Isótopos de Seabórgio - Isotopes of seaborgium
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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 |
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---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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: |
- ^ m Sg - Isômero nuclear Excited.
- ^ () - A incerteza (1 σ ) é dada de forma concisa entre parênteses após os últimos dígitos correspondentes.
- ^ # - Massa atômica marcada com #: valor e incerteza derivados não de dados puramente experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências da superfície de massa (TMS).
-
^
Modos de decadência:
CE: Captura de elétrons SF: Fissão espontânea - ^ a b # - Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências de nuclídeos vizinhos (TNN).
- ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 270 Ds
- ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 271 Ds
- ^ Não sintetizado diretamente, ocorre como produto de decaimento de 270 Hs
- ^ Não sintetizado diretamente, ocorre como produto de decaimento de 271 Hs
- ^ Não sintetizado diretamente, ocorre na cadeia de decaimento de 285 Fl
- ^ 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
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
- Massas de isótopos de:
- M. Wang; G. Audi; AH Wapstra; FG Kondev; M. MacCormick; X. Xu; et al. (2012). "Avaliação da massa atômica AME2012 (II). Tabelas, gráficos e referências" (PDF) . Chinese Física C . 36 (12): 1603–2014. Bibcode : 2012ChPhC..36 .... 3M . doi : 10.1088 / 1674-1137 / 36/12/003 .
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The N UBASE Evaluation of nuclear and decay properties" , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Composições isotópicas e massas atômicas padrão de:
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Pesos atômicos dos elementos. Revisão 2000 (Relatório Técnico IUPAC)" . Química pura e aplicada . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351 / pac200375060683 .
- Wieser, Michael E. (2006). "Pesos atômicos dos elementos 2005 (Relatório Técnico IUPAC)" . Química pura e aplicada . 78 (11): 2051–2066. doi : 10.1351 / pac200678112051 . Resumo da postura .
- Dados de meia-vida, spin e isômero selecionados das seguintes fontes.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The N UBASE Evaluation of nuclear and decay properties" , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Centro Nacional de Dados Nucleares . "Banco de dados NuDat 2.x" . Laboratório Nacional de Brookhaven .
- Holden, Norman E. (2004). "11. Tabela dos Isótopos". Em Lide, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85ª ed.). Boca Raton, Flórida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.
- GSI (2011). "Superheavy Element Research at GSI" (PDF) . GSI . Retirado em 24 de agosto de 2012 .