Isótopos de Seabórgio - Isotopes of seaborgium

Isótopos principais de seabórgio   ( 106 Sg)
Isótopo Decair
abundância meia-vida ( t 1/2 ) modo produtos
265 Sg syn 8,9 s α 261 Rf
265m Sg syn 16,2 s α 261m Rf
267 Sg syn 1,4 min 17% α 263 Rf
83% SF
269 Sg syn 14 min α 265 Rf
271 Sg syn 2 minutos 67% α 267 Rf
33% SF

Seabórgio ( 106 Sg) é um elemento sintético e, portanto, não possui isótopos estáveis . Um peso atômico padrão não pode ser fornecido. O primeiro isótopo a ser sintetizado foi 263m Sg em 1974. Existem 12 radioisótopos conhecidos de 258 Sg a 271 Sg e 2 isômeros conhecidos ( 261m Sg e 263m Sg). O isótopo de vida mais longa é 269 Sg, com meia-vida de 14 minutos.

Lista de isótopos

Nuclídeo
Z N Massa isotópica ( Da )
Meia vida

Modo de decaimento


Isótopo filha

Giro e
paridade
Energia de excitação
258 Sg 106 152 258,11298 (44) # 3,3 (10) ms
[2,9 (+ 13−7) ms]
SF (vários) 0+
259 Sg 106 153 259,11440 (13) # 580 (210) ms
[0,48 (+ 28−13) s]
α 255 Rf 1/2 + #
260 Sg 106 154 260,114384 (22) 3,8 (8) ms SF (74%) (vários) 0+
α (26%) 256 Rf
261 Sg 106 155 261,115949 (20) 230 (60) ms α (98,1%) 257 Rf 7/2 + #
CE (1,3%) 261 Db
SF (0,6%) (vários)
261m Sg 92 µs IC 261 Sg
262 Sg 106 156 262.11634 (4) 8 (3) ms
[6,9 (+ 38−18) ms]
SF (92%) (vários) 0+
α (8%) 258 Rf
263 Sg 106 157 263,11829 (10) # 1,0 (2) s α 259 Rf 9/2 + #
263m Sg 100 (70) # keV 120 ms α (87%) 259 Rf 3/2 + #
SF (13%) (vários)
264 Sg 106 158 264,11893 (30) # 37 ms SF (vários) 0+
265a Sg 106 159 265,12109 (13) # 8 (3) s α 261 Rf
265b Sg 16,2 s α 261 Rf
266 Sg 106 160 266,12198 (26) # 360 ms SF (vários) 0+
267 Sg 106 161 267,12436 (30) # 1,4 min SF (83%) (vários)
α (17%) 263 Rf
269 Sg 106 163 269,12863 (39) # 14 min α 265 Rf
271 Sg 106 165 271,13393 (63) # 2,4 min α (67%) 267 Rf 3/2 + #
SF (33%) (vários)
Este cabeçalho e rodapé da tabela:
  1. ^ m Sg - 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
    SF: Fissão espontânea
  5. ^ a b # - Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências de nuclídeos vizinhos (TNN).
  6. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 270 Ds
  7. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 271 Ds
  8. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre como produto de decaimento de 270 Hs
  9. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre como produto de decaimento de 271 Hs
  10. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 285 Fl
  11. ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 287 Fl

Nucleosíntese

Alvo Projétil CN Resultado da tentativa
208 Pb 54 Cr 262 Sg Reação bem sucedida
207 Pb 54 Cr 261 Sg Reação bem sucedida
206 Pb 54 Cr 260 Sg Falta de namoro
208 Pb 52 Cr 260 Sg Reação bem sucedida
209 Bi 51 V 260 Sg Reação bem sucedida
238 U 30 Si 268 Sg Reação bem sucedida
244 Pu 26 mg 270 Sg Reação ainda a ser tentada
248 cm 22 Ne 270 Sg Reação bem sucedida
249 Cf 18 O 267 Sg Reação bem sucedida

Fusão a frio

Esta seção trata da síntese de núcleos de seabórgio 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.

208 Pb ( 54 Cr, xn) 262 − x Sg (x = 1,2,3)

A primeira tentativa de sintetizar o seabórgio em reações de fusão a frio foi realizada em setembro de 1974 por uma equipe soviética liderada por GN Flerov no Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear em Dubna . Eles relataram produzir uma atividade de fissão espontânea (SF) de 0,48 s, que eles atribuíram ao isótopo 259 Sg. Com base em evidências posteriores, foi sugerido que a equipe provavelmente mediu a decadência de 260 Sg e de sua filha 256 Rf. O TWG concluiu que, na época, os resultados não eram suficientemente convincentes.

A equipe de Dubna revisitou esse problema em 1983-1984 e foi capaz de detectar uma atividade SF de 5 ms atribuída diretamente a 260 Sg.

A equipe do GSI estudou essa reação pela primeira vez em 1985, usando o método aprimorado de correlação de decaimentos genéticos de pais e filhas. Eles foram capazes de detectar 261 Sg (x = 1) e 260 Sg e mediram uma função de excitação de evaporação de nêutron parcial 1n.

Em dezembro de 2000, a reação foi estudada por uma equipe do GANIL , França; eles foram capazes de detectar 10 átomos de 261 Sg e 2 átomos de 260 Sg para adicionar aos dados anteriores sobre a reação.

Após uma atualização da instalação, a equipe GSI mediu a função de excitação 1n em 2003 usando um alvo de chumbo metálico. De forma significativa, em maio de 2003, a equipe substituiu com sucesso o alvo de chumbo-208 por alvos de sulfeto de chumbo (II) (PbS) mais resistentes , o que permitirá que feixes mais intensos sejam usados ​​no futuro. Eles foram capazes de medir as funções de excitação 1n, 2n e 3n e realizar a primeira espectroscopia alfa-gama detalhada no isótopo 261 Sg. Eles detectaram ~ 1600 átomos do isótopo e identificaram novas linhas alfa, bem como mediram uma meia-vida mais precisa e novas ramificações EC e SF. Além disso, eles foram capazes de detectar os raios-X K do isótopo filho de rutherfórdio pela primeira vez. Eles também foram capazes de fornecer dados aprimorados para 260 Sg, incluindo a observação experimental de um nível isomérico. O estudo continuou em setembro de 2005 e março de 2006. O trabalho acumulado em 261 Sg foi publicado em 2007. O trabalho em setembro de 2005 também teve como objetivo iniciar estudos espectroscópicos em 260 Sg.

A equipe do LBNL recentemente reestudou essa reação em um esforço para observar a espectroscopia do isótopo 261 Sg. Eles foram capazes de detectar um novo isômero, 261m Sg, decaindo por conversão interna para o estado fundamental . Na mesma experiência, eles também foram capazes de confirmar um isômero K na filha 257 Rf, a saber, 257m2 Rf.

207 Pb ( 54 Cr, xn) 261 − x Sg (x = 1,2)

A equipe de Dubna também estudou essa reação em 1974 com resultados idênticos aos de seus primeiros experimentos com um alvo de Pb-208. As atividades de SF foram inicialmente atribuídas a 259 Sg e, posteriormente, a 260 Sg e / ou 256 Rf. Trabalhos posteriores em 1983–1984 também detectaram uma atividade SF de 5 ms atribuída ao pai 260 Sg.

A equipe GSI estudou essa reação pela primeira vez em 1985, usando o método de correlação de decaimentos genéticos de pais e filhas. Eles foram capazes de identificar positivamente 259 Sg como um produto do canal de evaporação de nêutrons 2n.

A reação foi usada posteriormente em março de 2005 usando alvos PbS para iniciar um estudo espectroscópico do isótopo par-par 260 Sg.

206 Pb ( 54 Cr, xn) 260 − x Sg

Essa reação foi estudada em 1974 pela equipe de Dubna. Foi usado para auxiliá-los na atribuição das atividades de SF observadas em reações usando alvos Pb-207 e Pb-208. Eles não foram capazes de detectar qualquer SF, indicando a formação de isótopos decaindo principalmente por decaimento alfa.

208 Pb ( 52 Cr, xn) 260 − x Sg (x = 1,2)

A equipe de Dubna também estudou essa reação em sua série de reações de fusão a frio realizadas em 1974. Mais uma vez, eles foram incapazes de detectar qualquer atividade SF. A reação foi revisitada em 2006 pela equipe do LBNL como parte de seus estudos sobre o efeito da isospin do projétil e, portanto, o número de massa do núcleo do composto no rendimento de resíduos de evaporação. Eles foram capazes de identificar 259 Sg e 258 Sg em sua medição da função de excitação 1n.

209 Bi ( 51 V, xn) 260 − x Sg (x = 2)

A equipe de Dubna também estudou essa reação em sua série de reações de fusão a frio realizadas em 1974. Mais uma vez, eles foram incapazes de detectar qualquer atividade SF. Em 1994, a síntese de seabórgio foi revisitada usando essa reação pela equipe do GSI, a fim de estudar o novo isótopo par-par 258 Sg. Dez átomos de 258 Sg foram detectados e decaídos por fissão espontânea.

Fusão quente

Esta seção trata da síntese de núcleos de seabórgio 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.

238 U ( 30 Si, xn) 268 − x Sg (x = 3,4,5,6)

Esta reação foi estudada pela primeira vez por cientistas japoneses no Instituto de Pesquisa de Energia Atômica do Japão (JAERI) em 1998. Eles detectaram uma atividade de fissão espontânea , que eles atribuíram provisoriamente ao novo isótopo 264 Sg ou 263 Db, formado por EC de 263 Sg. Em 2006, as equipes do GSI e do LBNL estudaram essa reação usando o método de correlação de decaimentos genéticos de pais e filhas. A equipe LBNL mediu uma função de excitação para os canais 4n, 5n e 6n, enquanto a equipe GSI foi capaz de observar uma atividade 3n adicional. Ambas as equipes foram capazes de identificar o novo isótopo 264 Sg, que decaiu com uma vida curta por fissão espontânea .

248 Cm ( 22 Ne, xn) 270 − x Sg (x = 4?, 5)

Em 1993, em Dubna, Yuri Lazarev e sua equipe anunciaram a descoberta dos longevos 266 Sg e 265 Sg produzidos nos canais 4n e 5n dessa reação nuclear após a busca por isótopos de seabórgio adequados para um primeiro estudo químico. Foi anunciado que 266 Sg decaiu pela emissão de partículas alfa de 8,57 MeV com uma meia-vida projetada de ~ 20 s, dando forte suporte ao efeito estabilizador de Z = 108, N = 162 conchas fechadas. Esta reação foi estudada posteriormente em 1997 por uma equipe do GSI e o rendimento, modo de decaimento e meia-vida para 266 Sg e 265 Sg foram confirmados, embora ainda existam algumas discrepâncias. Na síntese recente de 270 Hs (ver hassium ), 266 Sg foi encontrado para sofrer exclusivamente SF com uma meia-vida curta (T SF = 360 ms). É possível que este seja o estado fundamental, ( 266g Sg) e que a outra atividade, produzida diretamente, pertença a um isômero K de alto spin, 266m Sg, mas mais resultados são necessários para confirmar isso.

Uma recente reavaliação das características de decaimento de 265 Sg e 266 Sg sugeriu que todos os decaimentos até o momento nesta reação foram na verdade de 265 Sg, que existe em duas formas isoméricas. O primeiro, 265a Sg, tem uma linha alfa principal de 8,85 MeV e meia-vida calculada de 8,9 s, enquanto 265b Sg tem uma energia de decaimento de 8,70 MeV e meia-vida de 16,2 s. Ambos os níveis isoméricos são preenchidos quando produzidos diretamente. Os dados do decaimento de 269 Hs indicam que 265b Sg é produzido durante o decaimento de 269 Hs e que 265b Sg decai no isótopo 261g Rf de vida mais curta . Isso significa que a observação de 266 Sg como um emissor alfa de longa duração é retraída e que de fato sofre fissão em um curto espaço de tempo.

Independentemente dessas atribuições, a reação foi usada com sucesso nas recentes tentativas de estudar a química do seabórgio (veja abaixo).

249 Cf ( 18 O, xn) 267 − x Sg (x = 4)

A síntese do seabórgio foi realizada pela primeira vez em 1974 pela equipe LBNL / LLNL. Em seu experimento de descoberta, eles foram capazes de aplicar o novo método de correlação de decaimentos genéticos de pais e filhas para identificar o novo isótopo 263 Sg. Em 1975, a equipe de Oak Ridge foi capaz de confirmar os dados de decadência, mas não foi capaz de identificar raios-X coincidentes para provar que o seabórgio foi produzido. Em 1979, a equipe de Dubna estudou a reação por detecção de atividades SF. Em comparação com os dados de Berkeley, eles calcularam uma ramificação de 70% SF para 263 Sg. A síntese original e a reação de descoberta foram confirmadas em 1994 por uma equipe diferente do LBNL.

Produtos decadentes

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

Resíduo de Evaporação Isótopo Sg observado
291 Lv, 287 Fl, 283 Cn 271 Sg
285 Fl 269 Sg
271 Hs 267 Sg
270 Hs 266 Sg
277 Cn, 273 Ds, 269 Hs 265 Sg
271 Ds, 267 Ds 263 Sg
270 Ds 262 Sg
269 Ds, 265 Hs 261 Sg
264 Hs 260 Sg

Cronologia da descoberta de isótopos

Isótopo Ano descoberto reação de descoberta
258 Sg 1994 209 Bi ( 51 V, 2n)
259 Sg 1985 207 Pb ( 54 Cr, 2n)
260 Sg 1985 208 Pb ( 54 Cr, 2n)
261g Sg 1985 208 Pb ( 54 Cr, n)
261m Sg 2009 208 Pb ( 54 Cr, n)
262 Sg 2001 207 Pb ( 64 Ni, n)
263 Sg m 1974 249 Cf ( 18 O, 4n)
263 Sg g 1994 208 Pb ( 64 Ni, n)
264 Sg 2006 238 U ( 30 Si, 4n)
265 Sg a, b 1993 248 Cm ( 22 Ne, 5n)
266 Sg 2004 248 Cm ( 26 Mg, 4n)
267 Sg 2004 248 Cm ( 26 Mg, 3n)
268 Sg desconhecido
269 Sg 2010 242 Pu ( 48 Ca, 5n)
270 Sg desconhecido
271 Sg 2003 242 Pu ( 48 Ca, 3n)

Isomeria

266 Sg

O trabalho inicial identificou uma atividade de decaimento alfa de 8,63 MeV com meia-vida de ~ 21 se atribuída ao estado fundamental de 266 Sg. Trabalhos posteriores identificaram um nuclídeo decaindo por 8,52 e 8,77 MeV de emissão alfa com meia-vida de ~ 21 s, o que é incomum para um nuclídeo uniforme. Um trabalho recente na síntese de 270 Hs identificou 266 Sg decaindo por SF com uma meia-vida curta de 360 ​​ms. O trabalho recente em 277 Cn e 269 Hs forneceu novas informações sobre a decadência de 265 Sg e 261 Rf. Este trabalho sugeriu que a atividade inicial de 8,77 MeV deveria ser reatribuída para 265 Sg. Portanto, as informações atuais sugerem que a atividade SF é o estado fundamental e a atividade de 8,52 MeV é um isômero K de alto spin. É necessário mais trabalho para confirmar essas atribuições. Uma recente reavaliação dos dados sugeriu que a atividade de 8,52 MeV deveria estar associada a 265 Sg e que 266 Sg apenas sofre fissão.

265 Sg

A síntese direta recente de 265 Sg resultou em quatro linhas alfa em 8,94, 8,84, 8,76 e 8,69 MeV com meia-vida de 7,4 segundos. A observação do decaimento de 265 Sg do decaimento de 277 Cn e 269 Hs indicou que a linha de 8,69 MeV pode estar associada a um nível isomérico com uma meia-vida associada de ~ 20 s. É plausível que este nível esteja causando confusão entre as atribuições de 266 Sg e 265 Sg, uma vez que ambas podem decair para isótopos de rutherfórdio em fissão.

Uma recente reavaliação dos dados indicou que existem de fato dois isômeros, um com uma energia de decaimento principal de 8,85 MeV com meia-vida de 8,9 s, e um segundo isômero que decai com energia de 8,70 MeV com meia-vida de 16,2 s.

263 Sg

A síntese descoberta de 263 Sg resultou em uma linha alfa em 9,06 MeV. A observação deste nuclídeo por decaimento de 271g Ds, 271m Ds e 267 Hs confirmou um decaimento do isômero por emissão alfa de 9,25 MeV. O decaimento de 9,06 MeV também foi confirmado. A atividade de 9,06 MeV foi atribuída ao isômero do estado fundamental com uma meia-vida associada de 0,3 s. A atividade de 9,25 MeV foi atribuída a um nível isomérico decaindo com meia-vida de 0,9 s.

Um trabalho recente na síntese de 271g, m Ds resultou em alguns dados confusos em relação ao decaimento de 267 Hs. Em uma dessas decadências, 267 Hs decaíram para 263 Sg, que decaíram por emissão alfa com meia-vida de ~ 6 s. Esta atividade ainda não foi atribuída positivamente a um isômero e mais pesquisas são necessárias.

Esquemas de decaimento espectroscópico

261 Sg

Este é o esquema de decaimento atualmente aceito para 261 Sg do estudo de Streicher et al. na GSI em 2003-2006

Isótopos retraídos

269 Sg

Na síntese reivindicada de 293 Og em 1999, o isótopo 269 Sg foi identificado como um produto filho. Ele decaiu por emissão alfa de 8,74 MeV com meia-vida de 22 s. A alegação foi retirada em 2001. Este isótopo foi finalmente criado em 2010.

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 de seabórgio 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
54 Cr 207 Pb 261 Sg
54 Cr 208 Pb 262 Sg 4,23 nb, 13,0 MeV 500 pb 10 pb
51 V 209 Bi 260 Sg 38 pb, 21,5 MeV
52 Cr 208 Pb 260 Sg 281 pb, 11,0 MeV

Fusão quente

A tabela abaixo fornece seções transversais e energias de excitação para reações de fusão a quente que produzem isótopos de seabórgio 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
30 Si 238 U 268 Sg + 9 pb, 40,0 ~ 80 pb, 51,0 MeV ~ 30 pb, 58,0 MeV
22 Ne 248 cm 270 Sg ~ 25 pb ~ 250 pb
18 O 249 Cf 267 Sg +

Referências