA; Kabachenko, AP; Malyshev, ON; Merkin, IM; Oganessian, Yu.Ts .; et al. (2003). "Propriedades de decaimento de fissão espontânea e seções transversais de produção para os isótopos de nobélio deficientes em nêutrons formados nas reações de 44, 48 Ca + 204, 206, 208 Pb". European Physical Journal A . 16 (4): 447–456. doi : 10.1140 / epja / i2002-10109-6 .
  4. ^ D. Peterson; et al. (2006). "Modos de degradação de 250 Não". Physical Review C . 74 : 014316. arXiv : nucl-ex / 0604005 . Bibcode : 2006PhRvC..74a4316P . doi : 10.1103 / PhysRevC.74.014316 .